CN207407414U - 一种相变材料蓄热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种相变材料蓄热装置，包括相变储热水箱；所述的相变储热水箱内部设置有多个相变材料蓄热单元；所述相变储热水箱上设有四个进出水口，分别连接热网配热支线的供热水管、回水管、用户端的用热水管和回水管；本实用新型还包括安装在相变储热水箱表面的智能控制模块、温度采集模块和执行模块。所述的相变材料蓄热装置利用城市热网配热支线端的供热水提供热能储存在相变储热水箱内，在用热高峰期或用电高峰期将储存的热能根据用户热量需求逐步自控释放。本实用新型能以清洁环保的方式降低供热系统的运营费用，高效、节能。

Description

一种相变材料蓄热装置

技术领域

本实用新型涉及一种相变材料蓄热装置，属集中供热技术领域。

背景技术

随着我国经济平稳健康地发展，国民生活水平有了明显地提高，人们对生活细节的要求也在增加。近几年，在国家相关法律政策大力提倡“节能环保”的大背景下，集中供热作为一种节约能源、减少环境污染的供热方式已经逐步成为了我国城镇的主要供热方式，我国各地方城市集中供热产业也得到了快速发展。我国集中供热已形成了以热电联产为主，集中锅炉房为辅，其他方式为补充的供热局面。据相关统计，我国供热产业热源总热量中，热电联产占62.9％，集中锅炉占35.75％，其它占1.35％。

中国产业调研网发布的2015-2020年中国集中供热市场现状调研分析及发展趋势报告认为，从2014年环保部发布新的锅炉排放标准开始，国家相关部门和地方政府陆续发布多项政策推动集中供热热电联产项目取代小锅炉给下游客户供热。根据气十条的规划，通过集中建设热电联产机组逐步淘汰分散燃煤锅炉，到2017年基本淘汰10t/h以下的燃煤锅炉，禁止新建20t/h以下的燃煤锅炉，初步预计到2017年小锅炉治理改造空间达3500亿元、运营空间达5400亿元，千亿市场空间被撬动。

由此可见，供热市场在近些年来将发生较大的变革，目前的燃煤锅炉将大范围地被淘汰，因此需要高效、节能的新型供热系统取代原有燃煤锅炉。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种相变材料蓄热装置，能以清洁环保的方式降低供热系统的运营费用，高效、节能。

本实用新型所提供的技术方案为：

一种相变材料蓄热装置，包括相变储热水箱；所述的相变储热水箱内部设置有多个相变材料蓄热单元；所述相变储热水箱上设有四个进出水口，分别连接热网配热支线的供热水管、回水管、用户端的用热水管和回水管(相变储热水箱顶部连接热网配热支线的供热水管，上部设有用户端的用热水管，底部两侧分别设有热网配热支线的回水管以及用户端的回水管)。

进一步地，所述相变储热水箱设有外保温层(外部包裹有隔热棉)。

进一步地，所述相变材料蓄热单元内的相变材料相变温度为20℃～35℃。

进一步地，所述相变材料蓄热装置，还包括智能控制系统；

智能控制系统包括安装在相变储热水箱表面(顶部)的智能控制模块、温度采集模块和执行模块；

温度采集模块包括设置在相变储热水箱内的温度传感器、设置在热网配热支线的供热水管和回水管上的热源端温度传感器；

执行模块包括设置在热网配热支线的供热水管和回水管上的电磁阀；

热源端温度传感器的输出端与智能控制模块相连；电磁阀受控于智能控制模块。

所述的热网配热支线与相变储热水箱的两个进出口连接处各设有一个温度传感器与电磁阀。

所述温度传感器把采集到的相变材料蓄热单元、供热管网连接箱体进出口温度发送给控制模块，从而进行监控与调节。若控制模块监控到热网配热支线输入给相变储热水箱的热水温度较低或蓄热过程即将完成(相变材料蓄热单元温度接近设定阈值)，则自动调小或关闭设置在热网配热支线的供热水管和回水管上的电磁阀开度，若热网配热支线输入的热水热量充足，则上调电磁阀开度，以增快蓄热过程。

进一步地，所述温度采集模块还包括设置在用户端的用热水管和回水管上的供热端温度传感器，供热端温度传感器与智能控制模块相连，用于监控用户端进出水温度是否属于正常工况范围。

进一步地，所述执行模块还包括设置在用户端的用热水管和回水管上的电磁阀，电磁阀受控于智能控制模块。

用户端的用热水管和回水管近相变储热水箱端各设有一个温度传感器与电磁阀。

电磁阀的开度可根据同时用热用户的数量调节；同时可以通过控制电磁阀的开度改变循环水流速，进而改变循环水与相变材料蓄热单元的换热效率，最终达到改变出水温度的目的。

进一步地，所述智能控制系统还包括与智能控制模块通信连接的远程控制终端。有益效果：

本实用新型的相变材料蓄热装置主要用于集中供热和对用热单位的系统优化、智能管控，即利用城市热网配热支线端的供热水提供热能储存在相变蓄热水箱内，在用热高峰期或用电高峰期将储存的热能根据用户热量需求逐步自控释放。与现有的供热设备相比，可以将用热低谷期的城市热网的热水热能储存在该相变材料蓄热装置的相变材料蓄热单元中，对高比热的相变材料进行加热，并可以在任意时刻释放所储存的热能来提供用户全天的热水使用，缓解了用热高峰期的供热压力，蓄放热效率较高且清洁无污染。该相变材料蓄热装置与传统供热系统相比占地面积小，蓄热效率高，且有配套的智能控制系统，热负荷自动监测及调节，站房无人值守，高效节能；该装置将高比热的相变材料进行加热，白天由远程控制终端监测相变蓄热水箱的出水温度，并可以通过控制电磁阀的开度改变循环水流速，进而改变循环水与相变材料蓄热单元的换热效率，最终达到改变出水温度的目的，配合管网平衡、气候补偿、分时分温等节能手段，以供用户全天使用，从而达到节省运营费用的目的。

该系统应用于公共建筑可分担供热管网高峰期负荷，节省建设投资；该系统应用于民用建筑不受地域环境影响，小区自主供热产权，节约资金，提升物业管理水平；该系统还可广泛用于工业饮服业、农业生产新农村建设等其他行业。

附图说明

图1为本实用新型的系统原理图；

图2为本实用新型工作原理图。

附图标记说明：1-增压泵、2-电磁阀、3-相变储热水箱、4-智能控制模块、5-不锈钢托架结构。

具体实施方式

为了使本实用新型的技术手段、创新特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述该实用新型的工作原理。

参见图1--图2，本实用新型公开了一种相变材料蓄热装置，包括相变储热水箱3；所述的相变储热水箱内部设置有多个相变材料蓄热单元；多个相变材料蓄热单元通过不锈钢托架结构5安装在相变储热水箱内部；所述相变储热水箱上设有四个进出水口，分别连接热网配热支线的供热水管、回水管、用户端的用热水管和回水管(相变储热水箱顶部连接热网配热支线的供热水管，上部设有用户端的用热水管，底部两侧分别设有热网配热支线的回水管以及用户端的回水管；热网配热支线的供热水管上设有增压泵1)。

进一步地，所述的相变蓄热水箱外部包裹有隔热棉，顶部设有智能控制模块；所述的相变材料蓄热水箱内相变材料蓄热单元内的相变材料相变温度为20℃～35℃。所述的智能控制系统包括装在相变蓄热水箱表面的智能控制模块4、远程控制终端、电磁阀2和传感器部分。传感器部分包括水箱内温度传感器，热源端温度传感器，供热端温度传感器。所述的用户端进出水管近相变蓄热水箱端设有电磁阀与温度传感器；所述的热网配热支线与相变材料蓄热水箱进出口连接处均设有电磁阀与温度传感器；所述的电磁阀均与智能控制模块线性连接。

相变材料蓄热装置运行原理：

热量产生：首先由城市热网配热支线的热水从相变蓄热水箱顶部输入，采用顶部循环水输入不占用相变蓄热水箱的有效容积；

热量储存：输入的高温热水与相变蓄热单元换热，若此时相变材料蓄热单元是已完成蓄热的状态，还可以开启用户端水管进出口同时进行蓄热单元、热网热水、用户回水之间的热交换。

热量控制：为使储存的热量得到有效利用，相变蓄热水箱箱体设有外保温层。热量的输配控制由智能控制系统以及人为可控调节。

热量输送：蓄热完毕后关闭热源热水输入后，输入的冷水被相变蓄热单元体加热成高温热水后送入输热管线，达到供热目的。

本实用新型区别于传统的燃气燃煤集中供热设备，热量由供热管网的热能转换而来，利用可储存与释放的特性实施对热能理想地调节输配，没有废气废烟的排放；本实用新型与现有的供热设备相比，可利用热低谷期的城市热网及壁挂炉的热能储存在相变材料蓄热装置中来提供用户全天的热水使用，经济性较高，且具有显著的节能效果。该相变材料蓄热装置与传统供热系统相比占地面积小，蓄热效率高，且有配套的智能控制模块，热负荷自动监测及调节，站房无人值守，高效节能；该装置将高比热的相变蓄热单元进行加热，白天由电脑控制蓄热器的出水温度，配合管网平衡、气候补偿、分时分温等节能手段，以供用户全天使用，从而达到节省运营费用的目的。

Claims (7)

1.一种相变材料蓄热装置，其特征在于，包括相变储热水箱；所述的相变储热水箱内部设置有多个相变材料蓄热单元；所述相变储热水箱上设有四个进出水口，分别连接热网配热支线的供热水管、回水管、用户端的用热水管和回水管。

2.根据权利要求1所述的相变材料蓄热装置，其特征在于，所述相变储热水箱设有外保温层。

3.根据权利要求1所述的相变材料蓄热装置，其特征在于，所述相变材料蓄热单元内的相变材料相变温度为20℃～35℃。

4.根据权利要求1所述的相变材料蓄热装置，其特征在于，还包括智能控制系统；

智能控制系统包括安装在相变储热水箱表面的智能控制模块、温度采集模块和执行模块；

温度采集模块包括设置在相变储热水箱内的温度传感器、设置在热网配热支线的供热水管和回水管上的热源端温度传感器；

执行模块包括设置在热网配热支线的供热水管和回水管上的电磁阀；

热源端温度传感器的输出端与智能控制模块相连；电磁阀受控于智能控制模块。

5.根据权利要求4所述的相变材料蓄热装置，其特征在于，所述温度采集模块还包括设置在用户端的用热水管和回水管上的供热端温度传感器，供热端温度传感器与智能控制模块相连，用于监控用户端进出水温度是否属于正常工况范围。

6.根据权利要求4所述的相变材料蓄热装置，其特征在于，所述执行模块还包括设置在用户端的用热水管和回水管上的电磁阀，电磁阀受控于智能控制模块。

7.根据权利要求4～6中任一项所述的相变材料蓄热装置，其特征在于，所述智能控制系统还包括与智能控制模块通信连接的远程控制终端。