CN207688224U - 一种用于供暖系统的相变即热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于供暖系统的相变即热装置，包括相变即热装置本体、换热管、碳纤维加热棒和液态相变材料；相变即热装置本体内腔自上而下依次设有换热管、液态相变材料、碳纤维加热棒；碳纤维加热棒浸没于液态相变材料；换热管一端连接第一进水管，换热管另一端连接第一出水管；相变即热装置本体内腔顶端设有压力计。采用本实用新型提供的一种用于供暖系统的相变即热装置，具有高效供热，节能环保，温度易于控制等特点，而且相变即热装置零部件少，体积小，易于拆装。

Description

一种用于供暖系统的相变即热装置

技术领域

本实用新型涉及供暖领域，特别涉及一种用于供暖系统的相变即热装置。

背景技术

供暖是人类最早发展起来的建筑环境控制技术。从最早期的火炕、火炉、火墙、火地，再到现在的暖气片、地暖、空调，随着供热技术和设备的发展，供暖方式也趋于多样化。

在我国，北方的供暖方式主要通过热力集团把市政热力通过管线输送到用户家中，而南方的供暖方式主要通过空调和地暖进行供暖。大多数供暖方式均采用向供暖管通入热水，热水流经室内进行放热从而向室内供热的方法。

现有技术中，大多数供暖设备通常采用燃气、煤、电炉丝等传统加热源对通入供暖管的水进行直接加热，这类供暖设备供热效果差，不够高效节能，且温度不易控制。

实用新型内容

为解决上述背景技术中存在的技术问题，本实用新型提供的一种用于供暖系统的相变即热装置，包括相变即热装置本体、换热管、碳纤维加热棒和液态相变材料；

所述相变即热装置本体内腔自上而下依次设有所述换热管、所述液态相变材料、所述碳纤维加热棒；

所述碳纤维加热棒浸没于所述液态相变材料；

所述换热管一端连接第一进水管，所述换热管另一端连接第一出水管；

所述相变即热装置本体内腔顶端设有压力计。

进一步地，所述液态相变材料为纯净水。

进一步地，所述换热管的管壁横截面呈锯齿形。

进一步地，所述第一进水管依次通过水泵、第一过滤器与第二出水管连接；所述第二出水管设有第一开关阀；所述第一出水管与第二进水管连接，所述第一出水管上设有温度感应器。

进一步地，所述第二出水管设有缺水感应器，供水管和所述第二出水管均为三通管，所述供水管通过连接管与所述第二出水管连接；所述供水管设有第二开关阀。

进一步地，所述相变即热装置本体底部连接第三进水管；所述第三进水管通过第二过滤器与供水管连接；所述第三进水管为三通管，所述第三进水管顶端连接水位计。

本实用新型提供的一种用于供暖系统的相变即热装置，通过设置碳纤维加热棒，通电后碳纤维加热棒在5秒内升温到720℃，使得液态相变材料瞬间沸腾，蒸发，换热管内流动的低温水通过吸收蒸汽的热量转换为热水，从而达到即热的目的。采用本实用新型提供的一种用于供暖系统的相变即热装置，具有高效供热，节能环保，温度易于控制等特点，而且相变即热装置零部件少，体积小，易于拆装。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种用于供暖系统的相变即热装置的结构示意图；

图2为图1中供热管的管壁横截面示意图；

图3为膜状凝结示意图；

图4为珠状凝结示意图。

附图标记：

10相变即热装置本体 11视镜 20换热管

21第一进水管 22第一出水管 23水泵

24第一过滤器 25温度感应器 26管壁

30碳纤维加热棒 40液态相变材料 50压力计

61第二出水管 62第二进水管 63第一开关阀

64缺水感应器 70供水管 71连接管

72第二开关阀 80第三进水管 81第二过滤器

82水位计 91液膜 92小液珠

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

图1为本实用新型提供的一种用于供暖系统的相变即热装置的结构示意图，如图1所示，一种用于供暖系统的相变即热装置，包括相变即热装置本体10、换热管20、碳纤维加热棒30和液态相变材料40；

所述相变即热装置本体10内腔自上而下依次设有所述换热管20、所述液态相变材料40、所述碳纤维加热棒30；

所述碳纤维加热棒30浸没于所述液态相变材料40；

所述换热管20一端连接第一进水管21，所述换热管20另一端连接第一出水管22；

所述相变即热装置本体10内腔顶端设有压力计50。

优选地，所述液态相变材料40为纯净水。

优选地，所述换热管20的管壁26横截面呈锯齿形。

具体实施时，如图1所示，相变即热装置本体10箱体结构包括壳体和内腔，壳体与内腔壁之间缝隙填充保温棉；内腔自上而下依次固定连接有换热管20和碳纤维加热棒30；第一进水管21穿过箱体侧壁的一开孔连接换热管20下端接口，第一出水管22穿过箱体侧壁的另一开孔连接换热管20上端接口，开孔连接位置密封处理；内腔装入液态相变材料40，液态相变材料40浸没碳纤维加热棒30；箱体顶端固定连接有压力计50，压力计50探头伸入内腔，用于检测内腔压力；箱体正面装有视镜11，可通过视镜11观察液态相变材料40的水位；

使用时，碳纤维加热棒30通电后瞬间发热并在5秒内升温至720℃，液态相变材料40经过加热瞬间沸腾、蒸发，蒸汽充满内腔，低温水流经换热管20吸收蒸汽的热量转换为热水；当压力计50检测到内腔压力达到0.3MPa，压力计50将警报信号反馈给控制器，控制器中断电路向碳纤维加热棒30供电，保证安全；

液态相变材料40较佳为纯净水，纯净水可避免产生水垢，防止碳纤维加热棒30外包的石英玻璃材质与水垢的热胀冷缩系数不一致，进而导致碳纤维加热棒30外包的石英玻璃破裂而损坏；

如图1和图2所示，换热管20为蛇形锯齿管，管壁26横截面呈锯齿形。

本实用新型提供的一种用于供暖系统的相变即热装置的增强换热效果原理如下：

相变换热涉及凝结换热和沸腾换热两种，凝结换热包括膜状凝结和珠状凝结，图3所示为膜状凝结，图4所示为珠状凝结；换热管20外壁的蒸汽沿整个壁面形成一层薄膜，并且在重力g的作用下流动，蒸汽凝结放出的汽化潜热必须通过液膜91才能传递给换热管20内的流动水，导致换热管20上的液膜91温度远大于管壁26温度；使用时，内腔的液态相变材料40处于蒸发冷凝循环过程，由于蒸汽不停冲刷换热管20上的液膜91，不会使液膜91厚度增加而直接影响热量传递，实现了湍流膜状凝结换热，使得换热效果增强；由于蒸汽不停冲刷换热管20上的液膜91，致使液膜91表面波动，当凝结液体不能很好的浸润管壁26时，则管壁26上形成许多小液珠92，此时管壁26的部分表面与蒸汽直接接触，实现了珠状凝结，珠状凝结换热速率远大于膜状凝结；换热管20管壁26设计成锯齿表面，使管壁26上冷凝的液膜91拉薄，或者使已凝结的液体尽快从换热表面上排泄掉，从而减薄粘滞在换热表面上的液膜91的厚度；

同时，碳纤维加热棒30在通电条件下，红外线辐射率达到70％以上，发热温度5秒内可达720℃，使得膜态换热时壁面维持较高温度，一方面直接增加了换热量，另一方面减薄了液膜91厚度，从而加剧换热。

本实用新型提供的一种用于供暖系统的相变即热装置，通过设置碳纤维加热棒，通电后碳纤维加热棒在5秒内升温到720℃，使得液态相变材料瞬间沸腾，蒸发，换热管内流动的低温水通过吸收蒸汽的热量转换为热水，从而达到即热的目的。采用本实用新型提供的一种用于供暖系统的相变即热装置，具有高效供热，节能环保，温度易于控制等特点，而且相变即热装置零部件少，体积小，易于拆装。

优选地，所述第一进水管21依次通过水泵23、第一过滤器24与第二出水管61连接；所述第二出水管61设有第一开关阀63；所述第一出水管22与第二进水管62连接，所述第一出水管22上设有温度感应器25。

优选地，所述第二出水管61设有缺水感应器64，供水管70和所述第二出水管61均为三通管，所述供水管70通过连接管71与所述第二出水管61连接；所述供水管70设有第二开关阀72。

优选地，所述相变即热装置本体10底部连接第三进水管80；所述第三进水管80通过第二过滤器81与供水管70连接；所述第三进水管80为三通管，所述第三进水管80顶端连接水位计82。

具体实施时，如图1所示，第一进水管21依次通过水泵23、第一过滤器24与第二出水管61连接，第二出水管61为暖气管的出水管，第一出水管22与第二进水管62连接，第二进水管62为暖气管的进水管，使得供暖系统的水形成水流回路，水泵23启动时使得循环水流动，第一过滤器24能够过滤循环水水渣避免水泵23堵塞损坏；第一出水管22靠近换热管20出水口位置设有温度感应器25，用于监控换热管20出水口的水温，当换热管20出水口的水温高于65℃时，温度感应器25反馈警报信息给控制器，从而控制器中断电路向碳纤维加热棒30供电，确保供暖安全；第二出水管61设有第一开关阀63，用于截断水流回路以便进行检修、安装；

如图1所示，供水管70和第二出水管61均为三通管，供水管70通过连接管71与第二出水管61连接，供水管70用于向供暖系统管路供水；供水管70设有第二开关阀72，第二开关阀72用于控制供水工作状态；第二出水管61设有缺水感应器64，当供暖系统管路缺水时，缺水感应器64反馈警报信息给控制器，控制器控制外部指示灯闪烁，使用人员可获知缺水警报，启动第二开关阀72向供暖系统管路补充水；

如图1所示，第三进水管80为三通管，侧边接口穿过箱体底部开口连接内腔，底部接口通过第二过滤器81与供水管70连接，顶端接口连接水位计82；如上所述液态相变材料40较佳为纯净水，供水管70向第三进水管80供水，水经过第二过滤器81过滤为纯净水；水位计82与内腔连接符合连通器原理，可通过水位计82监控内腔纯净水的水位。

尽管本文中较多的使用了诸如相变即热装置本体、视镜、换热管、进水管、出水管、水泵、过滤器、温度感应器、管壁、碳纤维加热棒、液态相变材料、压力计、开关阀、缺水感应器、供水管、连接管、水位计、液膜和小液珠等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种用于供暖系统的相变即热装置，其特征在于：包括相变即热装置本体(10)、换热管(20)、碳纤维加热棒(30)和液态相变材料(40)；

所述相变即热装置本体(10)内腔自上而下依次设有所述换热管(20)、所述液态相变材料(40)、所述碳纤维加热棒(30)；

所述碳纤维加热棒(30)浸没于所述液态相变材料(40)；

所述换热管(20)一端连接第一进水管(21)，所述换热管(20)另一端连接第一出水管(22)；

所述相变即热装置本体(10)内腔顶端设有压力计(50)。

2.根据权利要求1所述的用于供暖系统的相变即热装置，其特征在于：所述液态相变材料(40)为纯净水。

3.根据权利要求1所述的用于供暖系统的相变即热装置，其特征在于：所述换热管(20)的管壁(26)横截面呈锯齿形。

4.根据权利要求1所述的用于供暖系统的相变即热装置，其特征在于：所述第一进水管(21)依次通过水泵(23)、第一过滤器(24)与第二出水管(61)连接；所述第二出水管(61)设有第一开关阀(63)；所述第一出水管(22)与第二进水管(62)连接，所述第一出水管(22)上设有温度感应器(25)。

5.根据权利要求4所述的用于供暖系统的相变即热装置，其特征在于：所述第二出水管(61)设有缺水感应器(64)，供水管(70)和所述第二出水管(61)均为三通管，所述供水管(70)通过连接管(71)与所述第二出水管(61)连接；所述供水管(70)设有第二开关阀(72)。

6.根据权利要求5所述的用于供暖系统的相变即热装置，其特征在于：所述相变即热装置本体(10)底部连接第三进水管(80)；所述第三进水管(80)通过第二过滤器(81)与供水管(70)连接；所述第三进水管(80)为三通管，所述第三进水管(80)顶端连接水位计(82)。