CN208635260U - 新风预热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了新风预热装置，包括新风管、太阳能平板集热单元和蓄释热单元，所述太阳能平板集热单元包括太阳能平板集热器、送水管和回水管，送水管和回水管分别与太阳能平板集热器的出水口和进水口连接；所述蓄释热单元包括风管和换热器，所述风管由同心的内管、外管构成的带环状夹层的双层管结构，换热器设于环状夹层中，在环状夹层中填充有相变材料以将换热器包覆，环状夹层两端封闭以将相变材料封闭于环状夹层中；所述风管内管两端与两段新风管对接；所述送水管与换热器的进水端连接，所述回水管与换热器的出水端连接。本实用新型装置利用太阳能对新风进行预热，结构简单，工作稳定，节能环保且成本低廉。

Description

新风预热装置

技术领域

本实用新型装置涉及太阳能利用与预热装置，特别是新风预热装置。

背景技术

节能环保是当今世界的主题，它与人类发展息息相关。随着地球化石能源的不断减少，新能源的开发与利用成为了世界关注的焦点。太阳能是一种既清洁又具有可持续性的资源，因此许多国家都开始利用太阳能资源进行发电、供暖、制冷、预热新风等，以此来缓解能源危机以及保护环境。

太阳能通过平板集热器将冷水加热，直接用于新风预热，虽然节能，但对于太阳能贫瘠地区，太阳能在不同时间、天气下具有不稳定性，且接收的辐射量少，因此这种特性将会限制太阳能在空调系统中的使用。所以为保证冬季空调系统的正常运行，常采用电加热器或者利用新风机组加热新风，由于室外温度较低，不仅严重增加了新风机能耗，而且还有换热盘管冻结的风险。

电加热器是让电流通过电阻丝发热而加热空气的设备，分为裸线式和管式。电加热器具有结构紧凑、加热均匀、热量稳定、控制方便等优点。但是电加热器是利用高品位能源电能对室外空气进行加热，不利于节能，并且只宜在一部分空调机组和小型空调系统中采用。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的就在于提供一种结构简单，工作稳定，成本低廉且节能的新风预热装置。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

新风预热装置，包括新风管、太阳能平板集热单元和蓄释热单元，所述太阳能平板集热单元包括太阳能平板集热器、送水管和回水管，送水管和回水管分别与太阳能平板集热器的出水口和进水口连接；所述蓄释热单元包括风管和换热器，所述风管由同心的内管、外管构成的带环状夹层的双层管结构，换热器设于环状夹层中，在环状夹层中填充有相变材料以将换热器包覆，环状夹层两端封闭以将相变材料封闭于环状夹层中；所述风管内管两端与两段新风管对接，以将通过一段新风管进入的新风在风管预热后进入另一段新风管并最终进入空调系统；所述送水管与换热器的进水端连接，所述回水管与换热器的出水端连接。

进一步地，所述换热器为螺旋盘管式换热器，以套在内管外壁上的方式安装在环状夹层中，便于换热器内的液体与相变材料均匀、充分换热。

进一步地，所述内管的内外表面任意处的横截面均为锯齿结构，内表面任意处的锯齿结构的凸齿对应着外表面锯齿结构两凸齿间的齿槽，便于相变材料充满凸齿从而增大与新风的换热面积。

进一步地，在内管内腔中沿长度方向设置有横截面为十字形的管道，十字形管道长度与内管长度一致且前后两端均封闭，十字形管道通过十字形顶点对应的四边与内管连接且与环状夹层相通，便于相变材料进入十字形管道从而增大与新风的换热面积。

进一步地，蓄释热单元外管的外表面及环状夹层两端敷有保温材料，防止蓄释热单元内的热量向外散失。

进一步地，所述相变材料为石蜡。

进一步地，太阳能平板集热器为一方形平板，在太阳能平板集热器下端一角设置有进水口，与回水管连接，在太阳能平板集热器上端的对角设置有出水口，与送水管连接。

进一步地，回水管和送水管上设置有电动闸阀，用于控制管道中水的流动。

进一步地，电动闸阀的开关通过设于环状夹层中的用于感应相变材料温度的温度感应器控制，当温度感应器探测到相变材料的温度高于设定温度时，电动闸阀关闭，蓄热完成。

进一步地，在回水管上设置有回水泵，用于将换热器热交换后的低温水泵升到太阳能平板集热器进行加热，当电动闸阀处于关闭状态时，回水泵断电停止工作。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型装置的蓄释热单元的风管为双层管结构，与其他结构相比，新风与相变材料的换热面积更大；内管的内外表面任意处的横截面均为锯齿结构，内表面任意处的锯齿结构的凸齿对应着外表面锯齿结构两凸齿间的齿槽，同时在内管内腔中沿长度方向设置有横截面为十字形的管道，十字形管道长度与内管长度一致且前后两端均封闭，十字形管道通过十字形顶点对应的四边与内管连接且与环状夹层相通，相变材料充满凸齿和十字形管道，当室外新风与风管内表面接触，进一步增大了新风与相变材料的换热面积，提高了热交换效率，达到充分预热新风的效果。

2、本实用新型以熔点为20℃左右的石蜡作为相变材料，石蜡为低温相变材料，该低温相变材料具有相变潜热高，无过冷及析出现象，多次吸放热后相变温度和相变潜热变化很小、无毒、价格便宜等优点。在太阳能贫瘠地区冬季所接收的太阳能少且不稳定，利用太阳能最多只能将冷水升温至40℃，因而为了充分利用低温热水，选择低熔点的石蜡进行储热，并通过石蜡释热，达到稳定预热新风的目的。

3、本实用新型装置换热器为螺旋盘管式换热器，使用该换热器可以使交换器内的液体与石蜡均匀、充分换热，提高了石蜡与水之间的总体换热效率，从而将热量充分储存于石蜡中。

4、风管的外管的外表面及及环状夹层两端敷有保温材料，防止蓄释热单元内的热量向外散失。

5、本实用新型装置采用太阳能作为集热能源，它作为清洁、环保、可持续性的能源，且没有地域的限制，即使在太阳能贫瘠地区也可以使用本装置，适用地域广。

附图说明

图1-本实用新型装置的主要结构示意图。

图2-本实用新型低温相变蓄释热单元的结构示意图。

图3-本实用新型低温相变蓄释热单元的截面示意图。

其中1-新风；2-新风管；3-低温相变蓄释热单元；4-太阳能平板集热器；5-送水管；6-回水管；7-回水管上的电动闸阀；8-送水管上的电动闸阀；9-内管；10-外管；11-螺旋盘管式换热器；12-石蜡；13-回水泵；14-凸齿；15-十字形管道。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

参见图1、图2和图3，新风预热装置，包括两段新风管2、低温相变蓄释热单元3、太阳能平板集热器4、送水管5和回水管6，送水管5和回水管6分别与太阳能平板集热器4的出水口和进水口连接；所述低温相变蓄释热单元3包括风管和螺旋盘管式换热器11，所述风管由同心的内管9、外管10构成的带环状夹层的双层管结构，螺旋盘管式换热器11设于环状夹层中，环状夹层中填充有石蜡12已将螺旋盘管式换热器11包覆，环状夹层两端封闭以将相变材料封闭于环状夹层中；所述风管内管9的两端与两段新风管2对接，以将通过一段新风管2进入的新风1在风管预热后进入另一段新风管2并最终进入空调系统；所述送水管5与螺旋盘管式换热器11的进水端连接，所述回水管6与螺旋盘管式热器11的出水端连接。

螺旋盘管式换热器11以套在内管9外壁上的方式安装在环状夹层中，便于换热器内的液体与石蜡12均匀、充分换热，

太阳能平板集热器4为方形平板，在太阳能平板集热器4下端一角设置有进水口，与回水管6连接，在太阳能平板集热器4上端的对角设置有出水口，与送水管5连接。

在回水管6和送水管5上分别设置有回水管电动闸阀7和送水管电动闸阀8，当石蜡12完全熔化后，低温相变蓄释热单元3内设置的温度感应器用于探测石蜡12的温度，当高于预设值时（该预设值可以确保石蜡完全熔化），回、送水管电动闸阀7、8关闭，同时，设置在回水管6上的回水泵13断电停止工作，管路中的水停止流动，新风预热装置完成蓄热。

为增大与新风管2进入的新风1接触的预热面积，低温相变蓄释热单元3内管9的内外表面任意处的横截面均为锯齿结构，内表面任意处的锯齿结构的凸齿14对应着外表面锯齿结构两凸齿14间的齿槽，相变材料充满内管外表面的齿槽。同时在内管9内腔中沿长度方向设置有横截面为十字形的管道，十字形管道15长度与内管9长度一致且前后两端均封闭，十字形管道15通过十字形顶点对应的四边与内管9连接且与环状夹层相通，石蜡进入十字形管道与新风进行热交换。并且为防止蓄释热单元3内的热量向外散失，蓄释热单元3外管10的外表面及及环状夹层两端敷有保温材料。内管9采用的材料为导热性较好的铜片，外管10采用的材料为PVC板。

为防止新风预热装置中用于热交换的循环水长期使用流失，在回水管6上还设置有进水管和控制进水的开关，便于实时的补充循环水。

在太阳充足的时候，太阳能平板集热器4吸收充足，循环热水未能及时与石蜡12进行热交换，产生的气体会引起循环系统中的气压会升高，考虑到安全，在送水管上设置有一安全气阀，用于排气。

为更好的理解本实用新型装置，现详细介绍本实用新型装置的工作原理：

当天气晴朗时，空调系统处于停止运行状态，此时电动闸阀开启，太阳能被太阳能平板集热器吸收，将冷水加热为热水，热水通过送水管流入螺旋盘管式换热器中与石蜡进行热交换，石蜡吸收热水的热量熔化为液体，进而将热量储存于石蜡中，热水温度降低为冷水并通过回水管流入太阳能平板集热器中。整个过程反复循环，直至石蜡全部熔化，此时电动闸阀通过感应器探测液态石蜡达到一定温度而关闭，水泵断电停止工作，整个管路中的水停止流动，蓄热完毕。

当进入冬季夜间或阴雨天气时，室内温度降低，则需开启空调系统向室内供暖，此时由于室外温度过低，则需对室外新风进行预热。此时石蜡与从新风管流进内管的室外新风进行热交换，石蜡释热凝固，将储存的热量通过内管及内管内表面层设置的凸齿以及十字形管道传至室外新风，达到预热新风，随后预热新风从新风管排出进入空调系统最终给室内供暖。

当白天室外有太阳辐射时，再次将太阳能储存于石蜡中，以便夜间或阴雨天预热新风用。

需要说明的是，在天气晴朗时，如果室内外温度比较低，也可开启空调系统向室内供暖，对室外新风进行预热。此时电动闸阀开启，太阳能被太阳能平板集热器吸收，将冷水加热为热水，热水通过送水管流入螺旋盘管式换热器中与石蜡进行热交换，同时，石蜡与从新风管流进内管的室外新风进行热交换，将石蜡的热量通过内管及内管内表面层设置的凸齿以及十字形管道传至室外新风，达到预热新风，随后预热新风从新风管排出进入空调系统最终给室内供暖。

本实用新型装置在太阳能贫瘠地区的冬季也特别适用，并且本装置利用太阳能对新风进行预热，结构简单，工作稳定，节能环保且成本低廉，适用区域广，具有显著的经济效益和社会效益。

最后需要说明的是，本实用新型的上述实施例仅是为说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本实用新型的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。

Claims (10)

1.新风预热装置，包括新风管、太阳能平板集热单元和蓄释热单元，其特征在于，所述太阳能平板集热单元包括太阳能平板集热器、送水管和回水管，送水管和回水管分别与太阳能平板集热器的出水口和进水口连接；所述蓄释热单元包括风管和换热器，所述风管由同心的内管、外管构成的带环状夹层的双层管结构，换热器设于环状夹层中，在环状夹层中填充有相变材料以将换热器包覆，环状夹层两端封闭以将相变材料封闭于环状夹层中；所述风管内管两端与两段新风管对接，以将通过一段新风管进入的新风在风管预热后进入另一段新风管并最终进入空调系统；所述送水管与换热器的进水端连接，所述回水管与换热器的出水端连接。

2.根据权利要求1所述的新风预热装置，其特征在于，所述换热器为螺旋盘管式换热器，以套在内管外壁上的方式安装在环状夹层中，便于换热器内的液体与相变材料均匀、充分换热。

3.根据权利要求1所述的新风预热装置，其特征在于，所述内管的内外表面任意处的横截面均为锯齿结构，内表面任意处的锯齿结构的凸齿对应着外表面锯齿结构两凸齿间的齿槽，便于相变材料充满凸齿从而增大与新风的换热面积。

4.根据权利要求1或3所述的新风预热装置，其特征在于，在内管内腔中沿长度方向设置有横截面为十字形的管道，十字形管道长度与内管长度一致且前后两端均封闭，十字形管道通过十字形顶点对应的四边与内管连接且与环状夹层相通，便于相变材料进入十字形管道从而增大与新风的换热面积。

5.根据权利要求1所述的新风预热装置，其特征在于，蓄释热单元外管的外表面及环状夹层两端敷有保温材料，防止蓄释热单元内的热量向外散失。

6.根据权利要求1所述的新风预热装置，其特征在于，所述相变材料为石蜡。

7.根据权利要求1所述的新风预热装置，其特征在于，太阳能平板集热器为一方形平板，在太阳能平板集热器下端一角设置有进水口，与回水管连接，在太阳能平板集热器上端的对角设置有出水口，与送水管连接。

8.根据权利要求1或7所述的新风预热装置，其特征在于，回水管和送水管上设置有电动闸阀，用于控制管道中水的流动。

9.根据权利要求8所述的新风预热装置，其特征在于，电动闸阀的开关通过设于环状夹层中的用于感应相变材料温度的温度感应器控制，当温度感应器探测到相变材料的温度高于设定温度时，电动闸阀关闭，蓄热完成。

10.根据权利要求8所述的新风预热装置，其特征在于，在回水管上设置有回水泵，用于将换热器热交换后的低温水泵升到太阳能平板集热器进行加热，当电动闸阀处于关闭状态时，回水泵断电停止工作。