CN211291139U - 电加热式的相变蓄热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的电加热式的相变蓄热装置，属于换热储能设备的技术领域，解决现有技术中产品的相变材料与空气接触的技术问题。其包括壳体、在所述壳体上设置的进水口和出水口、在所述壳体内嵌入有内胆和安装在所述壳体侧面的电加热元件，所述进水口高度高于所述出水口，其中：所述内胆内安装有支撑架和稳定架，所述支撑架的安装高度低于所述稳定架，在所述支撑架和所述稳定架之间安装有多个密封的相变蓄热棒；所述电加热元件的一端伸入所述内胆内，并与多个所述相变蓄热棒相错开设置，另一端与所述壳体侧面连接。本实用新型用以完善储能换热的功能，满足人们对相变蓄热装置储能换热高效率的要求。

Description

电加热式的相变蓄热装置

【技术领域】

本实用新型属于换热储能设备技术领域，尤其是一种电加热式的相变蓄热装置。

【背景技术】

在冬季，传统的燃煤采暖所引起的空气污染受到了整个社会的关注。为此，从中央到地方政府制定一系列的政策支持清洁采暖。其中，电采暖由于电力实施完善、铺设改造成本低成为了各地煤改电的首选。例如，相变蓄热，其利用的是材料的物理相变特性，整个相变过程中温度保持恒温。单一的以相变材料为蓄热介质，现有技术中的产品是将换热器内置于相变材料中，或是相变材料在使用过程采用未封装的方式进行储热和换热。

本发明人发现，现有技术具有以下缺陷：

1.现有技术的产品将蓄热材料未采用封装方式，未形成密封的相变蓄热棒，材料与外界空气的接触，发生物理或化学反应，大大降低相变材料的使用寿命。

2.现有技术中的产品将换热器内置于相变材料中，其成本较高，市场推广难度较大。

有鉴于此，特提出本实用新型。

【实用新型内容】

有鉴于此，本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，解决现有技术中产品的相变材料与空气接触的技术问题。

提供一种电加热式的相变蓄热装置，包括壳体、在所述壳体上设置的进水口和出水口、在所述壳体内嵌入有内胆和安装在所述壳体侧面的电加热元件，所述进水口高于所述出水口，其中：

所述内胆内安装有支撑架和稳定架，所述支撑架的安装高度低于所述稳定架，在所述支撑架和所述稳定架之间安装有多个密封的相变蓄热棒；

所述电加热元件的一端伸入所述内胆内，并与多个所述相变蓄热棒相错开设置，另一端与所述壳体侧面连接。

在一个优选或可选的实施方式中，所述支撑架和所述稳定架的两端分别固定在所述内胆的侧壁上；所述相变蓄热棒中心线与所述壳体或所述内胆中心线相平行。

在一个优选或可选的实施方式中，在所述支撑架上且在相邻所述相变蓄热棒之间位置处设有溢流孔，所述溢流孔用于所述内胆的介质流向底部；

所述进水口安装在所述壳体的侧面且安装高度低于所述稳定的架高度。

在一个优选或可选的实施方式中，在所述所述支撑架间隔设置有能够固定相变蓄热棒的一对定位套管。

在一个优选或可选的实施方式中，所述定位套管的内径比相变蓄热棒的外径大2％～30％；定位套管的高度为相变蓄热棒长度的1％～10％。

在一个优选或可选的实施方式中，所述壳体与所述内胆一体式结构设置，所述壳体与所述内胆之间填充有保温层。

在一个优选或可选的实施方式中，所述壳体底面安装有以对称方式设置的支撑腿；

所述壳体顶面开有人孔，并在紧邻所述人孔位置处安装有吊装孔和安全阀，所述吊装孔与所述安全阀相邻设置。

在一个优选或可选的实施方式中，在所述壳体侧面且紧邻底面位置安装有电加热控制器，所述电加热控制器与所述电加热元件电连接，能够设定所述电加热元件的参数。

在一个优选或可选的实施方式中，所述稳定架安装高度低于所述相变蓄热棒一端的高度；在所述所述相变蓄热棒一端上方1～10mm位置处安装有钢板压条，所述钢板压条两端固定在所述内胆的侧壁。

在一个优选或可选的实施方式中，所述钢板压条的宽度大于相变蓄热棒外径尺寸的三分之一。

本实用新型所提供的电加热式的相变蓄热装置，具有以下特征：

本实用新型提供一种出水温度高、成本较低，安装简便的内置电加热式相变蓄热装置，避免了将换热器内置于相变材料中，造成成本较高。本案的技术方案是将蓄热材料封装于棒内，形成密封的相变蓄热棒，隔绝了材料与外界空气的接触，延长了使用寿命。其次，相变蓄热棒与外围的水作为共同的蓄热介质，同时水也作为交换介质，达到了降低成本的目的。另外，该蓄热装置将电加热元件和控制装置设置于装置内部，省却了外置的电锅炉，也达到了降低成本的目的。最后，本实用新型专利中的内置相变蓄热棒，提高了换热过程中循环水的温度，降低了占地面积，在某些锅炉房面积有限的条件下，可成为改造首选设备。

【附图说明】

图1内置电加热式相变蓄热装置的剖视图意图；

图2内置电加热式相变蓄热装置的结构示意图；

图3内置电加热式相变蓄热装置支撑架的A-A剖面图；

图4内置电加热式相变蓄热装置的剖面图的稳定架和钢板压条的B-B俯视剖视图。

【具体实施方式】

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使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。术语“左前，右前，左后，右后”用于位置关系的描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

如图1至图4所示的电加热式的相变蓄热装置，包括壳体1、在壳体1上设置的进水口19和出水口18、在壳体1内嵌入有内胆3和安装在壳体1侧面的电加热元件12，进水口19高度高于出水口18，其中：

通过进水口19和出水口18循环利用内胆3内的介质，例如，通过泵，介质从出水口18抽出再输送至进水口19，也可作为工艺流程中的部件，从进水口19进入内胆3，使得相变蓄热棒14吸收热能后再从出水口18流出；

内胆3内安装有支撑架9和稳定架15，支撑架9的安装高度低于稳定架15，均与内胆3侧壁固定连接。在支撑架9和稳定架15之间安装有多个密封的相变蓄热棒14，相变蓄热棒14能够与内胆3内的介质进行换热，并且相变蓄热棒14以密封的结构设置，不与空气接触，大大提高使用年限；

电加热元件12的一端伸入内胆3内，设置在靠近壳体1底部位置，并与多个相变蓄热棒相错14开设置，另一端与壳体1侧面连接。电加热元件12，如，现有技术中的氟龙电加热管，加热段放置在内胆3内，非加热段依次伸出内胆3和外壳1的侧壁上，伸出的位置是在内胆3和外壳1对应的位置伸出。电加热元件12能够加热内胆3的介质，介质，例如，水。夜间开启电加热元件12进行加热，为相变蓄热棒14进行充能，白天使用，不但降低对电网侧冲击，降低了峰谷差，利于电网侧的调峰，而且将电加热元件12装置内部，省却了外置的电锅炉，降低产品的生产，同时提高了换热过程中循环水的温度，降低了占地面积，在某些锅炉房面积有限的条件下，可成为改造首选设备。

该蓄热装置具备以下有优点：第一，相变蓄热材料被封装于管内形成蓄热棒，隔绝了空气，防止了相变材料组分的损失，延长了使用寿命；第二，安装方面，可进行现场安装和组装，降低了运输成本；第三，通过定位套管的作用，相变蓄热棒的固定方式更加简便，降低了制造成本；第四，相变蓄热棒的内置，其相变过程的恒温特性，使得换热介质能够在较高温度保持较长时间。

作为可选的实施方式，支撑架9和稳定架15的两端分别固定在内胆3的侧壁上，相变蓄热棒14中心线与壳体或内胆中心线相平行。

作为可选的实施方式，在支撑架9上且在相邻相变蓄热棒14之间位置处设有溢流孔11，溢流孔11用于内胆3的介质能够流向底部，进水口19安装在壳体1的侧面且安装高度低于稳定架15的高度。

进一步的，在支撑架9间隔设置有能够固定相变蓄热棒的一对定位套管10。在支撑架9上的定位套管10间隔之间，开有1个至300个溢流孔11，溢流孔11的形状可以是圆形、方形或其他形状，溢流孔11的孔尺寸是定位套管10相互间隔距离尺寸的5％～80％，以保证加热或放热过程中，换热介质具备充分的流动性；

相变蓄热棒14从稳定架15穿过，稳定架15上也开有1个至300个数量的孔，孔的形状可以是方形、圆形或其他形状，孔的尺寸比相变蓄热棒14的外径尺寸大2％～30％，稳定架15的上表面与支撑架9的上表面的距离尺寸为相变蓄热棒14长度尺寸的50％至99％，稳定架15的边缘被均匀焊接固定于内胆3的内壁表面，对插入孔的相变蓄热棒14起到固定作用。

进一步的，定位套管10的内径比相变蓄热棒14的外径2％～30％，定位套管10的高度为相变蓄热棒14长度的1％～10％，在满足换热和储能的要求下，可以对相变蓄热棒14起到固定作用。

作为可选的实施方式，壳体1与内胆3一体式结构设置，壳体1与内胆3之间填充有保温层2。保温材料采用现有技术的材料，作用是保温，降低内胆3与外界的单位时间内换热量，减少热交换损失。

作为可选的实施方式，壳体1底面安装有以对称方式设置的支撑腿17，支撑腿17便于壳体的安装。壳体1顶面开有人孔4，并在紧邻人孔位置处安装有吊装孔8、安全阀7和排气阀6，吊装孔4、安全阀7和排气阀6均相邻设置。人孔4尺寸安装国标要求设计，并盖合有盖板5，利于检修。安全阀7和排气阀6安全使用的常规部件，也属于现有技术，再次不再赘述，需要指出的是，安装位置，以图1方位作为参考，中心轴线的左边开始，依次设置吊装孔8、安全阀7和排气阀6，排气阀6也可安装在人口4盖板5上。

作为可选的实施方式，在壳体1侧面且紧邻底面位置安装有电加热控制器13，电加热控制器13与电加热元件12电连接，能够设定电加热元件13的参数。电加热控制器13在外壳1的外面进行固定和封装，便于人的操作。电加热控制器13根据设定时间、温度、流量等参数程序对电加热元件12进行控制。

作为可选的实施方式，如图4所示，稳定架15安装高度低于相变蓄热棒14一端的高度。在相变蓄热棒14一端上方1～10mm位置处安装有钢板压条16，钢板压条16两端固定在内胆的侧壁。例如，钢板压条16的宽度大于相变蓄热棒14外径尺寸的三分之一，防止相变蓄热棒14发生上下方向的震动和位移，又预留了加热过程中相变蓄热棒14封装材质的热膨胀尺寸。

当然，如图3所示，也可安装有温度计20和压力表21，便于人的观察，安装位置，例如，内胆3以圆柱结构设置，在蓄热装置内胆3的圆柱面上开有温度计接管孔20和压力表接管孔21，温度计接管孔20和压力表接管孔21与内胆3里面相通，将温度探头和压力传感器分别安装到以上接管后，可实现对内部介质水的温度和压力的实时监测。

以上对本实用新型所提供的电加热式的相变蓄热装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离实用新型创造原理的前提下，还可以对实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入实用新型权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种电加热式的相变蓄热装置，其特征在于，包括壳体、在所述壳体上设置的进水口和出水口、在所述壳体内嵌入有内胆和安装在所述壳体侧面的电加热元件，所述进水口高度高于所述出水口，其中：

所述内胆内安装有支撑架和稳定架，所述支撑架的安装高度低于所述稳定架，在所述支撑架和所述稳定架之间安装有多个密封的相变蓄热棒；

所述电加热元件的一端伸入所述内胆内，并与多个所述相变蓄热棒相错开设置，另一端与所述壳体侧面连接。

2.根据权利要求1所述的相变蓄热装置，其特征在于，所述支撑架和所述稳定架的两端分别固定在所述内胆的侧壁上；所述相变蓄热棒中心线与所述壳体或所述内胆中心线相平行。

3.根据权利要求1所述的相变蓄热装置，其特征在于，在所述支撑架上且在相邻所述相变蓄热棒之间位置处设有溢流孔，所述溢流孔用于所述内胆的介质流向底部；

所述进水口安装在所述壳体的侧面且安装高度低于所述稳定的架高度。

4.根据权利要求3所述的相变蓄热装置，其特征在于，在所述支撑架间隔设置有能够固定相变蓄热棒的一对定位套管。

5.根据权利要求4所述的相变蓄热装置，其特征在于，所述定位套管的内径比相变蓄热棒的外径大2％～30％；定位套管的高度为相变蓄热棒长度的1％～10％。

6.根据权利要求1所述的相变蓄热装置，其特征在于，所述壳体与所述内胆一体式结构设置，所述壳体与所述内胆之间填充有保温层。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的相变蓄热装置，其特征在于，

所述壳体底面安装有以对称方式设置的支撑腿；

所述壳体顶面开有人孔，并在紧邻所述人孔位置处安装有吊装孔和安全阀，所述吊装孔与所述安全阀相邻设置。

8.根据权利要求7所述的相变蓄热装置，其特征在于，在所述壳体侧面且紧邻底面位置安装有电加热控制器，所述电加热控制器与所述电加热元件电连接，能够设定所述电加热元件的参数。

9.根据权利要求1所述的相变蓄热装置，其特征在于，所述稳定架安装高度低于所述相变蓄热棒一端的高度；在所述相变蓄热棒一端上方1～10mm位置处安装有钢板压条，能够防止所述相变蓄热棒发生上下方向的震动和位移，所述钢板压条两端固定在所述内胆的侧壁。

10.根据权利要求9所述的相变蓄热装置，其特征在于，所述钢板压条的宽度大于相变蓄热棒外径尺寸的三分之一。

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