CN213067221U - 储热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于储热领域，公开了一种储热装置，包括：外壳体，内设有壳腔；相变工质，填充在壳腔内；电加热件，插入相变工质中以能够接触加热相变工质；以及内置换热管路，在相变工质中延伸以能够与相变工质接触换热，内置换热管路的管路流入端和管路流出端分别穿出外壳体。在使用本实用新型的储热装置时，由于相变工质具有明显的通电升温现象，因此相变工质在电加热件的直接加热下，可将热量储存起来，而在释热时，内置换热管路可直接引入外部冷水，相变工质随即与冷水进行热交换，故而在使用过程中，储热装置无须借助锅炉等额外设备，具有结构简单、占用空间小、成本低、易于使用和维护、加热效率高等优点。

Description

储热装置

技术领域

本实用新型涉及储热领域，具体地，涉及一种储热装置。

背景技术

相变储能是利用物态转变过程中伴随的能量吸引和释放以实现能量的转化，相变材料作为储热介质储存热量，具有能量密度高、节能环保等优点，可广泛应用在小厨宝、电热水器中，也可满足分布式供暖、移动供热供暖、电力调峰等多个领域的应用需求。

现有的相变储热装置多通过循环泵将锅炉加热的循环水的热量传递到相变材料中储热，使用时，再通过循环泵将冷水循环到热交换管中换热。但该类相变储热装置需要配合锅炉使用，因此具有结构复杂、占用空间大、成本高和加热效率低等缺陷。

实用新型内容

针对现有技术的上述缺陷或不足，本实用新型提供了一种储热装置，无须借助锅炉等额外设备进行储热，从而具有结构简单、占用空间小、成本低、易于使用和维护、加热效率高等优点。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种储热装置，所述储热装置包括：

外壳体，内设有壳腔；

相变工质，填充在所述壳腔内；

电加热件，插入所述相变工质中以能够接触加热所述相变工质；以及

内置换热管路，在所述相变工质中延伸以能够与所述相变工质接触换热，所述内置换热管路的管路流入端和管路流出端分别穿出所述外壳体。

可选地，所述电加热件呈条形状且在所述相变工质中盘绕延伸。

可选地，所述储热装置包括相互间隔设置的多个所述电加热件，所述内置换热管路位于限定在多个所述电加热件之间的管路安装区域内。

可选地，所述电加热件包括第一电加热件和第二电加热件，所述第一电加热件和所述第二电加热件分别在各自对应的平面内盘绕延伸，所述第一电加热件和所述第二电加热件平行间隔设置且平行间隔区域形成为所述管路安装区域。

可选地，所述外壳体呈方体状，所述电加热件在平行于所述外壳体的壳体壁面的壳体截面区域内盘绕延伸，并且所述电加热件从所述壳体截面区域的中部位置盘绕延伸至边部位置。

可选地，所述内置换热管路在所述相变工质中迂回延伸。

可选地，所述内置换热管路分别与所述外壳体和所述相变工质形成可拆卸连接。

可选地，所述储热装置还包括用于检测所述电加热件的加热温度的温度传感器，所述储热装置设置为能够在所述温度传感器检测到所述加热温度大于预设温度阈值时切断对所述电加热件的供电。

可选地，所述相变工质为通过碳质粘结剂、碳质导热组分和无机添加剂制成的复合相变工质。

可选地，所述外壳体为隔热壳体；或者，所述外壳体上设有隔热层。

在使用本实用新型的储热装置时，由于相变工质具有明显的通电升温现象，因此相变工质在电加热件的直接加热下，可将热量储存起来。在释热时，内置换热管路可直接引入外部冷水，相变工质随即与管内冷水进行热交换。由此可见，在使用过程中，储热装置无须借助锅炉等额外设备，因此具有结构简单、占用空间小、成本低、易于使用和维护、加热效率高等优点。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型的具体实施方式中的一种储热装置的侧视剖面图；

图2为图1中的储热装置的俯视剖面图。

附图标记说明：

100 储热装置

1 外壳体 2 相变工质

3 电加热件 4 内置换热管路

5 温度传感器

31 第一电加热件 32 第二电加热件

41 管路流入端 42 管路流出端

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型实施例，并不用于限制本实用新型实施例。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型实施例中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。

下面将参考附图并结合示例性实施例来详细说明本实用新型。

如图1和图2所示，本实用新型示例性实施例提供了一种储热装置100，该储热装置100包括外壳体1、相变工质2、电加热件3和内置换热管路4。

其中，外壳体1内设有壳腔，优选地，外壳体1本身可以是具有隔热性能的隔热壳体，或者可在外壳体1上设有隔热层，以减慢储热装置储热后的热量散失速度。例如，隔热层可以是纤维棉、空心陶瓷球或空心砖等。

相变工质2填充在该壳腔内，可以由不同材料组成，例如可以是通过碳质粘结剂、碳质导热组分和无机添加剂制成的复合相变工质，该复合相变工质将相变材料固封于碳材料中，具有较高的热导率，可大于100W/(m·K)。

由于相变工质2具有明显的通电升温现象，将电加热件3直接插入相变工质2中以能够形成接触加热，使相变工质2将热量储存起来，电加热件3可以是电加热丝等不同类型的加热件。

内置换热管路4同样插入相变工质2中并在相变工质2中延伸，其管路流入端41和管路流出端42分别穿出外壳体1，用于分别连接外部管路，当冷水从管路流入端41流入管内时，能够通过管壁与相变工质2形成大面积的接触换热，冷水被加热后流出管路流入端41并继续流向下游管路中。

在使用储热装置100时，通过其管路流入端41和管路流出端42接入实际应用设备(例如电热水器、小厨宝等)或不同应用场景(例如分布式供暖、移动供热供暖、电力调峰等)的管路中，在通电情况下(例如利用谷电对电加热件3供电，节省成本)，即可实现管内冷水的快速加热。无论是储热过程还是释热过程，均无须借助锅炉等额外设备，因此具有结构简单、占用空间小、成本低、易于使用和维护、加热效率高等优点。

为提高储热速度，可增大电加热件3与相变工质2之间的接触面积。例如，参照图2，可将电加热件3设置为呈条形状且在相变工质2中盘绕延伸，盘绕延伸的电加热件3在弯折时可以形成夹角弯折(参照附图所示的回字形结构)，也可以形成圆弧过渡弯折等，或者也可将电加热件3设置为迂回延伸等能够增大与相变工质2之间的接触面积的其他布置方式，本示例性实施例不作限制。

此外，为增大接触面积，可增加电加热件3的数量，即储热装置100中可设置多个电加热件3。优选地，多个电加热件3相互间隔设置且能够限定出管路安装区域，内置换热管路4位于该管路安装区域内。例如，多个电加热件3可围绕内置换热管路4依次间隔设置，即此时的管路安装区域为多个电加热件3共同围绕而成的区域。

在实际生产中，还要在加热效率和生产成本之间取得平衡，因此应尽量节省电加热件3的数量。例如，在电加热件3设置为上述盘绕延伸的条形状时，可缩减电加热件3的数量，参照图1，电加热件3包括第一电加热件31和第二电加热件32，该第一电加热件31和第二电加热件32分别在各自对应的平面内盘绕延伸，第一电加热件31和第二电加热件32平行间隔设置且平行间隔区域形成为管路安装区域。

在一种实施例中，外壳体1设置为如图所示的方体状，电加热件3在平行于外壳体1的壳体壁面的壳体截面区域(例如横截面区域或纵截面区域)内盘绕延伸，例如，第一电加热件31和第二电加热件32分别靠近且平行于外壳体1的壳体壁面安装，使得二者之间的管路安装区域较大，以预留出足够的空间，供不同形状的内置换热管路4或供多个内置换热管路4安装。此外，将电加热件3设置为从壳体截面区域的中部位置盘绕延伸至边部位置，以进一步增大与相比工质2之间的接触面积，提高储热速度。

另一方面，可将内置换热管路4设置为在相变工质2中迂回延伸，通过延长管路长度，增大与相比工质2之间的接触面积，且增加相同时间内所能加热的水量，从而提高管路换热效率。

当然，除了以上提及的实施例外，电加热件3和内置换热管路4还可设置为其他不同形状，本示例性实施例不作限制。

此外，内置换热管路4与外壳体1之间以及内置换热管路4与相变工质2之间优选形成为可拆卸连接，以便于适时地将内置换热管路4从储热装置100中拆出清洗，避免内置换热管路4因管壁结垢等原因而导致换热效果变差，适时清洗可延长内置换热管路4的使用寿命，且可拆卸结构有利于用新管路替换旧管路，从而延长储热装置100的整体使用寿命。

在不同应用场景中，目标水温可能存在差异。为更具通用性，储热装置100还可包括用于检测电加热件3的加热温度的温度传感器5，例如附图所示的控温棒。在设有温度传感器5的情况下，储热装置100能够在温度传感器5检测到上述加热温度大于预设温度阈值时切断对电加热件3的供电。换言之，储热装置100在应用至不同场景时，只需预先确定预设温度阈值，即可通过温度传感器5实时监控，保证储热装置100适于当前的场景使用。

以上结合附图详细描述了本实用新型实施例的可选实施方式，但是，本实用新型实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型实施例的技术构思范围内，可以对本实用新型实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型实施例的思想，其同样应当视为本实用新型实施例所公开的内容。

Claims (10)

1.一种储热装置，其特征在于，所述储热装置(100)包括：

外壳体(1)，内设有壳腔；

相变工质(2)，填充在所述壳腔内；

电加热件(3)，插入所述相变工质(2)中以能够接触加热所述相变工质(2)；以及

内置换热管路(4)，在所述相变工质(2)中延伸以能够与所述相变工质(2)接触换热，所述内置换热管路(4)的管路流入端(41)和管路流出端(42)分别穿出所述外壳体(1)。

2.根据权利要求1所述的储热装置，其特征在于，所述电加热件(3)呈条形状且在所述相变工质(2)中盘绕延伸。

3.根据权利要求2所述的储热装置，其特征在于，所述储热装置(100)包括相互间隔设置的多个所述电加热件(3)，所述内置换热管路(4)位于限定在多个所述电加热件(3)之间的管路安装区域内。

4.根据权利要求3所述的储热装置，其特征在于，所述电加热件(3)包括第一电加热件(31)和第二电加热件(32)，所述第一电加热件(31)和所述第二电加热件(32)分别在各自对应的平面内盘绕延伸，所述第一电加热件(31)和所述第二电加热件(32)平行间隔设置且平行间隔区域形成为所述管路安装区域。

5.根据权利要求2所述的储热装置，其特征在于，所述外壳体(1)呈方体状，所述电加热件(3)在平行于所述外壳体(1)的壳体壁面的壳体截面区域内盘绕延伸，并且所述电加热件(3)从所述壳体截面区域的中部位置盘绕延伸至边部位置。

6.根据权利要求1所述的储热装置，其特征在于，所述内置换热管路(4)在所述相变工质(2)中迂回延伸。

7.根据权利要求1所述的储热装置，其特征在于，所述内置换热管路(4)分别与所述外壳体(1)和所述相变工质(2)形成可拆卸连接。

8.根据权利要求1所述的储热装置，其特征在于，所述储热装置(100)还包括用于检测所述电加热件(3)的加热温度的温度传感器(5)，所述储热装置(100)设置为能够在所述温度传感器(5)检测到所述加热温度大于预设温度阈值时切断对所述电加热件(3)的供电。

9.根据权利要求1所述的储热装置，其特征在于，所述相变工质(2)为通过碳质粘结剂、碳质导热组分和无机添加剂制成的复合相变工质。

10.根据权利要求1～9中任意一项所述的储热装置，其特征在于，所述外壳体(1)为隔热壳体；或者，所述外壳体(1)上设有隔热层。

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