專利名稱：一體化管道式相變蓄熱模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種模塊化的蓄能裝置，尤其是涉及一種集換熱蓄熱保溫于一體并可通過法蘭連接組合成系統(tǒng)的一體化管道式相變蓄熱模塊。
本實用新型的目的為克服現(xiàn)有蓄能設(shè)備及其蓄能系統(tǒng)的種種不足，本實用新型提供一種一體化管道式相變蓄熱模塊，該實用新型不僅涉及一種特殊的相變蓄熱材料；而且涉及一種具有較高換熱能力的模塊化管道，該管道是用無縫鋼管經(jīng)特殊加工處理而成，具有比普通管道高3倍的換熱能力；還涉及一種能夠進(jìn)行快速組合聯(lián)接的聯(lián)接方式。由此制造成的該實用新型不僅具有蓄能功能，而且具有很強的換熱能力，還能夠通過組合聯(lián)接形成簡單靈活、緊湊可靠的模塊化集成系統(tǒng)；從根本上解決了由常規(guī)設(shè)備組成的蓄能系統(tǒng)所需設(shè)備龐雜、系統(tǒng)復(fù)雜、占地空間大、管道熱損失大、初投資高、推廣難度較大等問題和缺點。本實用新型所采取的技術(shù)方案在鋼制金屬管道的內(nèi)壁加工出粗糟的三角螺紋，以增加傳熱面積和換熱能力；在管道外側(cè)設(shè)蓄熱腔，腔體由金屬鋼板焊接而成，呈長方體或圓柱體，腔內(nèi)設(shè)有數(shù)組導(dǎo)熱翅片，翅片與管道緊配合垂直布置，翅片間距的大小由相變材料的傳熱特性經(jīng)計算確定；腔內(nèi)充滿相變蓄熱材料；腔外設(shè)保溫材料層和金屬保護層；鋼制金屬管道的兩端設(shè)金屬法蘭，法蘭間可以通過螺栓聯(lián)接。本實用新型的工作原理和工作流程是1.蓄熱過程介質(zhì)水經(jīng)熱源加熱后其溫度高于相變材料的相變溫度并流經(jīng)該實用新型時，其所攜帶的熱量經(jīng)管道傳遞到外壁，再通過均布的翅片擴散傳遞到相變材料，相變材料獲得足夠的能量后，逐漸發(fā)生晶格變化----相變，相變結(jié)束時潛熱蓄能完成。
2.釋熱過程熱源加熱停止，介質(zhì)水經(jīng)末端循環(huán)，其溫度低于相變并流經(jīng)該實用新型時，其所攜帶相變材料中的熱量或冷量通過均布的翅片擴散經(jīng)管道傳遞到內(nèi)壁，再傳遞到介質(zhì)水，相變材料逐漸發(fā)生晶格變化----相變，釋放所存的潛能后，相變材料的溫度開始下降并釋放顯能，達(dá)到規(guī)定的溫度時，釋熱過程結(jié)束。本實用新型的有益效果是可以通過特制的管道和翅片的傳熱完成相變材料的蓄釋能兩種功能，結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定可靠。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。


圖1是本實用新型的縱剖面構(gòu)造圖。
圖1中1.保溫層，2.蓄熱層—相變材料，3.連接法蘭，4.金屬管道，5金屬導(dǎo)熱翅片、6.溫度傳感器。保溫層(1)外側(cè)設(shè)有金屬保護層，厚度50-100mm；蓄熱層(2)為金屬管道外側(cè)與保溫層內(nèi)側(cè)部分，由相變蓄熱材料及導(dǎo)熱金屬翅片組成；連接法蘭(3)與金屬管道(4)間電焊連接。
圖2是用本實用新型與相關(guān)設(shè)備組成的相變蓄能供暖或供冷系統(tǒng)實施例的工作原理圖。
在圖2所示實施例中1.熱源(如電鍋爐或制冷壓縮機)，2.本實用新型—相變蓄熱模塊，3.供熱循環(huán)泵，4.系統(tǒng)管道，5.用戶末端，6.供暖調(diào)節(jié)閥，7.蓄熱調(diào)節(jié)閥，8.變頻調(diào)速蓄熱循環(huán)泵。
圖2所示相變蓄熱系統(tǒng)可實現(xiàn)直供、邊蓄邊供、全蓄、全蓄能供熱等四種供暖模式，工作原理1.直供，就是用熱源或冷源(1)直接給末端(5)進(jìn)行供熱或供冷，此時打開閥門(6)，關(guān)閉閥門(7)，啟動熱源1和供熱循環(huán)水泵(3)，相變蓄熱模塊(2)和變頻調(diào)速蓄熱循環(huán)泵(8)不工作。
2.邊蓄邊供，按比例控制閥門(6)和閥門(7)的開度，啟動熱源(1)和供熱循環(huán)水泵(3)，相變蓄熱模塊(2)工作，變頻調(diào)速蓄熱循環(huán)泵(8)不工作，實現(xiàn)了熱源或冷源(1)按比例給末端(5)供熱或供冷，同時將部分熱量存儲到相變蓄熱模塊(2)中。
3.全蓄，打開閥門(7)，關(guān)閉閥門(6)，啟動熱源(1)和變頻調(diào)速蓄熱循環(huán)泵(8)，熱量全部存儲到相變蓄熱模塊(2)中，用戶末端(5)不對外供熱。
4.全蓄能供熱，此時打開閥門(6)和閥門(7)，啟動變頻調(diào)速蓄熱循環(huán)泵(8)，關(guān)閉熱源(1)和供熱循環(huán)水泵(3)，全部由相變蓄熱模塊(2)向用戶術(shù)端(5)提供熱量。
由此可見，本實用新型應(yīng)用于以電鍋爐為熱源和以電制冷壓縮機組為冷源的供熱系統(tǒng)中，可實現(xiàn)低谷蓄熱，削峰填谷，平衡電網(wǎng)并提高電網(wǎng)的負(fù)荷率等效用，同時由于低谷時段的電價較低，也降低了運行費用。
圖3是目前常規(guī)供暖和供冷系統(tǒng)的工作原理簡意圖。
圖3中1.熱源，2.用戶末端，3.循環(huán)水泵，4.系統(tǒng)管道。
圖4是目前常用電鍋爐蓄熱供暖系統(tǒng)的工作原理簡意圖。
圖4中1.電熱鍋爐，2.蓄熱罐，3.鍋爐加熱循環(huán)泵，4.熱交換器，5.用戶末端，6.蓄熱罐放熱控制閥，7.蓄熱控制閥，8.供暖系統(tǒng)循環(huán)泵，9.蓄熱罐供熱循環(huán)泵。
工作流程用電低谷時段進(jìn)行蓄熱時，電熱鍋爐(1)、蓄熱罐(2)、鍋爐加熱循環(huán)泵(3)工作，蓄熱控制閥(7)打開，蓄熱罐放熱控制閥(6)關(guān)閉，將熱量存蓄到蓄熱罐(2)。用電平、峰時段進(jìn)行供熱時，蓄熱罐(2)、蓄熱罐供熱循環(huán)泵(9)、熱交換器(4)、供暖系統(tǒng)循環(huán)泵8等工作，蓄熱罐放熱控制閥(6)打開，將熱量送到用戶末端(5)，完成供暖。
圖5是目前常用冰蓄冷供冷系統(tǒng)的工作原理簡意圖。
圖5中1.制冷壓縮機，2.冷凝器，3.冷卻水泵，4.熱交換器，5.風(fēng)機盤管末端，6.蒸發(fā)器，7.散熱塔，8.乙烯乙二醇溶液管道，9.蓄冷乙烯乙二醇溶液循環(huán)泵，10.蓄冰槽，11.釋冷乙烯乙二醇溶液循環(huán)泵，12.制冷劑管道，13.供冷系統(tǒng)管道，14.膨脹閥，15.供冷系統(tǒng)循環(huán)泵。
工作流程蓄冷時，制冷壓縮機(1)、冷凝器(2)、冷卻水泵(3)、散熱塔(7)、膨脹閥(14)、蒸發(fā)器(6)、乙烯乙二醇溶液管道(8)、蓄冷乙烯乙二醇溶液循環(huán)泵(9)、蓄冰槽(10)等主要設(shè)備運行，通過乙烯乙二醇溶液將壓縮機(1)產(chǎn)生的冷量從蒸發(fā)器(6)處轉(zhuǎn)移到蓄冰槽(10)儲存起來；釋冷時，釋冷乙烯乙二醇溶液循環(huán)泵(11)、熱交換器(4)、風(fēng)機盤管末端(5)、供冷系統(tǒng)循環(huán)泵(15)等運行，通過熱交換器(4)將蓄冰槽(10)儲存的冷量經(jīng)風(fēng)機盤管末端(5)送入室內(nèi)空氣，完成了供冷過程。
對比圖2、圖3、圖4、圖5后可以看出，圖2所示實施例與圖3所示常規(guī)系統(tǒng)接近，比圖4、圖5所示常規(guī)蓄熱或蓄冷系統(tǒng)簡單，但功能相同，提高了可靠性和運行效率，簡化了系統(tǒng)，減少了設(shè)備投資，降低了安裝調(diào)試、運行等費用，減少了安裝調(diào)試周期。因此，該實用新型的推廣應(yīng)用將帶來較大的經(jīng)濟效益和社會效益，具有廣泛的推廣價值和發(fā)展前景。
按照圖2所述的實施方式形成的其他類似的技術(shù)方案，也均屬本適用新型的保護范圍。
按照
圖1所述的實施方式，若把外形及結(jié)構(gòu)更換為其他類似的技術(shù)方案，也均屬本適用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種一體化管道式相變蓄熱模塊，它是由保溫層(1)、蓄熱層—相變材料(2)、連接法蘭(3)、金屬管道(4)、金屬導(dǎo)熱翅片(5)、溫度傳感器(6)等構(gòu)成，其特征在于保溫層(1)外側(cè)設(shè)有金屬保護層，內(nèi)測與蓄熱層間設(shè)金屬隔離層，蓄熱層(2)為金屬管道外側(cè)與保溫層內(nèi)側(cè)金屬隔離層部分，由相變蓄熱材料及規(guī)則布置的導(dǎo)熱金屬翅片組成；與金屬管道(4)的兩端通過電焊連接有金屬法蘭(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一體化管道式相變蓄熱模塊，其特征在于所述金屬管道(4)的內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)螺紋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一體化管道式相變蓄熱模塊，其特征是金屬管道(4)的兩端通過電焊連接有金屬法蘭(3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一體化管道式相變蓄熱模塊，其特征在于蓄熱層(2)為金屬管道外壁與保溫層內(nèi)側(cè)金屬隔離層之間形成的金屬腔，腔內(nèi)等間距垂直于管道軸線并相互平行地布置有金屬導(dǎo)熱翅片(5)，翅片間充有相變蓄熱材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一體化管道式相變蓄熱模塊，其特征在于金屬導(dǎo)熱翅片(5)與金屬管道(4)緊配合。
6根據(jù)權(quán)利要求1所述一體化管道式相變蓄熱模塊，其特征在于蓄熱層—相變材料(2)中設(shè)有溫度傳感器(6)。
專利摘要本實用新型涉及一種集相變蓄熱、強制換熱、管道于一體并可通過法蘭連接組合成系統(tǒng)的模塊化蓄能裝置。它是用內(nèi)螺紋金屬管道做換熱體，通過垂直于管道緊配合并行竄著間距為10mm的金屬導(dǎo)熱翅片與相變蓄熱層進(jìn)行熱交換，實現(xiàn)管道內(nèi)水與翅片間相變蓄熱層的熱量傳遞，管道的兩端焊有連接法蘭，相變蓄熱層內(nèi)設(shè)溫度傳感器，用于監(jiān)測其工作狀態(tài)。由其組成的蓄熱系統(tǒng)，可實現(xiàn)直供、邊蓄邊供、蓄冷、釋熱等運行模式。
文檔編號F28D20/02GK2531344SQ02200780
公開日2003年1月15日 申請日期2002年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月22日
發(fā)明者王智慧 申請人:王智慧