一種相變儲熱式裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于相變材料儲能技術領域，涉及一種相變儲熱式裝置。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有常用的儲熱方式有兩大類，即顯熱式儲熱和潛熱式儲熱。顯熱蓄熱主要是通過某種材料溫度的上升或下降而存儲熱能，顯熱蓄熱是各種蓄熱方式中原理最簡單、技術最成熟、材料來源最豐富，成本最低廉的一種，因而也是實際應用和推廣得最普遍的一種。潛熱式儲熱所依據(jù)的基本原理是，物質由固態(tài)轉變?yōu)橐簯B(tài)(熔解)，由液態(tài)轉變?yōu)闅鈶B(tài)(氣化)，或由固態(tài)直接轉變?yōu)闅鈶B(tài)(升華)，都會吸收相變熱；而進行逆過程時則釋放相變熱。與顯熱式儲熱相比，潛熱式儲熱有兩大明顯優(yōu)點:儲熱密度大，即可以用很小的體積儲存很多的熱能；吸熱過程和放熱過程幾乎是在恒溫條件下進行，有利于與熱源和負載相配合。
[0003]目前，普通儲熱式裝置主要為保溫水箱，僅利用水的顯熱儲存熱量，尺寸龐大，而且安裝困難。
[0004]針對上述問題，申請?zhí)枮?01310524414.X的中國發(fā)明專利公布了一種插裝式相變儲熱水箱，該水箱包括下部具有進水口、上部具有出水口的筒狀儲水箱體(俗稱內膽)，所述儲水箱體長度方向的上端延伸出中部留有通孔的半封閉端蓋，所述通孔中插裝儲熱裝置，所述儲熱裝置具有擔在通孔周圍的密封翻蓋，所述翻蓋的中部延伸出插入儲水箱體內填充相變材料的儲熱管，所述翻蓋外側固定密封的法蘭壓蓋。該專利公布的技術方案使得儲熱裝置的清理維護以及相變材料的更換較為容易，但其在換熱效率、單位體積儲熱量等方面的指標卻有待進一步改進。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷而提供一種結構可靠、熱量輸出平穩(wěn)、熱效率高、安裝簡單，并能有效解決換熱效率低、單位體積儲熱量小等根本問題的相變儲熱式裝置。
[0006]本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn):
[0007]一種相變儲熱式裝置，該裝置包括外殼、設置在外殼中的內膽以及設置在外殼與內膽之間的保溫層，還包括等間距設置在內膽中的多層換熱元件、填充在換熱元件與內膽之間的相變材料以及貫穿設置在相變材料中的氣動攪拌管，該氣動攪拌管將外部高壓氣體引入相變材料中，使相變材料得到攪拌而均勻分布，所述的內膽頂部還設有進口主管道及出口主管道，所述的換熱元件通過進口主管道、出口主管道與外部末端散熱設備連接，持續(xù)穩(wěn)定地供熱供暖。在儲熱裝置頂部設置有冷凝管，冷凝管使得儲熱裝置一點通大氣，保持儲熱裝置內部常壓，并且罐內材料有水分蒸發(fā)時可以在冷凝管內冷凝回流。
[0008]所述的換熱元件與進口主管道及出口主管道同程并聯(lián)連接。
[0009]所述的換熱元件為換熱盤管，所述的相變材料由下向上依次穿過多層換熱盤管的圓心并填充設置在內膽中。
[0010]所述的換熱盤管上沿圓周均勻布設有多個用于防止相變材料分層的隔板。
[0011]在實際設計過程中，隔板的個數(shù)一般設有3-8個。
[0012]所述的換熱盤管為金屬盤管或塑料盤管中的一種，所述的隔板為金屬隔板或塑料隔板中的一種。
[0013]所述的金屬盤管及金屬隔板的材質可以選自銅、不銹鋼、鋁或合金中的一種。
[0014]所述的塑料盤管及塑料隔板的材質可以選自聚乙烯(PE)、高密度聚乙烯(HDPE)、PERT或聚丁烯(PB)中一種，其中，PERT為中密度聚乙烯類塑膠，其是乙烯與辛稀的共聚物。
[0015]所述的換熱盤管中設有循環(huán)介質，該循環(huán)介質包括水、防凍液、導熱油或超導液中的一種。
[0016]所述的氣動攪拌管的表面設有多個出氣孔。
[0017]所述的氣動攪拌管的底端埋設在內膽底部，頂端伸出外殼。
[0018]所述的相變材料為發(fā)生相變吸收并釋放熱量的有機相變材料或無機相變材料中的一種。
[0019]所述的有機相變材料可以選自石蠟、季戊四醇、新戊二醇、2-氨基-2-甲基-1，3-丙二醇或三羥甲基乙烷中的一種，所述的無機相變材料可以選自堿及堿土金屬的鹵化物、硫酸鹽、磷酸鹽、硝酸鹽、醋酸鹽或碳酸鹽中的一種。
[0020]所述的有機相變材料優(yōu)選石蠟或季戊四醇，所述的無機相變材料優(yōu)選氫氧化鈉或三水醋酸鈉。
[0021]所述的內膽頂部還設有冷凝管，該冷凝管將內膽與大氣連通。
[0022]所述的冷凝管使得相變儲熱式裝置一點通大氣，保持裝置內部常壓，并且裝置內材料有水分蒸發(fā)時，可以在冷凝管內冷凝回流。
[0023]在實際使用過程中，保溫層用于防止相變儲熱裝置能量損失，換熱盤管設置于內膽中，用于外部熱源向相變儲熱式裝置充熱以及相變儲熱式裝置向使用側放熱，而進口主管道用于外部熱源自進水管進入相變儲熱式裝置，出口主管道用于相變儲熱式裝置中的熱水流出，而相變材料通過固-液態(tài)的相變來儲存及釋放熱量，氣動攪拌管主要用于裝置中相變材料的維護，防止相變材料分層，而隔板則主要用于防止相變材料分層，并加強內部換熱。
[0024]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明新型相變儲熱式裝置結構簡單、制作方便，且系統(tǒng)儲熱能力高，外形尺寸小，同時，由于相變材料相變過程穩(wěn)定，所以本發(fā)明裝置能夠穩(wěn)定持續(xù)地提供相變材料熔點附近溫度的熱水，通過連接末端散熱設備，可用于建筑物的采暖及熱水需求。具體的本發(fā)明具有以下特點:
[0025]I)由于在內膽中等間距設置多層換熱元件，各層換熱元件的長度間距設計，充分考慮了相變材料的換熱特點，可以有效避免相變材料因過于集中而導致的熱交換滯后性，同時有利于增大熱交換面積，大幅提高換熱效率，從而能夠按照要求平穩(wěn)恒定地進行換執(zhí).
[0026]2)由于在換熱盤管上沿圓周均勻布設多個隔板，不僅能有效防止相變材料分層，還能起到增強換熱的作用；
[0027]3)由于采用氣動攪拌管，在需要的時候，可從外部打入高壓氣體，使裝置內的相變材料得到攪拌而均勻分布，能有效防止相變材料分層，有利于裝置中相變材料的維護；
[0028]4)整體結構簡單、緊湊，維護方便，易于制造和安裝，能源利用率高、熱量輸出平穩(wěn)，換熱元件與相變材料緊密接觸，換熱效率高，單位體積儲熱量大，經(jīng)濟成本低，適合大規(guī)模批量生產(chǎn)，具有很好的應用前景。
【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明裝置結構示意圖；
[0030]圖2為本發(fā)明換熱元件的俯視結構示意圖；
[0031]圖中標記說明:
[0032]I—外殼、2 —內膽、3—保溫層、4 一換熱元件、5—進口主管道、6 —出口主管道、7—相變材料、8—氣動攪拌管、9 一隔板、10—冷凝管。