專利名稱：一種蓄能裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種蓄能裝置，特別是涉及一種用于空調(diào)、熱水供應(yīng)的蓄能裝置。
背景技術(shù)：
水源熱泵具有能效比高(C0P》5)的特點(diǎn)，在空調(diào)、熱水供應(yīng)等方面得到 了較快的發(fā)展和應(yīng)用。但是，由于受到水資源的限制，其推廣和應(yīng)用同時(shí)又受 到了很大的制約。因此在大多數(shù)情況下，人們在空調(diào)、采暖和生活熱水的供應(yīng) 上，更方便的形式還是采用空氣源熱泵、太陽能集熱器。當(dāng)室外環(huán)境溫度較低 且具有一定濕度時(shí)，空氣源熱泵的表冷器表面就容易結(jié)霜；在制熱水時(shí)效率相 對較低，耗能較大，甚至采用電能直接加熱，不利于節(jié)省能源。但是，空氣源 熱泵在用于低溫制熱時(shí)，卻有其他種類熱泵無法比擬的優(yōu)勢——能量來源不受 限制。太陽能的利用近幾年得到了迅速發(fā)展和較為廣泛的應(yīng)用，主要集中在太 陽能熱水器、太陽能光伏板發(fā)電、太陽能鍋爐發(fā)電等多種形式。但是由于其時(shí) 間的間斷性，使得太陽能的利用不能更廣泛的應(yīng)用于日常生活中，如建筑供暖 工程等。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種蓄能裝置，其能將能 量高效大容量的儲存起來，以調(diào)節(jié)能源使用過程中的時(shí)效性。
本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的 一種蓄能裝置，包括箱體，所述箱 體內(nèi)設(shè)有兩組分別用于蓄能和放能的毛細(xì)管換熱結(jié)構(gòu)，箱體空腔內(nèi)填充有可相 變的蓄熱介質(zhì)材料。
3本發(fā)明通過一組毛細(xì)管換熱結(jié)構(gòu)將熱量輸送給相變介質(zhì)，相變介質(zhì)吸收并 儲存能量，當(dāng)系統(tǒng)需要熱量時(shí)，另一組毛細(xì)管換熱結(jié)構(gòu)可從蓄能裝置中提取熱 量，來滿足生活或工程需要。由于相變介質(zhì)材料在發(fā)生相變時(shí)，會吸收或釋放 大量的能量，因此用其作為蓄能材料可使蓄能裝置的蓄能能力得到較大提高。 由于毛細(xì)管具有換熱面積大、換熱均勻、換熱效果好的特點(diǎn)，因此采用其作為 換熱器可極大的提高換熱效率。
所述毛細(xì)管換熱結(jié)構(gòu)包括兩根分別與換熱介質(zhì)供、回管道相通的聯(lián)管，聯(lián) 管上并聯(lián)有若干根毛細(xì)管。為了符合工況要求，毛細(xì)管換熱結(jié)構(gòu)的材質(zhì)可采用
具有耐高溫、耐高壓、耐腐蝕特點(diǎn)的熱熔性塑料材料，如PPR、 PE-RT或PB等， 優(yōu)選PPR材質(zhì)，不僅為綠色環(huán)保材料，而且可使蓄能裝置有更廣泛的應(yīng)用?？?慮到毛細(xì)管的換熱效率及其承壓性能，毛細(xì)管的外徑一般為5~6mm。
為了提高換熱效率，本發(fā)明的兩組毛細(xì)管換熱結(jié)構(gòu)采用逆流布置，各毛細(xì) 管之間的間距為10~15mm，優(yōu)選12mm。該種逆流布置方式不僅利于換熱，同 時(shí)提供了更多的相變核，使得蓄(放)熱更加高效，而且使整個(gè)蓄能裝置的體 積減小。
本發(fā)明中的相變介質(zhì)材料應(yīng)根據(jù)蓄能要求的相變溫度，選擇合適的材料， 相變材料可為無機(jī)鹽或有機(jī)物。 一般蓄能要求的相變溫度較低時(shí)，可采用無機(jī) 鹽作為相變介質(zhì)材料，其具有低溫相變的蓄能特點(diǎn)，且無機(jī)鹽類材料的相變溫 度點(diǎn)可通過配方來改變，價(jià)格低廉，也有利于降低運(yùn)行成本。
由于相變介質(zhì)通常具有腐蝕性，因此蓄能裝置的箱體應(yīng)采用耐腐蝕的材料 制成，其可采用耐腐蝕的PPR塑料材質(zhì)。
本發(fā)明的蓄能裝置根據(jù)使用要求，可在箱體外設(shè)置保溫層，可在箱體外設(shè)一外殼，在箱體和外殼之間采用聚氨酯保溫材料現(xiàn)場發(fā)泡保溫。
本發(fā)明很好的補(bǔ)償了太陽能集熱器、空氣源熱泵、水源熱泵等各種能源利 用的不足，將能量按照要求采用先進(jìn)的相變和毛細(xì)管換熱技術(shù)，將能量高效大 容量的儲存起來，以調(diào)節(jié)能源使用過程中的時(shí)效性。其可以和太陽能集熱器、 空氣源熱泵、水源熱泵等聯(lián)合使用，提高這些設(shè)備的效率、拓展其應(yīng)用領(lǐng)域、 減少原有設(shè)備的體積。
本發(fā)明的積極效果在于它結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，換熱效率高、蓄熱能力大，體 積小。與現(xiàn)有技術(shù)相比，其具有以下特點(diǎn)(1)高效節(jié)能。本發(fā)明由于采用了 獨(dú)特的毛細(xì)管換熱結(jié)構(gòu)和無機(jī)鹽相變技術(shù)，其換熱效率高，相變速度快，蓄(放) 熱高效，熱泵的C叩(能效比)在整個(gè)采暖期平均值達(dá)到3.2以上，而傳統(tǒng)的熱 泵的能效比在冬季只有1.8 2.0。使得太陽能利用范圍、時(shí)效拓寬，可以實(shí)現(xiàn)
無電輔太陽能熱水器。(2)方便可靠。本發(fā)明技術(shù)可以使得空氣源熱泵和水源
熱泵優(yōu)勢互補(bǔ)，避免了空氣源熱泵受環(huán)境條件的限制，拓寬了熱泵的使用范圍，
達(dá)到高效節(jié)能的目的。(3)經(jīng)濟(jì)實(shí)用。本發(fā)明技術(shù)可與太陽能集熱器、空氣源
熱泵、水源熱泵相結(jié)合，提高這些設(shè)備的效率，使投資運(yùn)行費(fèi)適于建筑空間的 要求。它還可適應(yīng)現(xiàn)今能源緊張的現(xiàn)狀，可解決用電高峰電費(fèi)較高的問題。在 非用電高峰時(shí)，以低谷電價(jià)利用空氣源熱泵高效工作，將制備的熱量采用本裝 置蓄存起來，在用電高峰時(shí)，可利用本裝置蓄存的熱量，高效滿足要求，具有
良好的節(jié)能和降低運(yùn)營成本的效果。(4)環(huán)保。本發(fā)明所用材料均為可回收材 料，且耐腐蝕，沒有動力部件，沒有任何的污染物，大大提高了裝置的使用壽 命。


圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2是圖1的側(cè)視示意圖3是毛細(xì)管換熱結(jié)構(gòu)的示意圖4是毛細(xì)管布置圖中，l快速接口， 2—次溶液入口， 3毛細(xì)管，4保溫材料，5外殼，6箱體， 7—次溶液出口， 8排污口， 9二次溶液入口， IO聯(lián)管，ll二次溶液出口， 12 無機(jī)鹽相變?nèi)芤海?3無機(jī)鹽相變?nèi)芤喝肟?。
具體實(shí)施例方式
下面通過非限定性的實(shí)施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明-如附圖所示， 一種蓄能裝置，包括箱體6，箱體6由PPR塑料制成，箱體6 外設(shè)有不銹鋼外殼5，外殼5與箱體6之間填充有聚氨酯保溫材料4，聚氨酯保 溫層可采用現(xiàn)場發(fā)泡填充。箱體6內(nèi)設(shè)有兩組逆流布置的毛細(xì)管換熱結(jié)構(gòu)，每 組毛細(xì)管換熱結(jié)構(gòu)包括兩根聯(lián)管10，兩根聯(lián)管10之間并聯(lián)有若干根毛細(xì)管3。 毛細(xì)管換熱結(jié)構(gòu)的材質(zhì)為耐腐蝕的PPR塑料，毛細(xì)管3的外徑為5 6mm，兩組 毛細(xì)管換熱結(jié)構(gòu)的毛細(xì)管相互之間的間距為12mm。箱體6內(nèi)充有無機(jī)鹽相變?nèi)?液12。外殼5上設(shè)有一次溶液入口 2、 一次溶液出口 7和二次溶液入口 9、 二次 溶液出口 ll及無機(jī)鹽相變?nèi)芤喝肟?13，各介質(zhì)出入口均可通過快速接口 l與外 部管道或設(shè)備快速連接，兩組毛細(xì)管換熱結(jié)構(gòu)的聯(lián)管分別與一次溶液的進(jìn)出口 和二次溶液的進(jìn)出口連接。外殼5的底部還設(shè)有用于排放相變介質(zhì)的排污口 8。 處于液態(tài)的無機(jī)鹽溶液從無機(jī)鹽相變?nèi)芤喝肟?13加入到箱體6中。蓄能時(shí)， 一次溶液將熱量輸送到蓄能裝置中，通過一次溶液與蓄能介質(zhì)之間的溫差，將 能量傳遞給蓄能介質(zhì)，誘發(fā)蓄能介質(zhì)產(chǎn)生相變，達(dá)到儲存能量的目的。二次溶液可以根據(jù)需要從蓄能裝置中提取熱量，滿足生活或工程需要，待蓄熱箱內(nèi)溫 度低于設(shè)定溫度后，啟動一次溶液循環(huán)系統(tǒng)， 一次溶液系統(tǒng)將熱量輸送到相變 蓄熱裝置中，在一次溶液向相變?nèi)芤狠斎霟崃康耐瑫r(shí)，二次溶液系統(tǒng)可以同時(shí) 從相變蓄熱箱中提取熱量來滿足生活或工程需要。
能源使用的時(shí)效性一直是困擾科學(xué)工作者的難題。本發(fā)明技術(shù)打破常規(guī)思 路，將毛細(xì)加熱管與無機(jī)鹽相變蓄熱二者有機(jī)結(jié)合，將蓄能、用能高效結(jié)合，
使蓄能技術(shù)在空氣源熱泵、水源熱泵結(jié)合使用；太陽能集熱器無電輔化；太陽 能供熱等變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。在號召節(jié)能減排的今天，該技術(shù)的應(yīng)用將帶來巨大的經(jīng)濟(jì) 和社會效益。
權(quán)利要求
1、一種蓄能裝置，包括箱體(6)，其特征是所述箱體(6)內(nèi)設(shè)有兩組分別用于蓄能和放能的毛細(xì)管換熱結(jié)構(gòu)，箱體空腔內(nèi)填充有可相變的蓄熱介質(zhì)材料。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄能裝置，其特征是所述毛細(xì)管換熱結(jié)構(gòu)包括兩 根分別與換熱介質(zhì)供、回管道相通的聯(lián)管(10)，聯(lián)管(10)上并聯(lián)有若干根毛細(xì)管(3)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的蓄能裝置，其特征是所述毛細(xì)管換熱結(jié)構(gòu)的材質(zhì)是熱熔性塑料材料。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的蓄能裝置，其特征是:所述熱熔性塑料是PPR塑料， 毛細(xì)管(3)的外徑為5~6mm。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的蓄能裝置，其特征是兩組毛細(xì)管換 熱結(jié)構(gòu)采用逆流布置。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的蓄能裝置，其特征是各毛細(xì)管之間的間距為 10 15mm。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的蓄能裝置，其特征是所述毛細(xì)管之間的間距為 12mm。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的蓄能裝置，其特征是所述的相變材料是無機(jī)鹽材料。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的蓄能裝置，其特征是所述箱體(6)為耐腐蝕材料制成。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的蓄能裝置，其特征是所述箱體(6)外設(shè)有外殼(5)，箱體(6)和外殼(5)之間填充有保溫材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種蓄能裝置，是一種用于空調(diào)、熱水供應(yīng)的蓄能裝置。其包括箱體(6)，其特征是所述箱體(6)內(nèi)設(shè)有兩組分別用于蓄能和放能的毛細(xì)管換熱結(jié)構(gòu)，箱體空腔內(nèi)填充有可相變的蓄熱介質(zhì)材料。本發(fā)明通過一組毛細(xì)管換熱結(jié)構(gòu)將熱量輸送給相變介質(zhì)，相變介質(zhì)吸收并儲存能量，當(dāng)系統(tǒng)需要熱量時(shí)，另一組毛細(xì)管換熱結(jié)構(gòu)可從蓄能裝置中提取熱量，來滿足生活或工程需要。本發(fā)明很好的補(bǔ)償了太陽能集熱器、空氣源熱泵、水源熱泵等各種能源利用的不足，將能量按照要求采用先進(jìn)的相變和毛細(xì)管換熱技術(shù)，將能量高效大容量的儲存起來，以調(diào)節(jié)能源使用過程中的時(shí)效性。其換熱效率高、蓄熱能力大，體積小。
文檔編號F28F19/00GK101539382SQ200910020400
公開日2009年9月23日 申請日期2009年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月29日
發(fā)明者劉學(xué)來, 李永安, 李繼志 申請人:劉學(xué)來;中國石油大學(xué)(華東)