專利名稱：電蓄能噴淋清底相變換熱供熱裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電加熱供熱裝置，尤其是電蓄能相變換熱供熱裝置。
背景技術：
目前，在人類的生活和生產活動中，供熱或供熱水的裝置比較常見，如燃油鍋爐、燃氣 鍋爐、燃煤鍋爐、電鍋爐等。其中電鍋爐對環(huán)境污染較輕，基本沒有廢氣、廢水、廢料的排 放；但電力緊張矛盾和電加熱費用限制了電鍋爐的應用。
由于電力生產和輸送的特點及電能自身的特性，電力供求緊張表現(xiàn)為時差性供求矛盾， 同時又存在嚴重浪費現(xiàn)象，即峰谷供求失配和低谷時段空耗。為此電力市場執(zhí)行有分時計價 的電價政策，對于使用低谷時段電能予以鼓勵。
電加熱高溫水蓄能，是利用低谷電力加熱水介質，同時享受分時計價的低谷電價而能夠 節(jié)省費用，在用電高峰時用高溫水輸出熱能，是電蓄能技術的有益開發(fā)和嘗試。
缺點是蓄能密度低，因而占地空間大，效率也不高。
發(fā)明內容
為了克服電加熱設備用電高峰爭用而加劇峰谷矛盾的缺點，本實用新型提供一種使用高 密度蓄能體的電蓄能噴淋清底相變換熱供熱裝置。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供的電蓄能噴淋清底相變換熱供熱裝置，由外殼體、隔 熱保溫層、電蓄能系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)和供熱系統(tǒng)組成。
外殼體是商品化的一個外殼，也可以是借用的環(huán)境物，如墻壁、地槽等。
隔熱保溫層實現(xiàn)最大可能的阻止熱量傳遞，降低熱能損失。
一、電蓄能系統(tǒng)
電蓄能系統(tǒng)至少包括電加熱裝置和蓄能體。
電加熱裝置至少包括電熱元件；電熱元件是電能轉化為熱能的部件，并通過輻射或傳導 向周圍環(huán)境釋放熱能量。電熱元件及其工藝附件如封裝套件、填充材料、強化導熱構造物、 導熱結構件等集成一體而形成熱源體。
蓄能體是包含蓄能材料或直接用蓄能材料制成的部件，主要以蓄能材料的顯熱或/和潛 熱來儲蓄熱能量。蓄能體可以是一個整體，也可以是多個模塊擺放組合。蓄能體的單位體積 蓄能密度一般是水在溫差5(TC時的蓄熱量的幾倍到數(shù)十倍；例如使用高鐵磚材料燒結制成的 蓄能體，溫差450。C時蓄能密度可達到1000MJ. m—3以上。
蓄能體和熱源體之間存在或產生流體介質時，需要內殼體容器。蓄能體和熱源體之間不 存在也不產生流體介質時，內殼體容器非必需。
電加熱裝置通過熱源體釋放熱能傳遞給蓄能體，蓄能體以顯熱或/和潛熱的形式儲蓄熱 能量。電加熱裝置和蓄能體構成了基本的電加熱蓄能系統(tǒng)，簡稱電蓄能系統(tǒng)。
二、 換熱系統(tǒng)
換熱系統(tǒng)至少包括蒸氣發(fā)生器、間壁式換熱器、工質流控制裝置、工質管道。 工質是換熱系統(tǒng)的工作流體，包括液體、純液體蒸氣或混合蒸氣。
蒸氣發(fā)生器包括工質輸入接口、工質輸出接口、蒸氣發(fā)生段簡稱蒸發(fā)段，工質輸入/輸 出接口在蒸發(fā)段的上部；工質輸入接口的一端連通蒸發(fā)段、另一端連通工質管道、從工質管 道輸送液相工質進入蒸發(fā)段，工質輸出接口的一端連通蒸發(fā)段、另一端連通工質管道、從蒸 發(fā)段輸出氣相工質到工質管道；蒸發(fā)段或是光管或和波節(jié)管或和折彎管或和蛇形彎管或和盤 管或和扁平狀的腔體、水平截面呈或圓形或和異形；蒸發(fā)段置于蓄能體或及熱源體的熱交換 環(huán)境中。
工質流經過工質輸入接口噴灑到蒸發(fā)段，故稱為噴淋；
蒸氣發(fā)生器底部和排液裝置連通，換熱停止后若有余液沉落則可排除，故稱清底。 間壁式換熱器，是利用間壁即固體表面將進行熱交換的冷熱兩種流體隔開、互不接觸， 熱量由熱流體通過間壁傳遞給冷流體的換熱器。
工質流控制裝置，是具有開通或關閉管道功能、并且在開通時能驅動工質具有流速的裝 置，具有閥門和泵的雙重功能，至少是閥門和泵的組合或具有截止功能的泵。
工質管道是指由管子和管道元件組成整體的壓力系統(tǒng)，其功能是輸送工質流。 蒸氣發(fā)生器、間壁式換熱器、工質流控制裝置通過工質管道連接組成密閉系統(tǒng)。 換熱系統(tǒng)工作時，蓄能體或和熱源體提供熱能給蒸發(fā)段，工質在工質流控制裝置的作用 下通過工質輸入接口進入蒸氣發(fā)生器的蒸發(fā)段，在蒸發(fā)段吸收間壁及環(huán)境的熱能而發(fā)生氣相 變化，氣相工質再通過工質輸出接口進入工質管道至間壁式換熱器熱流體腔，并通過間壁加 熱冷流體而降溫或發(fā)生氣液相變，而沉落在間壁式換熱器的相對下方，然后回流到工質管道 或滯留在換熱器熱流體腔下部，從而實現(xiàn)換熱工作、并能通過工質流控制裝置調整流速或流 量來控制換熱量。
三、 供熱系統(tǒng)
間壁式換熱器的熱流體通過間壁加熱冷流體，系統(tǒng)實現(xiàn)熱量的輸出。根據(jù)間壁式換熱器 的應用需要，冷流體腔可分為密閉結構和敞開結構。
本實用新型的有益效果是，實現(xiàn)了電蓄能供熱或供熱流體，并且通過工質相變來換熱的 換熱系數(shù)和換熱效率較高，蓄能密度大而裝置體積較小，低谷電蓄能實現(xiàn)移峰填谷和享
受分時電價優(yōu)惠政策而節(jié)省加熱費用；排液清底結構在系統(tǒng)停止供熱后排空沉落在蒸發(fā)段底
部的余留殘液，達到供熱停止換熱立即結束的效果。以下結合附圖
對本實用新型進一步說明。 圖l是本實用新型的結構示意圖； 圖2是第一個實施例的結構示意圖； 圖3是第二個實施例的結構示意圖。
圖中l(wèi).外殼體，2.隔熱保溫層，3.蓄能體，4.電加熱裝置，5.蒸氣發(fā)生器，6.工質流 控制裝置，7.間壁式換熱器，8.工質管道，9.內殼體，IO.儲氣腔，ll.抽氣泵，12.集液器 ，13.安全附件，14.排液裝置。
具體實施方式在圖l中電蓄能系統(tǒng)，由蓄能體(3)、電加熱裝置(4)構成；
換熱系統(tǒng)，是由蒸氣發(fā)生器(5)、工質流控制裝置(6)、間壁式換熱器(7)、通過工質管 道(8)連接構成密閉的工質循環(huán)系統(tǒng)；
蒸氣發(fā)生器(5)的工質輸入接口和工質輸出接口在蒸發(fā)段的上方；工質流控制裝置(6)具 有閥和泵的兩項功能，控制工質管路的截止或開通，開通時能輸出動力和調節(jié)流量及流速； 液體工質沉留在間壁式換熱器(7)的下部或和工質管道(8)的冷凝回流段；
供熱系統(tǒng)，間壁式換熱器(7)的熱流體通過間壁對冷流體腔的冷流體加熱而輸出熱量；
供熱系統(tǒng)工作時，排液裝置(14)處于關閉或停止狀態(tài)；供熱系統(tǒng)停止時，排液裝置 (14)打開并排空殘余工質液；
裝置在初次運行前，首先加入適量工質流體，然后用抽氣泵排出系統(tǒng)的不容氣體或及形 成負壓而降低工質沸點。
在圖l所示的結構中，間壁式換熱器(7)的熱流體腔低于蒸氣發(fā)生器(5)的工質輸出段， 防止工質冷凝回流；而工質輸入接口是安置在蒸發(fā)段上部的噴液嘴以及與之相連的管路，蒸 氣發(fā)生器(5)的上部匯集成工質輸出接口并連接至工質管道；液相工質噴灑到蒸發(fā)段而吸熱 氣化、氣相工質被輸送至間壁式換熱器(7)的熱流體腔參與間壁換熱；排液裝置(14)是電磁
閥和流體循環(huán)泵。
下面結合實施例對本實用新型進一步說明。
在圖2所示實施例中，增加了安全附件(13);增加了抽氣泵(ll)用于排出不容氣體，因
而可形成負壓；蒸氣發(fā)生器(5)的工質輸出段加大了容積或增加容器，形成儲氣腔(10);工 質流控制裝置(6)由電磁閥和熱流體循環(huán)泵組合；蒸發(fā)器的多腔管狀容器并且底部互通。 如果供熱系統(tǒng)停止工作時，則工質流控制裝置(6)的電磁閥關閉、排液裝置(14)的電磁
閥打開、循環(huán)泵反向運轉至殘液清空后停止并排液裝置(14)的電磁閥關閉；
如果供熱系統(tǒng)工作，工質流控制裝置(6)檢測蒸氣發(fā)生器(5)的換熱環(huán)境溫度T和換熱系 統(tǒng)的內壓力P，當P小于或介于系統(tǒng)設計工作壓力范圍內、T大于工質在工作壓力下的沸點， 并且液體工質的量不少于最小值時，閥打開、然后泵運行，輸送液體工質；工質的量可以檢 測工質液面而利用液位開關；工質流量可用壓力P模擬信號變頻運行循環(huán)泵或流量測控驅動
循環(huán)泵的轉速參數(shù)，亦或檢測供熱輸出溫度來改變循環(huán)泵轉速。
在圖3所示實施例中，間壁式換熱器(7)是管殼式換熱器，熱流體輸入管探過冷凝液面，
并增加了工質回流儲液容器即集液器(12)，換熱器中的冷凝液回流到集液器(12)中；而集液
器(12)的液面始終低于蒸汽發(fā)生器(5)的底部，排液裝置(14)是一根直通的管路或帶有智能 控制閥門的管路。
以上實施例的蓄能體可以采用金屬基蓄熱材料制成一個整體，或制成多個模塊通過擺放 組合而成，及或固-液相變的蓄熱材料經封裝而成，及或采用內殼體封裝成一體。蒸氣發(fā)生 器的內壓可通過抽氣泵或真空泵抽成負壓，從而降低工質沸點，能增大了蓄能換熱的溫差， 即安全又獲得較大的蓄能量。
權利要求1.一種電蓄能噴淋清底相變換熱供熱裝置，主要由外殼體(1)、隔熱保溫層(2)、電蓄能系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)、或有內殼體(9)等構成，其特征是電蓄能系統(tǒng)至少包括蓄能體(3)和電加熱裝置(4)，電加熱裝置(4)的熱源體傳遞熱能給蓄能體(3)，蓄能體(3)以顯熱或和相變潛熱方式存儲熱能；換熱系統(tǒng)是由蒸氣發(fā)生器(5)、工質流控制裝置(6)、間壁式換熱器(7)通過工質管道(8)連通所構成的封閉系統(tǒng)，工質流控制裝置(6)控制輸入到蒸氣發(fā)生器(5)的工質流量，蒸氣發(fā)生器(5)的蒸發(fā)段上部有工質輸入接口和工質輸出接口、底部有排液裝置(14)；蓄能體(3)通過接觸或和通過導熱介質傳遞熱能給蒸氣發(fā)生器(5)的蒸發(fā)段；供熱系統(tǒng)是間壁式換熱器(7)。
專利摘要本實用新型提供了一種電蓄能噴淋清底相變換熱供熱裝置，其構造包括外殼體、隔熱保溫層、或有內殼體，設置了電蓄能系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)。其中蓄能體采用高密度蓄能材料制造，蓄熱量大而裝置體積相對變小；換熱系統(tǒng)可控制換熱量；噴淋清底結構，能在相變換熱結束后清空底部的余液，有效避免換熱延續(xù)問題。適用于建筑供熱和供熱水，低谷電蓄能實現(xiàn)移峰填谷及節(jié)省費用的目的。
文檔編號F24D9/00GK201059674SQ20072020018
公開日2008年5月14日 申請日期2007年3月27日 優(yōu)先權日2007年3月27日
發(fā)明者陳定興 申請人:陳定興