專利名稱：閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及相變蓄熱供熱技術，尤其是一種閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)。
背景技術：
在供熱系統(tǒng)中，某些熱源如太陽能存在供熱間歇性或部分時間停止供熱等狀況，相變蓄熱材料因其蓄熱量大、溫度穩(wěn)定的蓄熱特點，可以解決供熱熱源供熱量不穩(wěn)的缺點，延長供熱時間，維持穩(wěn)定的供熱溫度。現(xiàn)行的相變蓄熱裝置多采用管殼式或將相變材料封裝在膠囊內(nèi)，這些技術結構復雜，蓄熱材料用量固定，僅適合于固定儲熱量的蓄熱，當供熱量不足以使相變材料都發(fā)生相變時，供熱溫度不能滿足要求。專利CN102338484A公開了一種無蓄熱箱相變蓄熱太陽能熱水·器，該發(fā)明是以相變材料為蓄熱介質的太陽能熱水器，解決現(xiàn)有相變蓄熱太陽能熱水器成本高，導熱率低的問題。該發(fā)明雖然也采用了相變材料進行蓄熱，但相變材料直接裝在真空集熱管內(nèi)，與本發(fā)明有本質區(qū)別；專利CN101915464A公開了一種相變蓄熱太陽能熱水器，該發(fā)明解決的是現(xiàn)有相變蓄熱太陽能熱水器相變材料導熱性能差，不能很好地將太陽能轉變的熱能傳給相變材料的問題，但該系統(tǒng)蓄熱箱結構復雜，形式固定，本發(fā)明在達到相同效果的前提下簡化了系統(tǒng)結構，并可以靈活拆卸，可以隨著供熱量的變化而隨意增減相變換熱板，或根據(jù)供熱溫度的不同而選擇相應相變材料的相變換熱板模塊。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)，將富余熱量儲存在相變蓄熱材料內(nèi)，當供熱熱源停止運行或供熱量不足以使蓄熱水箱水體達到供熱溫度時，相變蓄熱板釋放熱量，使供熱熱水維持在供熱溫度。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的
相比現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有如下有益效果一種閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)，包括蓄熱水箱、卡槽板、導流槽、相變蓄熱板、保溫層、水箱換熱管、注水管、供熱水管、回水管、泄水管組成的平板相變蓄熱箱，以及供熱熱源、熱水換熱器、供熱末端，各水管均安裝閥門調節(jié)流量，其特征在于所述的平板相變蓄熱箱，蓄熱水箱內(nèi)安裝兩片可拆卸式卡槽板，蓄熱水箱兩側壁面與卡槽板之間圍成導流槽，導流槽與蓄熱水箱內(nèi)部相連通，卡槽板上固定相變蓄熱板，蓄熱水箱外部設有保溫層，蓄熱水箱底部安裝水箱換熱管，水箱換熱管與供熱熱源相連接，蓄熱水箱分別連接注水管、供熱水管、回水管、泄水管，注水管用于補充蓄熱水箱水量，泄水管用于排放蓄熱水箱儲水，各水管均安裝閥門調節(jié)流量。所述供熱水管可直接接入供熱末端，再通過回水管將回水引入蓄熱水箱內(nèi)繼續(xù)加熱，該連通方式為末端開式連接；也可通過熱水換熱器使蓄熱水箱與供熱末端進行熱量交換，該連通方式為末端閉式連接。所述相變蓄熱板內(nèi)裝有相變蓄熱材料，相變材料可根據(jù)需要采用相變溫度為O^lOO0C的相變材料，可以在相變材料內(nèi)加入金屬屑等材料強化換熱，或采用封裝相變材料強化換熱，相變蓄熱板厚度可在f IOOOmm之間，以傳熱性能優(yōu)、板內(nèi)相變材料可完全發(fā)生相變反應為標準。所述卡槽板可設置若干卡槽，用于固定相變蓄熱板于蓄熱水箱內(nèi)，相變蓄熱板可根據(jù)實際所需蓄熱量靈活布置或拆卸。所述供熱熱源可以是太陽能集熱器，也可以是其他熱源形式；所述水箱換熱管內(nèi)可以是熱水、污水、含防凍液的太陽能集熱器熱水，也可以是熱氣體或其他熱媒。相比現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有如下有益效果
(1)本發(fā)明利用相變材料收集熱量，當供熱熱源通過水箱換熱管加熱蓄熱水箱時，富余熱量可儲存在相變蓄熱材料內(nèi)，當供熱熱源停止運行或供熱量不足以使蓄熱水箱水體達到供熱溫度時，相變蓄熱板可釋放熱量，使供熱熱水維持在供熱溫度；
(2)本發(fā)明供熱水箱熱水可直接供入供熱末端，也可通過換熱器與供熱末端進行熱量交換，可以滿足不同的換熱需求；
(3)本發(fā)明利用相變蓄熱材料進行蓄熱，相變材料蓄熱量大、溫度穩(wěn)定、熱效率高、易與運行系統(tǒng)匹配、易于控制，解決供熱熱源供熱量不穩(wěn)的缺點，延長供熱時間，維持穩(wěn)定的供熱溫度；
(4)本發(fā)明可大大縮小蓄熱水箱的體積，減少占地面積，給設備安裝及場地要求帶來了極大的便利，更方便用戶使用或轉移安裝地點；
(5)本發(fā)明相變蓄熱板可以靈活拆卸，可以隨著供熱量的變化而隨意增減相變換熱板，或根據(jù)供熱溫度的不同而選擇相應相變材料的相變換熱板模塊；
(6)本發(fā)明適用于不同形式熱源供熱，水箱換熱管也可以是各種相應熱媒，系統(tǒng)適應性廣，可收集各種廢熱、清潔熱或其他熱量，具有環(huán)保意義；
(7)本發(fā)明適用于需要供應熱量的建筑、設備或其他，使用范圍廣。


附圖1末端開式連接的閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)(系統(tǒng)圖)
附圖2末端閉式連接的閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)(系統(tǒng)圖)
附圖3 A-A剖面圖
附圖4卡槽(2)平面圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。實施例1 :如圖1所示，閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)，是在蓄熱水箱I內(nèi)安裝兩片可拆卸式卡槽板2，蓄熱水箱I兩側壁面與卡槽板2之間圍成導流槽3，導流槽3與蓄熱水箱內(nèi)部相連通，卡槽板2上固定相變蓄熱板4，蓄熱水箱I外部設有保溫層5，蓄熱水箱I底部安裝水箱換熱管6，水箱換熱管6與供熱熱源10相連接，蓄熱水箱I分別連接注水管
7、供熱水管8、回水管9、泄水管11，注水管7用于補充蓄熱水箱水量，泄水管11用于排放蓄熱水箱儲水，熱水管8直接供熱水至供熱末端13，換熱后經(jīng)過回水管9送回蓄熱水箱I中繼續(xù)加熱，此時蓄熱水箱I與供熱末端13直接換熱，連通方式為末端開式連接。如圖1和圖3所示，相變蓄熱板4為一個矩形平板盒，平板盒兩側通過卡槽固定在蓄熱水箱I中，盒內(nèi)裝有相變蓄熱材料，相變材料可根據(jù)需要采用相變溫度為(Tioo°c的相變材料，可以在相變材料內(nèi)加入金屬屑等材料強化換熱，或采用封裝相變材料強化換熱，相變蓄熱板4厚度可在f IOOOmm之間，以傳熱性能優(yōu)、板內(nèi)相變材料可完全發(fā)生相變反應為標準。如圖4所示，卡槽板2設置若干卡槽，用于固定相變蓄熱板4于蓄熱水箱I內(nèi)，相變蓄熱板4可根據(jù)實際所需蓄熱量靈活布置或拆卸。本發(fā)明可用于建筑供熱水、設備供熱水及其他需要提供穩(wěn)定熱水的場合，可根據(jù)實際需要增減或更換相變換熱板，適應多種系統(tǒng)工況，蓄熱能力靈活；可以收集太陽能等清潔能源熱量，也可以回收廢氣熱、廢水熱等各種熱媒熱量，具有節(jié)能環(huán)保意義。實施例2 :如圖2所示，在實施例1的基礎上，供熱水管8連接熱水換熱器12進行熱量交換后通過回水管9送回到蓄熱水箱I中繼續(xù)加熱，各水管均安裝閥門調節(jié)流量，熱水換熱器12通過末端供回水管將熱量送入供熱末端13，此時蓄熱水箱I與供熱末端13間接換熱，連通方式為末端閉式連接。本發(fā)明可用于建筑供暖、設備供熱及其他需要提供穩(wěn)定熱量的場合。本發(fā)明閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)，其運行過程如下
(一)參見圖1，末端開式連接的閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)，運行過程如下
運行方式1:當供熱熱源10有熱量輸出時，開啟供熱熱源10的控制閥門，熱量通過水箱換熱管6與相變水箱I水體進行換熱，當水箱水體溫度達到相變蓄熱板4內(nèi)相變材料相變溫度時，相變材料發(fā)生相變反應進行蓄熱。在水箱水體未達到供熱溫度時關閉供熱管閥門，此時平板相變蓄熱箱處于有熱源相變蓄熱階段。運行方式2 :當供熱熱源10有熱量輸出且供熱末端13需要供熱時，開啟供熱熱源10的控制閥門對水箱水體供熱，當水箱水體溫度達到供熱溫度時，開啟供熱水管8閥門，將水箱熱水送入供熱末端13進行供熱，換熱后經(jīng)過回水管9將回水送回蓄熱水箱I中繼續(xù)加熱。此時閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)處于相變蓄熱供熱階段。運行方式3 :當供熱熱源10供熱量不足以滿足供熱末端13所需熱量時，相變蓄熱材料釋放潛熱，水箱水體被加熱并維持在供熱溫度，可以持續(xù)向供熱末端13放熱。此時閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)處于相變放熱供熱階段。運行方式4 :當供熱熱源10無熱量輸出且供熱末端13仍需供熱時，關閉供熱熱源10至水箱換熱管6閥門，相變蓄熱材料繼續(xù)釋放相變潛熱，水箱水體被加熱到供熱溫度，并通過供熱水管8繼續(xù)向供熱末端13供熱。此時閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)處于無熱源相變放熱供熱階段。運行方式5 :當供熱熱源10無熱量輸出且供熱末端13不需要供熱時，關閉供熱熱源10的控制閥門，關閉供熱水管8及回水管9閥門。此時閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)處于無熱源相變蓄熱階段。(二)參見圖2，末端閉式連接的閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)，運行過程如下
運行方式1:當供熱熱源10有熱量輸出時，開啟供熱熱源10的控制閥門，熱量通過水
箱換熱管6與相變水箱I水體進行換熱，當水箱水體溫度達到相變蓄熱板4內(nèi)相變材料相變溫度時，相變材料發(fā)生相變反應進行蓄熱。在水箱水體未達到供熱溫度時關閉供熱水管8閥門，此時平板相變蓄熱箱處于有熱源相變蓄熱階段。
運行方式2 :當供熱熱源10有熱量輸出且供熱末端13需要供熱時，開啟供熱熱源10的控制閥門對水箱水體供熱，當水箱水體溫度達到供熱溫度時，開啟供熱水管8閥門，將水箱熱水通過供熱水管8送入熱水換熱器12與供熱末端回水管進行熱量交換后通過回水管9送回到蓄熱水箱I中繼續(xù)加熱，熱水換熱器12通過末端供回水管將熱量送入供熱末端
13。此時閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)處于相變蓄熱供熱階段。運行方式3 :當供熱熱源10供熱量不足以滿足供熱末端13所需熱量時，相變蓄熱材料釋放潛熱，水箱水體被加熱并維持在供熱溫度，可以通過熱水換熱器12繼續(xù)向供熱末端13放熱。此時閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)處于相變放熱供熱階段。運行方式4 :當供熱熱源10無熱量輸出且供熱末端13仍需供熱時，關閉供熱熱源10至水箱換熱管6閥門，相變蓄熱材料繼續(xù)釋放相變潛熱，水箱水體被加熱到供熱溫度，并通過熱水換熱器12繼續(xù)向供熱末端13供熱。此時閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)處于無熱源相變放熱供熱階段。運行方式5 :當供熱熱源10無熱量輸出且供熱末端13不需要供熱時，關閉供熱熱源10的控制閥門，關閉供熱水管8及回水管9閥門。此時閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)處于無熱源相變蓄熱階段。以上描述了本發(fā)明的基本結構、基本原理、運行方式和優(yōu)越性，在不脫離本創(chuàng)造精神和范圍的前提下，所進行的各種變化和改進，形成類似的技術方案或結構形式，均屬于本發(fā)明保護的范圍。
權利要求
1.閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)，包括蓄熱水箱(I)、卡槽板(2)、導流槽(3)、相變蓄熱板(4)、保溫層(5)、水箱換熱管(6)、注水管(7)、供熱水管(8)、回水管(9)、泄水管(11)組成的平板相變蓄熱箱，以及供熱熱源(10)、熱水換熱器(12)、供熱末端(13)，各水管均安裝閥門調節(jié)流量，其特征在于所述的平板相變蓄熱箱，蓄熱水箱(I)內(nèi)安裝兩片可拆卸式卡槽板(2)，蓄熱水箱(I)兩側壁面與卡槽板(2)之間圍成導流槽(3)，導流槽(3)與蓄熱水箱內(nèi)部相連通，卡槽板(2)上固定相變蓄熱板(4)，蓄熱水箱(I)外部設有保溫層(5)，蓄熱水箱(I)底部安裝水箱換熱管(6)，水箱換熱管(6)與供熱熱源(10)相連接，蓄熱水箱(I)分別連接注水管(7)、供熱水管(8)、回水管(9)、泄水管(11)，注水管(7)用于補充蓄熱水箱水量，泄水管用于排放蓄熱水箱儲水，各水管均安裝閥門調節(jié)流量。
2.根據(jù)權利要求1所述的閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)，其特征在于，所述供熱水管(8)可直接接入供熱末端(13)，再通過回水管(9)將回水引入蓄熱水箱(I)內(nèi)繼續(xù)加熱，該連通方式為末端開式連接；也可通過熱水換熱器(12)使蓄熱水箱(I)與供熱末端(13)進行熱量交換，該連通方式為末端閉式連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)，其特征在于，所述相變蓄熱板(4)內(nèi)裝有相變蓄熱材料，相變材料可根據(jù)需要采用相變溫度為(T100°C的相變材料，可以在相變材料內(nèi)加入金屬屑等材料強化換熱，或采用封裝相變材料強化換熱，相變蓄熱板(4)厚度可在f IOOOmm之間，以傳熱性能優(yōu)、板內(nèi)相變材料可完全發(fā)生相變反應為標準。
4.根據(jù)權利要求1所述的閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)，其特征在于，所述卡槽板(2)可設置若干卡槽，用于固定相變蓄熱板(4)于蓄熱水箱(I)內(nèi)，相變蓄熱板(4)可根據(jù)實際所需蓄熱量靈活布置或拆卸。
5.根據(jù)權利要求1所述的閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)，其特征在于，所述供熱熱源(10)可以是太陽能集熱器，也可以是其他熱源形式；所述水箱換熱管(6)內(nèi)可以是熱水、污水、含防凍液的太陽能集熱器熱水，也可以是熱氣體或其他熱媒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)，該供熱系統(tǒng)主要包括蓄熱水箱(1)、卡槽板(2)、導流槽(3)、相變蓄熱板(4)、保溫層(5)、水箱換熱管(6)、注水管(7)、供熱水管(8)、供熱熱源(10)、泄水管(11)、熱水換熱器(12)，各水管均安裝閥門調節(jié)流量；供熱水管可與蓄熱箱的開式或閉式連接；當供熱熱源通過水箱換熱管加熱蓄熱水箱時，富余熱量可儲存在相變蓄熱材料內(nèi)，當供熱熱源停止運行或供熱量不足以使蓄熱水箱水體達到供熱溫度時，相變蓄熱板可釋放熱量，使供熱熱水維持在供熱溫度；本發(fā)明利用相變蓄熱材料蓄熱量大、溫度穩(wěn)定的特點，解決供熱熱源供熱量不穩(wěn)的缺點；本發(fā)明還可以大大縮小蓄熱水箱的體積。
文檔編號F24D15/02GK103062828SQ20121057562
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月27日 優(yōu)先權日2012年12月27日
發(fā)明者盧軍, 趙娟, 李欣林, 郭欣娟, 劉宗晟, 王穎慕, 陳士凌, 黃光勤 申請人:重慶大學