本發(fā)明專利屬于換熱器領(lǐng)域，涉及相變換熱裝置，尤其是一種多介質(zhì)相變儲(chǔ)能換熱器，可廣泛應(yīng)用于多介質(zhì)換熱領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

中國(guó)地域遼闊，采暖供熱地區(qū)占全國(guó)上地面積的三分之二，其中建筑供暖是耗能大戶，占我國(guó)能源消耗30％的分額。目前，在北方大部分地區(qū)冬天，城鎮(zhèn)居民多采用集中供暖，由于燃煤燃燒產(chǎn)生硫、氮、碳氧化物以及砷、汞等物質(zhì)污染環(huán)境，大城市集中供暖將逐步取消燃煤供熱，取而代之的將主要為天然氣供熱，但供熱成本和二氧化碳問(wèn)題仍十分嚴(yán)??；對(duì)于廣大分散式農(nóng)村住宅，采暖多采用燃燒薪柴、焦煤等，不僅污染環(huán)境，而且嚴(yán)重有損健康。在礦石能源已日益枯竭的今天，礦物質(zhì)和生物能源如此消耗將是地球難以承受之重，因此，太陽(yáng)能采暖技術(shù)逐漸受到各國(guó)政府大力推廣的優(yōu)先推廣的綠色能源技術(shù)。對(duì)于中國(guó)而言，特別是我國(guó)北方農(nóng)村可利用現(xiàn)有成熟的太陽(yáng)能光熱轉(zhuǎn)換技術(shù)，充分利用清潔、可再生的太陽(yáng)能采暖是較好的解決途徑。

然而，國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上普通的太陽(yáng)能換熱技術(shù)，主要是針對(duì)洗浴用熱水，而不能滿足住護(hù)采暖供熱要求等突出問(wèn)題。究其原因，主要是由于：一是夜間或陰雨天太陽(yáng)光不先足時(shí)，換熱器便無(wú)法提供足夠的熱能；二是太陽(yáng)能換熱器效率低，熱能利用率低；三是儲(chǔ)能采用水箱儲(chǔ)熱，由于水儲(chǔ)能性能限制致使水箱占用空間大、驅(qū)動(dòng)水泵能耗高等。

因此，本發(fā)發(fā)明專利設(shè)計(jì)多介質(zhì)相變儲(chǔ)能換熱器，可實(shí)現(xiàn)高儲(chǔ)能性能相變材料代替水儲(chǔ)能，同時(shí)相當(dāng)于通過(guò)兩套不同介質(zhì)的管路系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能的高效轉(zhuǎn)化和儲(chǔ)存，可將間歇性的太陽(yáng)能充分合理的轉(zhuǎn)化利用，可應(yīng)用于家用采暖供熱，尤其是分散式住宅、別墅、農(nóng)家小院、學(xué)校、幼兒園、流動(dòng)哨所等采暖供熱和生活洗浴用水，具有廣泛的應(yīng)用前景。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本專利的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種多介質(zhì)相變儲(chǔ)能換熱器，該換熱器能夠在白天陽(yáng)光充足的時(shí)候儲(chǔ)存太陽(yáng)能，在夜晚或陰天的時(shí)候釋放熱量并提供持續(xù)供暖。

本專利解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的方案是：

一種多介質(zhì)相變儲(chǔ)能換熱器，在密閉容器內(nèi)安裝有防凍液介質(zhì)管路及循環(huán)水管路，防凍液介質(zhì)管路和循環(huán)水管路按層狀交錯(cuò)分布，通過(guò)銅管連接箱體內(nèi)部?jī)蓚?cè)腔體進(jìn)行熱量的循環(huán)和交換，防凍液介質(zhì)管路連接的防凍液箱位于箱子的兩側(cè)，循環(huán)水管路連接的水箱位于相變材料箱和防凍液箱之間。且防凍液箱和水箱之中均有擋板將其完全隔斷，進(jìn)而使防凍液介質(zhì)管路和循環(huán)水管路在相變材料箱中停留更長(zhǎng)的時(shí)間，從而是熱交換率大大提高。

而且，所述密閉容器為長(zhǎng)方形殼體，在殼體內(nèi)從左至右依次固裝四個(gè)豎隔板，分別為第一豎隔板、第二豎隔板、第三豎隔板及第四豎隔板，第一豎隔板及第二豎隔板間隔安裝在殼體的左側(cè)，第三豎隔板及第四豎隔板間隔安裝在殼體的右側(cè)，左右兩側(cè)豎隔板鏡像對(duì)稱，該四個(gè)豎隔板將殼體分成五個(gè)腔體，分別為左側(cè)防凍液腔體、左側(cè)水腔體，中部相變儲(chǔ)能材料腔體、右側(cè)水腔體及右側(cè)防凍液腔體，在左側(cè)防凍液腔體的上部連通連接防凍液出液管，下部連通連接防凍液進(jìn)液管，在左側(cè)水腔體的上部連通連接進(jìn)水管，下部連通連接出水管，在中部相變儲(chǔ)能材料腔體的上部連通連接相變材料輸入管，下部連通連接相變材料輸出管，在第二豎隔板與第三豎隔板間均勻間隔固裝多個(gè)水管，每一水管的兩端均與左右兩側(cè)的水腔體連通，在第一豎隔板與第四豎隔板間均勻間隔固裝多個(gè)防凍液管，每一防凍液管的兩端均與左右兩側(cè)的防凍液腔體連通，所述防凍液管與水管一一對(duì)應(yīng)且安裝在水管的下方，在防凍液管與水管間填充相變儲(chǔ)能材料，在兩防凍液腔體內(nèi)交錯(cuò)固裝有多個(gè)使防凍液呈蛇形流動(dòng)的橫隔板，在水腔體內(nèi)固裝有水路橫隔板。

而且，在殼體的外側(cè)包覆保溫材料層。

而且，所述的防凍液管及水管均采用多層，每層多個(gè)式布置。

而且，所述的防凍液管及水管材料相同或不同，其材質(zhì)為波紋管、翅片管、螺旋翅片管、鋁管、銅管、不銹鋼管、鍍鋅或鉻管。

而且，所述的銅管通過(guò)焊接(粘接)與箱體中的隔板連接固定。

而且，所述該相變儲(chǔ)能材料也可以從密閉容器上板所密封安裝的進(jìn)料蓋向密閉容器中填裝。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：

1、本換熱器的導(dǎo)熱管采用多層，每層多排式布置。將熱交換的路線長(zhǎng)度最大化提高，提高熱交換的效率。

2、本換熱器的排布使防凍液流程長(zhǎng)、水路流程短，相變材料儲(chǔ)量多，一是提高了總儲(chǔ)熱能力和熱交換特性，二是易于加工。

3、本換熱器的水管路設(shè)置在防凍液管路的上方，有效保證了相變材料固液轉(zhuǎn)化時(shí)一定體積變化系數(shù)，可提高熱利用率20％。

4、本換熱器是在一個(gè)密閉容器中裝有相變儲(chǔ)能材料和貫穿其中的兩套不同介質(zhì)的管路，其中防凍液介質(zhì)管路的兩端分別從該容器的兩側(cè)伸出并且外接于太陽(yáng)能集熱器的進(jìn)出水管，循環(huán)水管路在的兩端也從容器的兩側(cè)伸出且和散熱裝置相連。在白天利用太陽(yáng)能集熱板收集熱量，并傳遞給容器中的相變儲(chǔ)能材料，進(jìn)而使散熱裝置里的水升溫供人們?cè)诎滋烊∨?，且相變?chǔ)能材料有保持室內(nèi)溫度恒定的作用。而在夜晚或者陰天的時(shí)候，關(guān)閉防凍液介質(zhì)管路的循環(huán)，使得容器內(nèi)相變儲(chǔ)能材料將白天儲(chǔ)存的過(guò)剩的太陽(yáng)能釋放出來(lái)并將熱量傳遞給散熱器供人們?nèi)∨?，此換熱器與其他太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)的最大差別則是因?yàn)橛孟嘧儍?chǔ)能材料代替了水來(lái)儲(chǔ)存熱量，可取代了20-50m³的儲(chǔ)熱水箱，節(jié)約空間和成本，提高了實(shí)用度，高效節(jié)能，安全可靠，綠色環(huán)保。

5、本換熱器最大的特點(diǎn)是無(wú)需進(jìn)行外接水箱儲(chǔ)水，且同時(shí)進(jìn)行三種介質(zhì)熱循環(huán)交換利用。

6、本換熱器與其他太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)最大的優(yōu)勢(shì)就在于所需空間較小，美觀，可以在屋中作為一個(gè)平臺(tái)，大大增加了應(yīng)用范圍，不僅適合南北方的農(nóng)村和別墅，還可以應(yīng)用于城市的大部分建筑中。

7、本換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)合理，安全節(jié)能，方便且人性化，將間歇性的太陽(yáng)能充分合理的轉(zhuǎn)化利用，可應(yīng)用于家用采暖供熱，尤其是分散式住宅、別墅、農(nóng)家小院、學(xué)校、幼兒園、流動(dòng)哨所等采暖供熱和生活洗浴用水。

附圖說(shuō)明

圖1為本換熱器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)豎向剖面示意圖；

圖2為本換熱器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)橫向剖面示意圖；

圖3為本換熱器三種介質(zhì)填充及走向示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖具體陳述本專利的具體實(shí)施例。

一種多介質(zhì)相變儲(chǔ)能換熱器,包括殼體7、防凍液管9、水管8、橫隔板及豎隔板，所述殼體為長(zhǎng)方體，在殼體內(nèi)從左至右依次固裝四個(gè)豎隔板，分別為第一豎隔板2、第二豎隔板5、第三豎隔板12及第四豎隔板14，第一豎隔板及第二豎隔板間隔安裝在殼體的左側(cè)，第三豎隔板及第四豎隔板間隔安裝在殼體的右側(cè)，左右兩側(cè)豎隔板鏡像對(duì)稱。該四個(gè)豎隔板將殼體分成五個(gè)腔體，分別為左側(cè)防凍液腔體1、左側(cè)水腔體4，中部相變儲(chǔ)能材料腔體10、右側(cè)水腔體13及右側(cè)防凍液腔體15。在左側(cè)防凍液腔體的上部連通連接防凍液出液管21，下部連通連接防凍液進(jìn)液管18。在左側(cè)水腔體的上部連通連接進(jìn)水管3、下部連通連接出水管17。在中部相變儲(chǔ)能材料腔體的上部連通連接相變材料輸入管6，下部連通連接相變材料輸出管16。

在第二豎隔板與第三豎隔板間均勻間隔固裝多個(gè)水管，每一水管的兩端均與左右兩側(cè)的水腔體連通，在第一豎隔板與第四豎隔板間均勻間隔固裝多個(gè)防凍液管，每一防凍液管的兩端均與左右兩側(cè)的防凍液腔體連通。所述防凍液管與水管一一對(duì)應(yīng)且安裝在水管的下方。在防凍液管與水管間填充相變儲(chǔ)能材料，形成相變材料、水管、防凍液管、相變材料、水管、防凍液管依次交替排列的結(jié)構(gòu)。

在左側(cè)防凍液腔體內(nèi)豎向間隔固裝三個(gè)防凍液橫隔板20，在右側(cè)防凍液腔體內(nèi)豎向間隔固裝兩個(gè)防凍液橫隔板，該五個(gè)防凍液橫隔板使防凍液呈蛇形流動(dòng)，延長(zhǎng)防凍液的行程，在左側(cè)水腔體內(nèi)中部固裝一水路橫隔板19，使水從左側(cè)進(jìn)口進(jìn)入后流到右側(cè)，再?gòu)挠覀?cè)流回左側(cè)，從左側(cè)出口排出。

為了防止熱量流失，在殼體的外側(cè)包覆保溫材料層11。

為了防止漏液，防凍液管與隔板的連接處、水管與隔板的連接處均作密封處理，可以焊接或粘接或通過(guò)密封墊密封。

本實(shí)施例中可以選擇相變溫度為30～100℃的相變儲(chǔ)能材料封裝于換熱器內(nèi)，來(lái)保證日常居民的取暖，也可以通過(guò)改變不同相變溫度的相變儲(chǔ)能材料來(lái)使其應(yīng)用在更廣的領(lǐng)域中，如選擇相不同變溫度的相變儲(chǔ)能材料，將換熱器應(yīng)用在太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)中，提供洗澡用水。

本換熱器的工作原理是：在密閉容器內(nèi)安裝有兩套不同介質(zhì)的管路，管路一為防凍液介質(zhì)管路，其兩端分別從該容器的兩側(cè)伸出并且外接于太陽(yáng)能集熱器，管路二為循環(huán)水管路，其兩端從容器的兩側(cè)伸出與供熱用戶相連，密閉容器內(nèi)填充相變材料；管路一和管路二按層狀交錯(cuò)分布，且兩套管路完全隔斷，互不相通。

以上顯示和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，或者附圖的技術(shù)方案，均體現(xiàn)了本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和高效。應(yīng)當(dāng)理解的是，具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行的詳細(xì)說(shuō)明是示意性而非限制性的，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀本發(fā)明說(shuō)明書的基礎(chǔ)上，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換，所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。