一種利用相變蓄熱球的移動供熱裝置及方法
2023-10-08 10:21:59 1
專利名稱：一種利用相變蓄熱球的移動供熱裝置及方法
技術領域：
本發明涉及一種能源儲存與釋放技術，特別涉及一種利用相變蓄熱球的移動供熱 裝置及方法。
背景技術：
在許多能量的使用過程中，由於不能有效的儲存和利用而使能量散失到空氣中， 形成廢熱，造成熱汙染，使得設備效率低下和能量的浪費。另外由於當前，我國今後經濟發 展所面臨的嚴峻現實是能源資源短缺(油、氣、煤、電)已成為不爭的事實，無論國家、企業 節約能源、降低消耗、提升效益，都是今後經濟發展的必然趨勢。為了有效利用各種廢熱資源，經常需要使用蓄熱裝置。而一般的蓄熱裝置的蓄熱 量小、蓄熱體積大、放熱不穩定。同時，現已實施的移動供熱裝置在使用中有明顯的問題，主 要包括1)由於採用在相變蓄熱材料中埋管，通過管中冷(熱)水的流動來達到充、放熱的目 的。這樣消耗了大量的金屬，使得製造成本大，運輸費用高；2)由於長期運輸顛簸，管子的 疲勞損壞嚴重，管子裂紋使得相變材料與水接觸，用戶的安全性受到威脅，此外由於相變材 料進入管內，水與相變材料熱阻增加，傳熱性能下降；3)採用的相變材料，儘管具有很高的 相變潛熱，但其一個致命的缺點在於它的毒性，直接影響系統的安全，此外它的相變溫度較 低，不能完全滿足冬季供熱的要求。
發明內容
針對上述現有技術的缺陷，本發明提供一種熱效率高，蓄熱密度大，放熱穩定，安 全穩定的利用相變蓄熱球的移動供熱裝置及方法。本發明所要解決的技術問題可以通過以下技術方案來實現
一種利用相變蓄熱球的移動供熱裝置，它包括蓄熱箱體，相變蓄熱球，供熱換熱器，取 熱換熱器，所述相變蓄熱球內填充有相變材料，所述蓄熱箱體內設有填充相變蓄熱球的蓄 熱室，所述蓄熱室的上部設有取熱換熱器，下部設有供熱換熱器。所述相變蓄熱球內留有供填充的相變材料膨脹的空隙。所述蓄熱室內壁上設有一層隔熱保溫層。所述相變蓄熱球以堆積的形式置於蓄熱箱體內。所述相變蓄熱球分為兩大類，分別填充相變溫度不同的相變蓄熱材料。所述取熱換熱器上設有高壓保護裝置。使用時，讓高溫熱源流體通過供熱換熱器，高溫流體與相變蓄熱球發生熱交換，相 變蓄熱球內的相變材料因吸熱而不斷升溫，當達到一定溫度時發生相變，從而將能量儲存 起來；當蓄熱完畢時，讓低溫流體經取熱流體進口管進入蓄熱室內，與蓄熱室中的相變蓄熱 球發生熱交換，相變蓄熱球內的相變材料將熱量傳給流體，實現能量的釋放。通過以上方案設計出的本發明結構簡單、換熱效率高、蓄熱密度大、放熱穩定，且 流體流經換熱器內部，而不是通過一層管壁直接與蓄熱相變材料發生熱交換，可以避免蓄熱器由於長時間的使用，設備發生洩漏而導致供熱流體洩漏到蓄熱腔，汙染相變材料的問題。
以下結合附圖和具體實施方式
來進一步說明本發明專利。
圖1為本發明的結構示意圖。
具體實施例方式為了使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結 合具體圖示，進一步闡述本發明專利。本發明為解決現有蓄熱裝置的蓄熱量小、體積大、放熱不穩定的問題而採用如圖1 所示的一種利用相變蓄熱球的移動供熱裝置。參照圖1，為本發明提供的一種利用相變蓄熱球的移動供熱裝置，包括蓄熱箱體 1，相變蓄熱球2，供熱換熱器3，取熱換熱器4，所述相變蓄熱球2內填充有相變材料，所述蓄 熱箱體1內設有填充相變蓄熱球2的蓄熱室5，蓄熱室5內壁上設有一層隔熱保溫層501， 蓄熱室5的上部設有取熱換熱器4，下部設有供熱換熱器3，取熱換熱器4設有供流體進出 的取熱流體進口管401和取熱流體出口管402，供熱換熱器7設有供流體進出的供熱流體進 口管301和供熱流體出口管302，取熱換熱器4上還設有高壓保護裝置403。如圖1所示，若干相變蓄熱球2以堆積的形式置於蓄熱箱體1的蓄熱室5內，不同 相變蓄熱球2可分別填充兩類相變溫度不同的相變蓄熱材料，且相變蓄熱球2內留有供填 充的相變材料膨脹的空隙。當高溫熱源流體(這部分流體主要來自於工業廢熱、餘熱等暫時不用的熱，而且該 流體的溫度要高於蓄熱相變材料的相變溫度)通過供熱換熱器3時，高溫流體與相變蓄熱 球2發生熱交換，相變蓄熱球2內的相變材料因吸熱而不斷升溫，當達到一定溫度時發生相 變，從而將能量儲存起來。當蓄熱完畢時，本裝置便成為熱源低溫流體經取熱流體進口管401進入蓄熱室 5內，與蓄熱室5中的相變蓄熱球2發生熱交換，相變蓄熱球2內的相變材料將熱量傳給流 體，實現能量的釋放。在蓄熱過程中，隨著儲存熱量的不斷增加，蓄熱室5內的壓強也隨之增大，設置在 取熱換熱器4上的高壓保護裝置403能起到保護蓄熱室5和其他內部裝置的作用，保證不 會因為壓強的增大而損壞蓄熱裝置。以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵和本發明的優點。本行業的技術 人員應該了解，上述實施和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神 和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發 明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求
一種利用相變蓄熱球的移動供熱裝置，其特徵在於，包括蓄熱箱體，相變蓄熱球，供熱換熱器，取熱換熱器，所述相變蓄熱球內填充有相變材料，所述蓄熱箱體內設有填充相變蓄熱球的蓄熱室，所述蓄熱室的上部設有取熱換熱器，下部設有供熱換熱器。
2.根據權利要求1所述的利用相變蓄熱球的移動供熱裝置，其特徵在於，所述相變蓄 熱球內留有供填充的相變材料膨脹的空隙。
3.根據權利要求1所述的利用相變蓄熱球的移動供熱裝置，其特徵在於，所述相變蓄 熱球分為兩大類，分別填充相變溫度不同的相變蓄熱材料。
4.根據權利要求1或權利要求2所述的利用相變蓄熱球的移動供熱裝置，其特徵在於， 所述蓄熱室內壁上設有一層隔熱保溫層。
5.根據權利要求1所述的利用相變蓄熱球的移動供熱裝置，其特徵在於，所述相變蓄 熱球以堆積的形式置於蓄熱箱體內。
6.根據權利要求1所述的利用相變蓄熱球的移動供熱裝置，其特徵在於，所述取熱換 熱器上設有高壓保護裝置。
7.一種利用相變蓄熱球的移動供熱方法，其特徵在於，讓高溫熱源流體通過供熱換熱 器，高溫流體與相變蓄熱球發生熱交換，相變蓄熱球內的相變材料因吸熱而不斷升溫，當達 到一定溫度時發生相變，從而將能量儲存起來；當蓄熱完畢時，讓低溫流體經取熱流體進口 管進入蓄熱室內，與蓄熱室中的相變蓄熱球發生熱交換，相變蓄熱球內的相變材料將熱量 傳給流體，實現能量的釋放。
全文摘要
本發明公開了一種利用相變蓄熱球的移動供熱裝置及方法，該裝置包括蓄熱箱體，相變蓄熱球，供熱換熱器，取熱換熱器，所述相變蓄熱球內填充有相變材料，所述蓄熱箱體內設有填充相變蓄熱球的蓄熱室，所述蓄熱室的上部設有取熱換熱器，下部設有供熱換熱器。上述技術方案使本發明結構簡單、換熱效率高、蓄熱密度大、放熱穩定，且流體流經換熱器內部，而不是通過一層管壁直接與蓄熱相變材料發生熱交換，避免了由於長時間的使用，設備發生洩漏而導致供熱流體洩漏到蓄熱腔，汙染相變材料的問題。
文檔編號F24D15/02GK101968240SQ201010545609
公開日2011年2月9日 申請日期2010年11月16日 優先權日2010年11月16日
發明者於樹軒, 於美, 李志偉, 李曉菲, 林原培, 王為, 章學來 申請人:上海海事大學