一種蓄能裝置的製作方法
2023-06-12 13:04:11
專利名稱：一種蓄能裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種蓄能裝置，特別是涉及一種用於空調、熱水供應的蓄能裝置。
背景技術：
水源熱泵具有能效比高(C0P》5)的特點，在空調、熱水供應等方面得到 了較快的發展和應用。但是，由於受到水資源的限制，其推廣和應用同時又受 到了很大的制約。因此在大多數情況下，人們在空調、採暖和生活熱水的供應 上，更方便的形式還是採用空氣源熱泵、太陽能集熱器。當室外環境溫度較低 且具有一定溼度時，空氣源熱泵的表冷器表面就容易結霜；在制熱水時效率相 對較低，耗能較大，甚至採用電能直接加熱，不利於節省能源。但是，空氣源 熱泵在用於低溫制熱時，卻有其他種類熱泵無法比擬的優勢——能量來源不受 限制。太陽能的利用近幾年得到了迅速發展和較為廣泛的應用，主要集中在太 陽能熱水器、太陽能光伏板發電、太陽能鍋爐發電等多種形式。但是由於其時 間的間斷性，使得太陽能的利用不能更廣泛的應用於日常生活中，如建築供暖 工程等。
發明內容
針對現有技術中存在的上述缺陷，本發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，以調節能源使用過程中的時效性。
本發明是通過如下技術方案來實現的 一種蓄能裝置，包括箱體，所述箱 體內設有兩組分別用於蓄能和放能的毛細管換熱結構，箱體空腔內填充有可相 變的蓄熱介質材料。
3本發明通過一組毛細管換熱結構將熱量輸送給相變介質，相變介質吸收並 儲存能量，當系統需要熱量時，另一組毛細管換熱結構可從蓄能裝置中提取熱 量，來滿足生活或工程需要。由於相變介質材料在發生相變時，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。 由於毛細管具有換熱面積大、換熱均勻、換熱效果好的特點，因此採用其作為 換熱器可極大的提高換熱效率。
所述毛細管換熱結構包括兩根分別與換熱介質供、回管道相通的聯管，聯 管上並聯有若干根毛細管。為了符合工況要求，毛細管換熱結構的材質可採用
具有耐高溫、耐高壓、耐腐蝕特點的熱熔性塑料材料，如PPR、 PE-RT或PB等， 優選PPR材質，不僅為綠色環保材料，而且可使蓄能裝置有更廣泛的應用。考 慮到毛細管的換熱效率及其承壓性能，毛細管的外徑一般為5~6mm。
為了提高換熱效率，本發明的兩組毛細管換熱結構採用逆流布置，各毛細 管之間的間距為10~15mm，優選12mm。該種逆流布置方式不僅利於換熱，同 時提供了更多的相變核，使得蓄(放)熱更加高效，而且使整個蓄能裝置的體 積減小。
本發明中的相變介質材料應根據蓄能要求的相變溫度，選擇合適的材料， 相變材料可為無機鹽或有機物。 一般蓄能要求的相變溫度較低時，可採用無機 鹽作為相變介質材料，其具有低溫相變的蓄能特點，且無機鹽類材料的相變溫 度點可通過配方來改變，價格低廉，也有利於降低運行成本。
由於相變介質通常具有腐蝕性，因此蓄能裝置的箱體應採用耐腐蝕的材料 製成，其可採用耐腐蝕的PPR塑料材質。
本發明的蓄能裝置根據使用要求，可在箱體外設置保溫層，可在箱體外設一外殼，在箱體和外殼之間採用聚氨酯保溫材料現場發泡保溫。
本發明很好的補償了太陽能集熱器、空氣源熱泵、水源熱泵等各種能源利 用的不足，將能量按照要求採用先進的相變和毛細管換熱技術，將能量高效大 容量的儲存起來，以調節能源使用過程中的時效性。其可以和太陽能集熱器、 空氣源熱泵、水源熱泵等聯合使用，提高這些設備的效率、拓展其應用領域、 減少原有設備的體積。
本發明的積極效果在於它結構設計合理，換熱效率高、蓄熱能力大，體 積小。與現有技術相比，其具有以下特點(1)高效節能。本發明由於採用了 獨特的毛細管換熱結構和無機鹽相變技術，其換熱效率高，相變速度快，蓄(放) 熱高效，熱泵的C叩(能效比)在整個採暖期平均值達到3.2以上，而傳統的熱 泵的能效比在冬季只有1.8 2.0。使得太陽能利用範圍、時效拓寬，可以實現
無電輔太陽能熱水器。(2)方便可靠。本發明技術可以使得空氣源熱泵和水源
熱泵優勢互補，避免了空氣源熱泵受環境條件的限制，拓寬了熱泵的使用範圍，
達到高效節能的目的。(3)經濟實用。本發明技術可與太陽能集熱器、空氣源
熱泵、水源熱泵相結合，提高這些設備的效率，使投資運行費適於建築空間的 要求。它還可適應現今能源緊張的現狀，可解決用電高峰電費較高的問題。在 非用電高峰時，以低谷電價利用空氣源熱泵高效工作，將製備的熱量採用本裝 置蓄存起來，在用電高峰時，可利用本裝置蓄存的熱量，高效滿足要求，具有
良好的節能和降低運營成本的效果。(4)環保。本發明所用材料均為可回收材 料，且耐腐蝕，沒有動力部件，沒有任何的汙染物，大大提高了裝置的使用壽 命。
圖l是本發明的結構示意圖2是圖1的側視示意圖3是毛細管換熱結構的示意圖4是毛細管布置圖中，l快速接口， 2—次溶液入口， 3毛細管，4保溫材料，5外殼，6箱體， 7—次溶液出口， 8排汙口， 9二次溶液入口， IO聯管，ll二次溶液出口， 12 無機鹽相變溶液，13無機鹽相變溶液入口 。
具體實施例方式
下面通過非限定性的實施例並結合附圖對本發明作進一步的說明-如附圖所示， 一種蓄能裝置，包括箱體6，箱體6由PPR塑料製成，箱體6 外設有不鏽鋼外殼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 溫層可採用現場發泡填充。箱體6內設有兩組逆流布置的毛細管換熱結構，每 組毛細管換熱結構包括兩根聯管10，兩根聯管10之間並聯有若干根毛細管3。 毛細管換熱結構的材質為耐腐蝕的PPR塑料，毛細管3的外徑為5 6mm，兩組 毛細管換熱結構的毛細管相互之間的間距為12mm。箱體6內充有無機鹽相變溶 液12。外殼5上設有一次溶液入口 2、 一次溶液出口 7和二次溶液入口 9、 二次 溶液出口 ll及無機鹽相變溶液入口 13，各介質出入口均可通過快速接口 l與外 部管道或設備快速連接，兩組毛細管換熱結構的聯管分別與一次溶液的進出口 和二次溶液的進出口連接。外殼5的底部還設有用於排放相變介質的排汙口 8。 處於液態的無機鹽溶液從無機鹽相變溶液入口 13加入到箱體6中。蓄能時， 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之間的溫差，將 能量傳遞給蓄能介質，誘發蓄能介質產生相變，達到儲存能量的目的。二次溶液可以根據需要從蓄能裝置中提取熱量，滿足生活或工程需要，待蓄熱箱內溫 度低於設定溫度後，啟動一次溶液循環系統， 一次溶液系統將熱量輸送到相變 蓄熱裝置中，在一次溶液向相變溶液輸入熱量的同時，二次溶液系統可以同時 從相變蓄熱箱中提取熱量來滿足生活或工程需要。
能源使用的時效性一直是困擾科學工作者的難題。本發明技術打破常規思 路，將毛細加熱管與無機鹽相變蓄熱二者有機結合，將蓄能、用能高效結合，
使蓄能技術在空氣源熱泵、水源熱泵結合使用；太陽能集熱器無電輔化；太陽 能供熱等變為現實。在號召節能減排的今天，該技術的應用將帶來巨大的經濟 和社會效益。
權利要求
1、一種蓄能裝置，包括箱體(6)，其特徵是所述箱體(6)內設有兩組分別用於蓄能和放能的毛細管換熱結構，箱體空腔內填充有可相變的蓄熱介質材料。
2、 根據權利要求1所述的蓄能裝置，其特徵是所述毛細管換熱結構包括兩 根分別與換熱介質供、回管道相通的聯管(10)，聯管(10)上並聯有若干根毛細管(3)。
3、 根據權利要求2所述的蓄能裝置，其特徵是所述毛細管換熱結構的材質是熱熔性塑料材料。
4、 根據權利要求3所述的蓄能裝置，其特徵是:所述熱熔性塑料是PPR塑料， 毛細管(3)的外徑為5~6mm。
5、 根據權利要求1或2或3或4所述的蓄能裝置，其特徵是兩組毛細管換 熱結構採用逆流布置。
6、 根據權利要求5所述的蓄能裝置，其特徵是各毛細管之間的間距為 10 15mm。
7、 根據權利要求6所述的蓄能裝置，其特徵是所述毛細管之間的間距為 12mm。
8、 根據權利要求5所述的蓄能裝置，其特徵是所述的相變材料是無機鹽材料。
9、 根據權利要求8所述的蓄能裝置，其特徵是所述箱體(6)為耐腐蝕材料製成。
10、 根據權利要求9所述的蓄能裝置，其特徵是所述箱體(6)外設有外殼(5)，箱體(6)和外殼(5)之間填充有保溫材料。
全文摘要
本發明公開了一種蓄能裝置，是一種用於空調、熱水供應的蓄能裝置。其包括箱體(6)，其特徵是所述箱體(6)內設有兩組分別用於蓄能和放能的毛細管換熱結構，箱體空腔內填充有可相變的蓄熱介質材料。本發明通過一組毛細管換熱結構將熱量輸送給相變介質，相變介質吸收並儲存能量，當系統需要熱量時，另一組毛細管換熱結構可從蓄能裝置中提取熱量，來滿足生活或工程需要。本發明很好的補償了太陽能集熱器、空氣源熱泵、水源熱泵等各種能源利用的不足，將能量按照要求採用先進的相變和毛細管換熱技術，將能量高效大容量的儲存起來，以調節能源使用過程中的時效性。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 優先權日2009年4月29日
發明者劉學來, 李永安, 李繼志 申請人:劉學來;中國石油大學(華東)