专利名称：相变蓄热供热装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种供热装置，尤其涉及一种带有相变蓄热器的供热装置，属能源利用技术领域。
背景技术：
当前，我国及至世界范围内，电力的增长满足不了经济的快速发展和生活用电急剧增长的需要，全国缺电局面仍然存在，电网负荷率低、系统峰谷差异大，高峰电力严重不足，峰谷差占高峰负荷的比例高达30％。
生产或生活用电供热在我国能源消耗结构中占有一大部分，为节约生产或生活成本，生活或生产所需用电供热水系统采用能源多样化，其不足之处，传统的燃气、燃油、燃煤热水装置均存在环境污染问题，太阳能热水装置具有了广阔的前景，但太阳能具有不稳定性和短暂性，必须有蓄热装置，传统蓄热方式均采用显热型水蓄热方式，该方式蓄热量小、蓄热体体积大、放热不稳定等缺点。开发具有高性能蓄热装置的复合能源型热水装置已成为当前研究的焦点。
经对现有技术文献的检索，申请号为CN200410036090.6的“一种复合式相变蓄能太阳能热水器”的发明专利，专利申请所述的热水器为分离式间接相变蓄热型热水器，相变蓄热材料热量的蓄集与释放是间接供给，太阳能或燃气或电加热的介质和生活用热水是完全分离的。相变蓄热体被分散放置于水箱中装载的水或油中，相变材料所蓄热量经相变材料体外壳传递给水箱中的水或油，再由水箱中的水或油经换热器传递给生活用水，这两次换热均需足够大的换热面积和足够大的温差，由于相变材料体分散于水箱中，单位容积下相变蓄冷体相对较少，再加上相变材料体蓄热与放热过程衰减较快，不能起到很好的蓄热与放热效果，故设备在运行期间热量的供给来自于水箱中的水或油，或来自于燃气或电的加热，太阳能蓄集的热量得不到很好的应用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种混合式直接蓄冷型供热装置、体积小、省能耗，水温稳定的相变蓄热供热装置。
本发明技术方案一种相变蓄热供热装置，其特点是，包括外部能源加热器，水循环泵，相变蓄热器，A阀门，B阀门，C阀门、散热片，淋浴器，所述外部能源加热器出水端通过水循环泵连接相变蓄热器进水端，所述相变蓄热器出水端分别连接A阀门、B阀门、C阀门，其中A阀门连接淋浴器、B阀门连接散热片、C阀门连接外部能源加热器进水端。
所述相变蓄热器由外保温筒、二组渐开线支管，第一组渐开线支管外沿输入干管，第二组渐开线支管外沿输出干管，第一组渐开线支管中心输出干管，第二组渐开线支管中心输入干管，支架，相变蓄热剂组成，每组渐开线支管并联于每组输入、输出干管，每组渐开线支管固定于支架上，所述相变蓄热器外部套有保温筒，沿保温筒向内充填有蓄热剂，用于完成热量的吸收与释放。
所述相变蓄热器为立体双渐开线相变蓄热器，该相变蓄热器的第一组支管与第二组支管为立体空间错排。
所述外部能源加热器为太阳能、再生热能、燃油加热器、电能的其中一种或多种能源组合式加热器。
本发明的有益效果1.采用直接相变蓄热放热方式，蓄热剂释放热量后直接经相变蓄热器供给生活热水，在能源种类利用上具有太阳能优先直接供给，减小了传热温差，增大了单位容积蓄热能力，减小了设备体积。
2.三种模式工作流程，最大程度的利用了太阳能、废热和低价电，并确保了热水供应的稳定性。
3.蓄热器的立体双渐开线结构在保证换热面积的同时，减小了水流管道阻力，保证了蓄热器内换热管分布的均匀性，提高了蓄热剂热量吸收和释放。
图1是本发明的工作原理图；图2是相变蓄热器的结构示意图。
具体实施例方式如图1所示，本发明包括外部能源加热器1、水循环泵2、相变蓄热器3、A阀门4、淋浴器5、B阀门6、散热片7、C阀门8组成，外部能源加热器1热水出口端接水循环泵2，相变蓄热器3进水端接水循环泵1，出水端接A阀门4、B阀门6、C阀门8，A阀门4接淋浴器5，B阀门6接散热片7，C阀门8接外部能源加热器1。所述的外部能源加热器1可以是白天太阳能、工业或生活废热、夜晚电能或燃气燃油加热器，也可以是两种或多种能源组合式加热器，主要是完成供热装置热量的输入；所述的水循环泵2主要是完成热量的转移和生活用水的输送；所述相变蓄热器3为立体双渐开线相变蓄热器，主要用于完成外部能源输入高峰时热量的储存和外部能源输入低谷时热量的释放，稳定供热装置的供热能力，A阀门4和B阀门6分别控制热量消耗的方向，A阀门4控制热量和生活用水或输送淋浴器，B阀门6控制热量向散热器输送；淋浴器是热量和生活用水的消耗设备；散热片7是热量的消耗设备；C阀门8控制热量在外部能源输入进入低谷时向外部传递。
如图2所示，所述相变蓄热器3为立体双渐开线相变蓄热器，外保温筒9、第一组渐开线支管外沿输入干管10、第二组渐开线支管外沿输出干管11、第一组渐开线支管12、第二组渐开线支管13、第一组渐开线支管中心输出干管14、第二组渐开线支管中心输入干管15、支架16和相变蓄热剂17。外保温筒9在蓄热器3最外层，第一组渐开线支管12并联接至第一组渐开线支管外沿输入干管10和第一组渐开线支管中心输出干管14，第二组渐开线支管13并联接至第二组渐开线支管外沿输出干管11和第二组渐开线支管中心输入干管15，第一组支管12与第二组支管13进行立体空间错排，各支管固定于支架16上，相变蓄热剂17充填于支管外至保温筒内。外保温层9主要为减少热量损耗；第一组渐开线支管外沿输入干管10主要是均衡输入压力，并向第一组渐开线支管12输送换热介质；第一组渐开线支管12主要完成管内换热介质与管外蓄热材料17的热量交换；第一组渐开线支管中心输出干管14主要是均衡输入压力，并接受第一组渐开线支管12输送来换热介质输出；第二组渐开线支管中心输入干管15主要是均衡输入压力，并向第二组渐开线支管13输送换热介质；第二组渐开线支管13主要完成管内换热介质与管外蓄热材料17的热量交换；第二组渐开线支管外沿输出干管11主要是均衡输入压力，并接受第二组渐开线支管13输送来换热介质输出；支架16起稳定和定位支管族，相变蓄热剂17完成热量的吸收与释放。
如图1所示，供热装置三种模式工作流程如下实施例1第一种蓄热模式。在没有热量消耗、外部能源加热器1接受到太阳能或工业废热加热或利用晚间便宜电价进行电加热时，蓄热模式起动，工作流程为A阀门4、B阀门6关闭，外部能源加热器1接受太阳能或工业废热加热，或利用晚间便宜电价进行电加热，阀门8打开，热量随介质水在循环水泵2的作用下从外部能源加热器1传递给立体双渐开线相变蓄热器3，被蓄积起来，蓄热剂17状态由固态变为液态。
实施2第二种相变供热模式。在立体双渐开线相变蓄热器3蓄热量充足且无法获得太阳能或废热加热时，C阀门8关闭，外部能源加热器停止工作。淋浴器5工作时，A阀门4打开，外部供水经水循环泵2加压进入立体双渐开线相变蓄热器3取得热量升温后供淋浴器5或生活用水使用。散热片7工作时，B阀门6打开，热量随介质水在循环水泵2的作用下从立体双渐开线相变蓄热器3传递给散热片7。蓄热剂状态由固态变为液态。
实施3第三种混合供热模式。在立体双渐开线相变蓄热器3蓄热量充足且无法获得太阳能或废热加热时，相变供热模式起动，工作流程为C阀门8关闭，外部能源加热器1停止工作。A阀门4打开，淋浴器5工作，外部供水经水循环泵2加压进入立体双渐开线相变蓄热器3取得热量升温后供淋浴器使用。B阀门6打开，散热片7工作，热量随介质水在循环水泵2的作用下从立体双渐开线相变蓄热器3传递给散热片7。蓄热剂17状态由固态变为液态。
在既需要供热，又可以获得太阳能或废热加热时，混合模式起动，工作流程为外部能源加热器1优先供热，C阀门8打开，A阀门4打开，淋浴器工作，外部供水与经外部加热器1加热后的循环水混合后经水循环泵2加压进入立体双渐开线相变蓄热器3后供淋浴器使用。B阀门6打开，散热片7工作，经外部加热器1加热后的循环水经水循环泵2加压进入立体双渐开线相变蓄热器3后进入散热器7散热。当外部能源加热器1获得的太阳能或废热加热超过供热消耗时，立体双渐开线相变蓄热器3蓄热，蓄热剂17状态由固态变为液态；在外部能源加热器1获得的太阳能或废热加热低于消耗时，立体双渐开线相变蓄热器3放热，蓄热剂17状态由液态变为固态；在外部能源加热器1获得的太阳能或废热加热和立体双渐开线相变蓄热器3放热均不足时，电加热或燃气燃油加热起动进行辅助加热。本发明供热装置工作流程分三种模式实施该相变蓄热供热装置供热能力如下1.三模式工作流程设计最大程度的利用了太阳能、废热和低价电，并确保了热水供应的稳定性，供热运行费用是电加热供热运行费用的1/5，甚至更少。
2.蓄热器的立体双渐开线结构使相同体积的蓄冷器具有了最大的换热面积，换热面积与体积比达50∶1，换热速率高，传热平均温差可减小至7℃；双渐开线结构使水流管道流程缩短至1/2，减小了流动阻力，立体盘绕结构保证了蓄热器内换热管分布的均匀性，保证了蓄热剂蓄放热均匀，没有死角。
3.蓄热剂与换热管直接接触，蓄冷剂直接相变蓄热放热，蓄热放热平均衰减速率小于10％，总衰减量小于40％。
4.填充蓄热剂，可使单位容积蓄热能力可达500kJ/L，200L体积蓄热体即可提供1500L的生活热水，可供6人5次洗浴，可供60平方住房冬季采暖12小时。
权利要求
1.一种相变蓄热供热装置，其特征在于，包括外部能源加热器(1)，水循环泵(2)，相变蓄热器(3)，A阀门，B阀门，C阀门、散热片(7)，淋浴器(5)，所述外部能源加热器(1)出水端通过水循环泵(2)连接相变蓄热器(3)进水端，所述相变蓄热器(3)出水端分别连接A阀门、B阀门、C阀门，其中A阀门连接淋浴器(5)、B阀门连接散热片(7)、C阀门连接外部能源加热器(1)进水端。
2.根据权利要求1所述相变蓄热供热装置，其特征在于，所述相变蓄热器(3)由外保温筒(9)、二组渐开线支管(12，13)，第一组渐开线支管(12)外沿输入干管(10)，第二组渐开线支管(13)外沿输出干管(11)，第一组渐开线支管中心输出干管(14)，第二组渐开线支管中心输入干管(15)，支架(16)，相变蓄热剂(17)组成，每组渐开线支管并联于每组输入、输出干管，每组渐开线支管固定于支架(16)上，所述相变蓄热器外部套有保温筒，沿保温筒向内充填有蓄热剂(17)，用于完成热量的吸收与释放。
3.根据权利要求2所述相变蓄热供热装置，其特征在于，所述相变蓄热器(3)为立体双渐开线相变蓄热器，该相变蓄热器的第一组支管与第二组支管为立体空间错排。
4.根据权利要求1所述相变蓄热供热装置，其特征在于，所述外部能源加热器(1)为太阳能、再生热能、燃油加热器、电能的其中一种或多种能源组合式加热器。
全文摘要
本发明涉及一种相变蓄热供热装置。其特点是，包括外部能源加热器，水循环泵，相变蓄热器，A阀门，B阀门，C阀门、散热片，淋浴器，所述外部能源加热器出水端通过水循环泵连接相变蓄热器进水端，所述相变蓄热器出水端分别连接A阀门、B阀门、C阀门，其中A阀门连接淋浴器、B阀门连接散热片、C阀门连接外部能源加热器进水端。采用直接相变蓄热放热方式，且采用立体双渐开线蓄热器，保证了蓄热器内换热管分布的均匀性，提高了蓄热剂热量吸收和释放，减小了水流管道阻力和传热温差，增大了单位容积蓄热能力，减小了设备体积。最大程度的利用了太阳能、废热和低价电，并确保了热水供应的稳定性。
文档编号F24D11/00GK1821662SQ200610024990
公开日2006年8月23日 申请日期2006年3月23日 优先权日2006年3月23日
发明者苏树强, 曹宝文, 丁志华 申请人:苏树强