一种用于跨季节蓄热技术的太阳能保温结构的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于跨季节蓄热技术的太阳能保温结构，包括第一保温层、相变保温层、第二保温层和太阳能蓄电装置，其中，所述第一保温层、相变保温层和第二保温层依次设置于待保温的装置的外侧，所述相变保温层内设置有若干根管体，每根管体内填充有相变材料并布置有电热组丝(电加热单元)；所述电热阻丝(电加热单元)与所述太阳能蓄电装置电连接。本发明的装置可以维持待保温的装置内的保温温度，实现长时间的恒温或近似恒温保温效果。
【专利说明】一种用于跨季节蓄热技术的太阳能保温结构
【技术领域】
[0001] 本发明涉及长时间相变保温【技术领域】，涉及一种太阳能光伏电加热式的相变保温 层，尤其是一种用于跨季节蓄热技术的太阳能保温结构。
【背景技术】
[0002] 跨季节蓄热过程始终被时间跨度长而导致的热量损失巨大而困扰，目前一般解决 的方法都是采用较大的蓄热容积，但经过长时间的蓄热后蓄热温度会有较大的下降，获得 的热量品质不高。在热量的储存过程中，由于与外界环境存在着温差，热量散失是不可避免 的。传统的保温层都是使用普通的保温材料，如硬质聚氨酯，聚苯乙烯、岩棉等，虽然这些保 温材料的导热系数较低，在短时间内的储热过程中能够起到一定的保温作用，保温装置内 的温度只会出现较小的温度下降，但在长时间的储热过程中，热量的散失依旧是巨大的，保 温装置内的温度依旧会有较大的下降，获得的热量品质不高。
[0003] 目前对相变保温层的研究也较多，主要有保温砂浆、相变保温层砌块、硬泡聚氨酯 相变保温复合板等，这些相变保温形式主要应用在建筑墙体上，由于保温材料的热阻及相 变材料的热容作用，可以延缓和衰减通过保温结构的热流，在短时间内可以有效地延缓温 度的下降，并减小温度波动，但长时间下温度波动依旧较大。
【发明内容】
[0004] 发明目的：为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于跨季节蓄热技术 的太阳能保温结构，可以长时间或跨季节蓄热，解决季节的变化造成蓄热温度与环境温度 存在较大温差，导致蓄热装置散热量较大，获得的热量品质不高的缺陷。
[0005] 技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于跨季节蓄热技术的太阳 能保温结构，包括第一保温层、相变保温层、第二保温层和太阳能蓄电装置，其中，所述第一 保温层、相变保温层和第二保温层依次设置于待保温的装置的表面，其中，所述相变保温层 内设置有若干根管体，每根管体内填充有相变材料并布置有电加热单元；所述电加热单元 与所述太阳能蓄电装置电连接。
[0006] 具体地，所述的太阳能蓄电装置包括太阳能电池板和蓄电装置，所述蓄电装置与 所述电加热单元电连接。通过采用太阳能电池板为电加热装置提供电能。所述太阳能电池 板是用以将太阳能转化成电能，供给电加热单元产生热能，太阳能电池板可直接从市场上 采购，太阳能电池板的面积及功率可根据散热量进行选择。
[0007] 具体地，所述的蓄电装置包括蓄电池和调压装置，用以储存富余的电能和调节输 出电压。
[0008] 所述的第一保温层的材料选自硬质聚氨脂泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料和聚乙烯 塑料泡沫中的任意一种；所述的第二保温层的材料选自硬质聚氨脂泡沫塑料、聚苯乙烯泡 沫塑料和聚乙烯塑料泡沫中的任意一种。
[0009] 具体地，所述第一保温层的厚度δ丨的范围为20mm?100mm，第二保温层的厚度 S 2和第一保温层的厚度S i满足下述公式：
【权利要求】
1. 一种用于跨季节蓄热技术的太阳能保温结构，其特征在于，包括第一保温层（2)、相 变保温层（3)、第二保温层（4)和太阳能蓄电装置，其中，所述第一保温层（2)、相变保温层 (3)和第二保温层（4)依次设置于待保温的装置（1)的外侧，所述相变保温层（3)内设置有 若干根管体￠)，每根管体（6)内填充有相变材料（5)并布置有电加热单元（10);所述电加 热单元（10)与所述太阳能蓄电装置电连接。
2. 根据权利要求1所述的用于跨季节蓄热技术的太阳能保温结构，其特征在于，所述 的太阳能蓄电装置包括太阳能电池板（7)和蓄电装置（8)，所述蓄电装置⑶与所述电加热 单元（10)相连。
3. 根据权利要求2所述的用于跨季节蓄热技术的太阳能保温结构，其特征在于，所述 的蓄电装置（8)包括蓄电池和调压装置。
4. 根据权利要求1所述的用于跨季节蓄热技术的太阳能保温结构，其特征在于，所述 的第一保温层（2)的材料选自硬质聚氨脂泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料和聚乙烯塑料泡沫 中的任意一种；所述的第二保温层的材料选自硬质聚氨脂泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料和 聚乙烯塑料泡沫中的任意一种。
5. 根据权利要求4所述的用于跨季节蓄热技术的太阳能保温结构，其特征在于，所述 第一保温层（2)的厚度S1SZOmm?100mm，第二保温层（4)的厚度δ 2和第一保温层（2) 的厚度S i满足下述公式：
其中，Q为相变层内蓄存的潜热量；T为潜热释放时间；A为箱体表面积；△ h为蓄热温 度与相变材料熔点温度温差；Λ t2为相变材料熔点与环境温度温差屯为箱体内壁换热系 数；h。为外表面换热系数；λ i为第一保温层（2)的材料的导热系数；λ 2为第二保温层（4) 的材料的导热系数；其中，当蓄热温度高于相变材料熔点温度时取负号，当蓄热温度低于相 变材料熔点温度时取正号。
6. 根据权利要求5所述的用于跨季节蓄热技术的太阳能保温结构，其特征在于，At1 的范围为0. 5?1°C。
7. 根据权利要求1所述的用于跨季节蓄热技术的太阳能保温结构，其特征在于，所述 的相变保温层（3)的相变材料（5)为石蜡类相变材料。
8. 根据权利要求1所述的用于跨季节蓄热技术的太阳能保温结构，其特征在于，所述 的管体￠)的材料为聚丙烯、聚氯乙烯、聚丁烯、耐热聚乙烯和聚乙烯中的任意一种。
9. 根据权利要求1所述的用于跨季节蓄热技术的太阳能保温结构，其特征在于，所述 管体（6)中的电加热单元（10)的连接方式为串联、并联、先串联再并联或先并联再串联中 的任意一种。
10. 根据权利要求1或9所述的用于跨季节蓄热技术的太阳能保温结构，其特征在于， 所述的电加热单元（10)为碳纤维电热阻丝、镍铬高温电热发热丝和电热片中的任意一种。
【文档编号】F24J2/34GK104373758SQ201410607124
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】陆勇, 田野, 鹿浩伟, 李先宁, 钟文琪 申请人:东南大学