CN205641545U - 一种复合型相变储热设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种复合型相变储热设备，包括外壳(2)、内胆(3)、外壳(2)与内胆(3)之间的保温层(4)，所述的内胆(3)中设有储热单元和热源，所述的外壳(2)上设有供换热流体进出相变储热设备的循环进水管(9)和循环出水管(10)，所述的储热单元包括多个相互独立的储热元件(1)，所述的储热元件(1)为用于容纳相变材料的刚性密封容器，各储热元件(1)可拆卸的安装在内胆(3)中，各储热元件(1)之间、储热元件(1)与内胆(3)之间为换热流体流动空间。与现有技术相比，本实用新型具有结构简单、安装方便、利于设备大型化、易于维护、使用寿命长的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种储热设备，尤其是涉及一种复合型相变储热设备。
背景技术
现有的相变式储热装置由于结构设计不太成熟，致使储热装置内部换热元件换热不均匀，相变材料利用不充分，造成现有的相变储热装置换热效率偏低，间接增加了产品的生产成本。现有的相变储热装置存在换热管道埋在相变材料内部的缺陷，相变材料对换热管道进行腐蚀，造成换热管道易损坏，换热管道浸在相变材料里面不易维护，不易更换，造成现有相变储热装置使用寿命较短，最终影响了用户的选择，现在的相变储热设备都是非常大而笨重，在偏远地区，无法搬运或搬运费用较高等缺陷。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单、安装方便、易于维护、使用寿命长的复合型相变储热设备。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种复合型相变储热设备，包括外壳、内胆、外壳与内胆之间的保温层，所述的内胆中设有储热单元和热源，所述的外壳上设有供换热流体进出相变储热设备的循环进水管和循环出水管，其特征在于，所述的储热单元包括多个相互独立的储热元件，所述的储热元件为用于容纳相变材料的刚性密封容器，各储热元件可拆卸的安装在内胆中，各储热元件之间、储热元件与内胆之间为换热流体流动空间。
所述的储热元件通过固定支撑件固定在内胆中。
所述的固定支撑件包括多孔板，所述的多孔板的外沿与内胆内壁相接，多孔板上设有储热元件固定孔和换热流体对流孔。
作为一种优选方案，所述的循环进水管为蛇形盘管，循环进水管一端开口，开口从外壳伸出，循环进水管另一端封闭，循环进水管管体位于换热流体流动空间中，管体上开取多个孔。
作为另一种优选方案，所述的循环进水管还可为一根直管，一端与内胆内部相通，另一端伸到外壳外面。
所述的内胆中的热源带有第一温探盲管。
所述的内胆顶部设置液位检测装置和伸出外壳的补液口，所述的补液口高于液位检测装置。
所述的内胆包括内胆本体和内胆上盖，所述的内胆本体与内胆上盖之间放置密封胶条，采用螺栓进行紧固。
所述的设备还包括伸出外壳的溢流口，所述的溢流口低于内胆上盖。
所述的内胆中设有用于测量换热流体温度的第二温探盲管，所述的第二温探盲管设置在内胆中轴线处，第二温探盲管的感温元件设置在内胆高度的1/4处。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
(1)储热单元包括多个相互独立的用于容纳相变材料的储热元件，储热元件为刚性密封容器，可拆卸的安装在内胆中，各储热元件之间、储热元件与内胆之间为换热流体流动空间。储热单元优化了换热、储热的设计结构，将相变材料密封于刚性容器中，该结构避免了现有相变储热设备中换热管道浸泡在相变材料内部的缺陷，使相变储热设备后期的维护更加方便易行，延长了相变储热设备的使用寿命；将相变材料分割成多个单个封装的储热元件，优化其换热结构，提高了相变储热设备的换热效果，降低了产品的生产成本；各储热元件可单独运输、现场安装，降低了大型储热设备的安装难度，解决了相变储热设备的搬运困难、费用较高的问题。
(2)储热元件通过固定支撑件固定在内胆中，不易移位，保证换热效果。
(3)固定支撑件为多孔板，多孔板的外沿与内胆内壁相接，多孔板上设有储热元件固定孔和换热流体对流孔，既减轻固定支撑件自重，又利于换热流体流动。
(4)循环进水管为蛇形盘管，保证进水在内胆底板分布均匀，充分换热。
(5)循环进水管管体上开取多个孔，使换热流体内部形成循环搅拌，使其对流充分，将储热元件热量储满。
(6)内胆中的热源带有第一温探盲管，采用温控方式，保证设备安全。
(7)内胆顶部设置液位检测装置和伸出外壳的补液口，补液口高于液位检测装置，当液位检测装置检测到液位低于设定值时，自动补充换热介质；令液位检测装置与设备电源连接时，还可用于液位降低至另一设定液位时，自动关闭电源，对设备起保护作用。
(8)内胆包括内胆本体和内胆上盖内胆本体与内胆上盖之间放置密封胶条，此结构利于储热元件在内胆中的安装和装配完毕后内胆的密闭性和保温性。
(9)内胆上盖下方设有溢流口，当换热流体加温膨胀时，不至于漫过内胆边缘，而渗到保温材料中，对保温材料起保护作用。
(10)内胆中设有用于测量换热介质温度的第二温探盲管，设置在内胆中轴线处，第二温探盲管的感温元件设置在内胆高度的1/4处，准确获取换热流体温度，掌握设备放热程度。
(11)内胆底部设置有排污口，便于清洗内胆中的杂质等。
附图说明
图1为本实施例的整体结构示意图，该图为主视剖视图；
图2为本实施例固定支撑件结构示意图；
图3为循环进水管结构示意图；
附图标记：
1为储热元件；2为外壳；3为内胆；4为保温层；5为固定支撑件；6为电加热管；7为底座；8为排污口；9为循环进水管；10为循环出水管；11为液位检测装置；12为补液口；13为溢流口；14为密封胶条；15为内胆上盖；16为外壳上盖；17为可拆卸保温层；18为换热流体；19为第二温探盲管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
实施例
如图1所示，一种复合型相变储热设备，包括外壳2、内胆3、外壳2与内胆3之间的保温层4，内胆3中设有储热单元和热源，外壳2上设有供换热流体18进出相变储热设备的循环进水管9和循环出水管10，储热单元包括多个相互独立的储热元件1，储热元件1为用于容纳相变材料的刚性密封容器，各储热元件1可拆卸的安装在内胆3中，各储热元件1之间、储热元件1与内胆3之间为换热流体18的流动空间。
为方便制造、安装和密封，本实施例的储热元件1为圆柱环形结构，内外筒体为不锈钢材质，两端采用法兰将其焊接密封或采用垫片+螺栓密封，在环形结构筒体里面放置无机纳米复合相变材料，但储热元件1的筒体不局限于圆柱环形结构，也可以为方形环形结构或其他形状结构；换热流体18为无机相变储热材料，例如水、导热油、防冻液、熔盐等，也可以为其他换热介质。
储热元件1通过固定支撑件5固定在内胆3中，如图2所示，固定支撑件5包括平行排列的上下多块多孔板51，多孔板51的外沿与内胆3内壁相接以固定在在内胆3中，多孔板51上设有储热元件固定孔52和换热流体对流孔53，储热元件固定孔52形成阵列，用于固定储热元件1，换热流体对流孔53用于换热流体18的上下对流。为确定各多孔板51之间的相对距离，固定支撑件5还包括与各多孔板51外沿连接的支撑架54，支撑架54的形状与内胆3匹配。本实施例中，多孔板51为方形，支撑架54为四根竖直的钢条，分别与各多孔板51的顶点连接。
如图3所示，循环进水管9蛇形盘管，蛇形盘管一端开口，开口从外壳2伸出，循环进水管9另一端封闭，循环进水管9管体位于换热流体18流动空间中，管体上开取多个孔，其目的：保证进水在内胆3底板分布均匀，充分换热；在设备在储热过程中，对换热介质18进行循环搅拌，使其对流充分，将储热元件1热量储满。
内胆3中的热源为电加热管6，电加热管带有第一温探盲管，采用温控方式，保护设备安全。热源也可以来源于外部，例如空气源热泵，工业余热、太阳能集热器等。
内胆3顶部设置液位检测装置11和伸出外壳2的补液口12，补液口12高于液位检测装置11。当液位检测装置11检测到液位低于设定值时，发出信号，有控制系统给出相应的动作，可从补液口12自动补充换热介质18；令液位检测装置与设备电源连接，液位降低至另一设定液位时，发出信号，有控制系统给出相应的动作，自动关闭电源，对设备起保护作用。
内胆3包括内胆本体和内胆上盖15，内胆本体与内胆上盖15之间放置密封胶条14，采用螺栓进行紧固，防止换热流体18的散失。内胆上盖15下方还设有伸出外壳2的溢流口13，溢流口13高于补液口12，当换热流体加温膨胀时，不至于漫过内胆边缘，而渗到保温层4的保温材料中，对保温材料起保护作用。由于溢流口13与大气相通，保证整个设备在常压下工作。
内胆3中设有用于测量换热介质温度的第二温探盲管19，第二温探盲管19设置在内胆3中轴线处，第二温探盲管19的感温元件设置在内胆3高度的1/4处。
根据需要，设备还可以设置有对换热流体18进行循环混合的搅拌机构，例如电动搅拌叶片、搅拌泵等。
内胆3底部设置有排污口8，便于清洗内胆中的杂质等，外壳2下方设有底座7，将设备垫高，便于在排污口8下方放入接纳污垢杂质的容器。
外壳2包括外壳本体和外壳上盖16，外壳本体与内胆本体之间的保温层4不可拆卸，外壳上盖16和内胆上盖15之间为可拆卸保温层17，可拆卸保温层17易于拆卸，便于储热元件1的更换，其具有一定的防潮性能，保证其长期得到保温效果，保温层4和可拆卸保温层17为发泡聚氨酯层、气凝胶保温层、无机纳米保温层、VIP真空保温板、岩棉等保温材料中的一种或多种组合。
本实用新型的复合型相变式储热设备在实际应用中，能实现以下功能：
充热：利用自身电加热器系统给换热介质加热升温，通过换热介质密度差，形成自身的一个循环系统，这样就将热量储存到换热介质和储热元件1中，而本实施例复合型相变储热设备也可以利用工业余热、锅炉或空气源热泵等热原，通过水泵循环，将热量储存到复合型相变储热设备中；储热元件1中的相变材料吸收热量后温度逐渐升高至相变温度点，发生相变并继续吸热，相变完全后仍可继续升温吸热，完成储热过程。
放热：当需用热量时，通过控制水泵或阀门开关将冷的换热介质通过循环进水管9进入复合型相变储热设备内胆3里，冷的换热流体与热的换热流体混合，同时从相变元件里面吸取相变材料的热量来提升温度，通过循环出管10将热的换热流体循环到使热量的地方，供使用，实现即热功能；随着冷的换热流体不断循环混合及吸热储热元件里面的相变材料的温度，储热元件的温度会不断下降，在相变材料的在相变温度点发生相变，并释放出潜热，相变过程中和相变结束后相变材料温度继续下降释放热量，持续利用相变材料的显热，最终完成放热过程。
Claims (10)
1.一种复合型相变储热设备，包括外壳(2)、内胆(3)、外壳(2)与内胆(3)之间的保温层(4)，所述的内胆(3)中设有储热单元和热源，所述的外壳(2)上设有供换热流体进出相变储热设备的循环进水管(9)和循环出水管(10)，其特征在于，所述的储热单元包括多个相互独立的储热元件(1)，所述的储热元件(1)为用于容纳相变材料的刚性密封容器，各储热元件(1)可拆卸的安装在内胆(3)中，各储热元件(1)之间、储热元件(1)与内胆(3)之间为换热流体流动空间。
2.根据权利要求1所述的一种复合型相变储热设备，其特征在于，所述的储热元件(1)通过固定支撑件(5)固定在内胆(3)中。
3.根据权利要求2所述的一种复合型相变储热设备，其特征在于，所述的固定支撑件(5)包括多孔板，所述的多孔板的外沿与内胆(3)内壁相接，多孔板上设有储热元件固定孔和换热流体对流孔。
4.根据权利要求1所述的一种复合型相变储热设备，其特征在于，所述的循环进水管(9)为蛇形盘管。
5.根据权利要求1或4所述的一种复合型相变储热设备，其特征在于，所述的循环进水管(9)一端开口，开口从外壳(2)伸出，循环进水管(9)另一端封闭，循环进水管(9)管体位于换热流体流动空间中，管体上开取多个孔。
6.根据权利要求1所述的一种复合型相变储热设备，其特征在于，所述的内胆(3)中的热源带有第一温探盲管。
7.根据权利要求1所述的一种复合型相变储热设备，其特征在于，所述的内胆(3)顶部设置液位检测装置(11)和伸出外壳(2)的补液口(12)，所述的补液口(12)高于液位检测装置(11)。
8.根据权利要求1所述的一种复合型相变储热设备，其特征在于，所述的内胆(3)包括内胆本体和内胆上盖(15)，所述的内胆本体与内胆上盖(15)之间放置密封胶条(14)，采用螺栓进行紧固。
9.根据权利要求8所述的一种复合型相变储热设备，其特征在于，所述的设备还包括伸出外壳(2)的溢流口(13)，所述的溢流口(13)低于内胆上盖(15)。
10.根据权利要求1所述的一种复合型相变储热设备，其特征在于，所述的内胆(3)中设有用于测量换热流体温度的第二温探盲管(19)，所述的第二温探盲管(19)设置在内胆(3)中轴线处，第二温探盲管(19)的感温元件设置在内胆(3)高度的1/4处。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: Shanghai Qineng Qixin New Energy Technology Co.,Ltd. Assignor: PIONEER ENERGY (JIANGSU) Co.,Ltd. Contract record no.: X2023980039559 Denomination of utility model: A composite phase change heat storage device Granted publication date: 20161012 License type: Exclusive License Record date: 20230814 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20161012 |