專利名稱：一種太陽能熱水系統(tǒng)相變蓄熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種太陽能存儲與釋放裝置，特別是涉及一種太陽能熱水系統(tǒng)相
變蓄熱裝置。
背景技術(shù)：
太陽能作為一種十分重要的清潔可再生資源，其應(yīng)用研究，已經(jīng)成為學(xué)術(shù)界關(guān)注 的問題。目前在我國，太陽能熱水系統(tǒng)已進(jìn)入推廣應(yīng)用階段，但由于太陽輻射的不穩(wěn)定性， 以及熱輻射與熱負(fù)荷的不一致及熱量產(chǎn)生的與使用存在時間差等問題，蓄熱裝置是太陽能 供熱系統(tǒng)的必備部件。目前在太陽能熱水系統(tǒng)中普遍采用水箱作為蓄熱裝置，由于蓄熱溫 差不能太高，單位體積的蓄熱容量較低，蓄熱量小、蓄熱體積大、放熱不穩(wěn)定。因此充分利用 相變材料的潛熱蓄熱，提高蓄熱水箱的有效蓄熱量，提高整個太陽能熱水系統(tǒng)的蓄熱效率， 增加蓄熱能力，調(diào)節(jié)熱量使用時間是解決問題的關(guān)鍵。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種太陽能熱水系統(tǒng)相變蓄熱裝置，既能 蓄熱，又能換熱。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種太陽能熱水系統(tǒng)相變 蓄熱裝置，包括密閉容器、相變蓄能材料、熱流體管道和冷流體管道，所述的相變蓄能材料、 熱流體管道和冷流體管道在所述的密閉容器內(nèi)，所述的相變蓄能材料在所述的熱流體管道 和冷流體管道的周圍，所述的熱流體管道采用了多管匯集后連通的方式，所述的冷流體管 道環(huán)繞于所述的熱流體管道外；所述的密閉容器外有保溫隔熱層，所述的密閉容器頂部裝 有相變蓄能材料進(jìn)口管，側(cè)下部裝有相變蓄能材料出口管；所述的密閉容器上安裝有溫度 監(jiān)控裝置；所述的相變蓄能材料上方留有伸縮空間；所述的熱流體管道的外壁裝有肋片； 所述的熱流體管道分別與熱流體輸入端和熱流體輸出端相連；所述的冷流體管道分別與冷 流體輸入端和冷流體輸出端相連。所述的太陽能熱水系統(tǒng)相變蓄熱裝置的熱流體輸入端、熱流體輸出端、冷流體輸 入端和冷流體輸出端在同一豎直剖面；或所述的冷流體輸入端和冷流體輸出端在同一豎直 剖面，所述的熱流體輸入端和熱流體輸出端在另一豎直剖面。所述的太陽能熱水系統(tǒng)相變蓄熱裝置的密閉容器為圓筒形。所述的太陽能熱水系統(tǒng)相變蓄熱裝置的相變蓄能材料為固液相變蓄能材料。所述的太陽能熱水系統(tǒng)相變蓄熱裝置的相變蓄能材料為石蠟。所述的太陽能熱水系統(tǒng)相變蓄熱裝置的冷流體管道以螺旋線形式環(huán)繞于所述的 熱流體管道外。所述的太陽能熱水系統(tǒng)相變蓄熱裝置的熱流體管道為金屬圓管，所述的冷流體管 道為金屬圓管。所述的太陽能熱水系統(tǒng)相變蓄熱裝置的熱流體管道為紫銅管，所述的冷流體管道為紫銅管，所述的肋片為紫銅肋片。有益效果由于采用了上述的技術(shù)方案，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點和積 極效果熱流體先對相變蓄能材料加熱，冷流體吸收相變蓄能材料存儲的熱能，在這種情況 下，冷流體不依賴即時加熱，使得蓄熱放熱可隨時進(jìn)行。采用相變蓄能材料作為蓄熱裝置既 可以儲存潛熱，又可以儲存顯熱，蓄熱能力明顯高于水箱蓄熱。由于蓄熱和放熱流體都是在 密閉容器內(nèi)部進(jìn)行，可以避免密封部件損耗和相變蓄能材料流出。本實用新型還有結(jié)構(gòu)簡 單、換熱效率高、蓄熱密度高，占地面積小，節(jié)省空間等優(yōu)點。
圖1是根據(jù)本實用新型實施方式中實施例1結(jié)構(gòu)豎直剖面示意圖；圖2是根據(jù)本實用新型實施方式中實施例1結(jié)構(gòu)水平剖面示意圖；圖3是根據(jù)本實用新型實施方式中實施例2結(jié)構(gòu)豎直剖面示意圖；圖4是根據(jù)本實用新型實施方式中實施例2結(jié)構(gòu)水平剖面示意圖；圖5是根據(jù)本實用新型實施方式中實施例2組成模塊化裝置結(jié)構(gòu)水平剖面示意 圖。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例，進(jìn)一步闡述本實用新型。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本 實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實用新型講授的內(nèi)容 之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申 請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。本實用新型的實施方式涉及一種太陽能熱水系統(tǒng)相變蓄熱裝置，包括密閉容器1、 相變蓄能材料2、熱流體管道4和冷流體管道5，所述的相變蓄能材料2、熱流體管道4和冷 流體管道5在所述的密閉容器1內(nèi)，所述的相變蓄能材料2在所述的熱流體管道4和冷流 體管道5的周圍，所述的熱流體管道4采用了多管匯集后連通的方式，所述的冷流體管道5 環(huán)繞于所述的熱流體管道4外；所述的密閉容器1外有保溫隔熱層3，所述的密閉容器1頂 部裝有相變蓄能材料進(jìn)口管9，側(cè)下部裝有相變蓄能材料出口管10 ；所述的密閉容器1上安 裝有溫度監(jiān)控裝置6 ；所述的相變蓄能材料2上方留有伸縮空間8 ；所述的熱流體管道4的 外壁裝有肋片7 ；所述的熱流體管道4分別與熱流體輸入端41和熱流體輸出端42相連；所 述的冷流體管道5分別與冷流體輸入端51和冷流體輸出端52相連。所述的太陽能熱水系 統(tǒng)相變蓄熱裝置的熱流體輸入端41、熱流體輸出端42、冷流體輸入端51和冷流體輸出端52 在同一豎直剖面；或所述的冷流體輸入端51和冷流體輸出端52在同一豎直剖面，所述的熱 流體輸入端41和熱流體輸出端42在另一豎直剖面面。所述的太陽能熱水系統(tǒng)相變蓄熱裝 置的密閉容器1為圓筒形。所述的太陽能熱水系統(tǒng)相變蓄熱裝置的相變蓄能材料2為固液 相變蓄能材料，如石蠟。所述的太陽能熱水系統(tǒng)相變蓄熱裝置的熱流體管道4為金屬圓管， 如金屬紫銅圓管，所述的冷流體管道5為金屬圓管，如金屬紫銅管，所述的肋片7為紫銅肋 片。下面以兩個具體的實施例來說明本實用新型。實施例1 本實用新型工作原理如圖1和圖2所示，密閉容器1為圓筒型，熱流體 管道4采用了多管匯集后連通的方式，熱流體管道上裝有肋片7，冷流體管道5采用圓形螺
4旋管，熱流體輸入端41和熱流體輸出端42上下設(shè)置，冷流體輸入端51和冷流體輸出端52 采用下上設(shè)置。密閉容器1內(nèi)填充相變蓄能材料2 ；相變蓄能材料2頂部有伸縮空間8，密 閉容器1頂部設(shè)有相變蓄能材料進(jìn)口 9，側(cè)下部設(shè)有相變蓄能材料出口 10 ；密閉容器1外部 有保溫隔熱層3。當(dāng)熱流體通過熱流體管道4時，高溫流體與管壁和相變蓄能材料2發(fā)生熱交換，相 變蓄能材料2吸收熱量后達(dá)到一定溫度發(fā)生相變，不斷將能量儲存起來，實現(xiàn)能量的儲存。 當(dāng)需要取熱時，冷流體通過冷流體通道5，相變蓄能材料2將存儲的熱量傳給冷流體，對其 加熱，獲得熱水供應(yīng)。本實用新型可在白天熱水供應(yīng)需求小的時候儲存熱能，在晚上需求高峰時放熱， 制取熱水。由于熱流體先對相變蓄能材料加熱，冷流體吸收相變蓄能材料存儲的熱能，在這 種情況下，冷流體不依賴即時加熱，使得蓄熱放熱可隨時進(jìn)行。采用相變蓄能材料作為蓄熱 裝置既可以儲存潛熱，又可以儲存顯熱，蓄熱能力明顯高于水箱蓄熱。由于蓄熱和放熱流體 都是在密閉容器內(nèi)部進(jìn)行，可以避免密封部件損耗和相變蓄能材料流出。本實用新型使用 的材料安全、結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，是一種性能優(yōu)良，造價適中的節(jié)能產(chǎn)品。實施例2 如圖3和圖4所示，本實施例與實施例1的結(jié)構(gòu)基本相同，其不同之處 在于冷熱流體輸入端和輸出端接管方式不同。熱流體輸入端41、熱流體輸出端42、冷流體 輸入端51和冷流體輸出端52分別在裝置的不同側(cè)面，因此可根據(jù)系統(tǒng)的用熱設(shè)備的具體 位置，選擇不同的接管方式。實施例2的冷熱流體的接管方式便于若干個相同的相變蓄熱 裝置進(jìn)出口首尾相接，組成模塊化裝置，如圖5所示，形成具有較大蓄熱能力的太陽能熱水 系統(tǒng)的相變蓄熱裝置，使其可以用于需要較大熱能及流量的熱水場合。需要說明的是，本實 用新型不僅適用于太陽能熱水系統(tǒng)的蓄熱，還可用于其它系統(tǒng)的熱量蓄存。
權(quán)利要求一種太陽能熱水系統(tǒng)相變蓄熱裝置，包括密閉容器(1)、相變蓄能材料(2)、熱流體管道(4)和冷流體管道(5)，其特征在于，所述的相變蓄能材料(2)、熱流體管道(4)和冷流體管道(5)在所述的密閉容器(1)內(nèi)，所述的相變蓄能材料(2)在所述的熱流體管道(4)和冷流體管道(5)的周圍，所述的熱流體管道(4)采用了多管匯集后連通的方式，所述的冷流體管道(5)環(huán)繞于所述的熱流體管道(4)外；所述的密閉容器(1)外有保溫隔熱層(3)，所述的密閉容器(1)頂部裝有相變蓄能材料進(jìn)口管(9)，側(cè)下部裝有相變蓄能材料出口管(10)；所述的密閉容器(1)上安裝有溫度監(jiān)控裝置(6)；所述的相變蓄能材料(2)上方留有伸縮空間(8)；所述的熱流體管道(4)的外壁裝有肋片(7)；所述的熱流體管道(4)分別與熱流體輸入端(41)和熱流體輸出端(42)相連；所述的冷流體管道(5)分別與冷流體輸入端(51)和冷流體輸出端(52)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能熱水系統(tǒng)相變蓄熱裝置，其特征在于，所述的熱流體 輸入端(41)、熱流體輸出端(42)、冷流體輸入端(51)和冷流體輸出端(52)在同一豎直剖 面；或所述的冷流體輸入端(51)和冷流體輸出端(52)在同一豎直剖面，所述的熱流體輸入 端(41)和熱流體輸出端(42)在另一豎直剖面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能熱水系統(tǒng)相變蓄熱裝置，其特征在于，所述的密閉容 器(1)為圓筒形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能熱水系統(tǒng)相變蓄熱裝置，其特征在于，所述的相變蓄 能材料(2)為固液相變蓄能材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能熱水系統(tǒng)相變蓄熱裝置，其特征在于，所述的相變蓄 能材料(2)為石蠟。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能熱水系統(tǒng)相變蓄熱裝置，其特征在于，所述的冷流體 管道(5)以螺旋線形式環(huán)繞于所述的熱流體管道(4)夕卜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能熱水系統(tǒng)相變蓄熱裝置，其特征在于，所述的熱流體 管道(4)為金屬圓管，所述的冷流體管道(5)為金屬圓管。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能熱水系統(tǒng)相變蓄熱裝置，其特征在于，所述的熱流體 管道(4)為紫銅管，所述的冷流體管道(5)為紫銅管，所述的肋片(7)為紫銅肋片。
專利摘要本實用新型涉及一種太陽能熱水系統(tǒng)相變蓄熱裝置，包括密閉容器、相變蓄能材料、熱流體管道和冷流體管道，相變蓄能材料、熱流體管道和冷流體管道在密閉容器內(nèi)，其中相變蓄能材料在熱流體管道和冷流體管道的周圍，熱流體管道采用了多管匯集后連通的方式，冷流體管道環(huán)繞于熱流體管道外；密閉容器外有保溫隔熱層，頂部裝有相變蓄能材料進(jìn)口管，側(cè)下部裝有相變蓄能材料出口管；相變蓄能材料上方留有伸縮空間；熱流體管道分別與熱流體輸入端和熱流體輸出端相連；冷流體管道分別與冷流體輸入端和冷流體輸出端相連。本實用新型的蓄熱和換熱不僅可以交替進(jìn)行，還可以同時進(jìn)行，使得換熱效率高、放熱穩(wěn)定，有利于熱源效率的提高。
文檔編號F28D20/02GK201653219SQ20092021479
公開日2010年11月24日 申請日期2009年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月3日
發(fā)明者付海明, 劉棟棟, 胡凌霄 申請人:東華大學(xué)