本發(fā)明專利屬于換熱器領(lǐng)域，涉及相變換熱裝置，尤其是一種多介質(zhì)相變儲能換熱器，可廣泛應(yīng)用于多介質(zhì)換熱領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

中國地域遼闊，采暖供熱地區(qū)占全國上地面積的三分之二，其中建筑供暖是耗能大戶，占我國能源消耗30％的分額。目前，在北方大部分地區(qū)冬天，城鎮(zhèn)居民多采用集中供暖，由于燃煤燃燒產(chǎn)生硫、氮、碳氧化物以及砷、汞等物質(zhì)污染環(huán)境，大城市集中供暖將逐步取消燃煤供熱，取而代之的將主要為天然氣供熱，但供熱成本和二氧化碳問題仍十分嚴(yán)??；對于廣大分散式農(nóng)村住宅，采暖多采用燃燒薪柴、焦煤等，不僅污染環(huán)境，而且嚴(yán)重有損健康。在礦石能源已日益枯竭的今天，礦物質(zhì)和生物能源如此消耗將是地球難以承受之重，因此，太陽能采暖技術(shù)逐漸受到各國政府大力推廣的優(yōu)先推廣的綠色能源技術(shù)。對于中國而言，特別是我國北方農(nóng)村可利用現(xiàn)有成熟的太陽能光熱轉(zhuǎn)換技術(shù)，充分利用清潔、可再生的太陽能采暖是較好的解決途徑。

然而，國內(nèi)外市場上普通的太陽能換熱技術(shù)，主要是針對洗浴用熱水，而不能滿足住護(hù)采暖供熱要求等突出問題。究其原因，主要是由于：一是夜間或陰雨天太陽光不先足時，換熱器便無法提供足夠的熱能；二是太陽能換熱器效率低，熱能利用率低；三是儲能采用水箱儲熱，由于水儲能性能限制致使水箱占用空間大、驅(qū)動水泵能耗高等。

因此，本發(fā)發(fā)明專利設(shè)計多介質(zhì)相變儲能換熱器，可實現(xiàn)高儲能性能相變材料代替水儲能，同時相當(dāng)于通過兩套不同介質(zhì)的管路系統(tǒng)，實現(xiàn)太陽能的高效轉(zhuǎn)化和儲存，可將間歇性的太陽能充分合理的轉(zhuǎn)化利用，可應(yīng)用于家用采暖供熱，尤其是分散式住宅、別墅、農(nóng)家小院、學(xué)校、幼兒園、流動哨所等采暖供熱和生活洗浴用水，具有廣泛的應(yīng)用前景。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本專利的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種多介質(zhì)相變儲能換熱器，該換熱器能夠在白天陽光充足的時候儲存太陽能，在夜晚或陰天的時候釋放熱量并提供持續(xù)供暖。

本專利解決其技術(shù)問題所采用的方案是：

一種多介質(zhì)相變儲能換熱器，在密閉容器內(nèi)安裝有防凍液介質(zhì)管路及循環(huán)水管路，防凍液介質(zhì)管路和循環(huán)水管路按層狀交錯分布，通過銅管連接箱體內(nèi)部兩側(cè)腔體進(jìn)行熱量的循環(huán)和交換，防凍液介質(zhì)管路連接的防凍液箱位于箱子的兩側(cè)，循環(huán)水管路連接的水箱位于相變材料箱和防凍液箱之間。且防凍液箱和水箱之中均有擋板將其完全隔斷，進(jìn)而使防凍液介質(zhì)管路和循環(huán)水管路在相變材料箱中停留更長的時間，從而是熱交換率大大提高。

而且，所述密閉容器為長方形殼體，在殼體內(nèi)從左至右依次固裝四個豎隔板，分別為第一豎隔板、第二豎隔板、第三豎隔板及第四豎隔板，第一豎隔板及第二豎隔板間隔安裝在殼體的左側(cè)，第三豎隔板及第四豎隔板間隔安裝在殼體的右側(cè)，左右兩側(cè)豎隔板鏡像對稱，該四個豎隔板將殼體分成五個腔體，分別為左側(cè)防凍液腔體、左側(cè)水腔體，中部相變儲能材料腔體、右側(cè)水腔體及右側(cè)防凍液腔體，在左側(cè)防凍液腔體的上部連通連接防凍液出液管，下部連通連接防凍液進(jìn)液管，在左側(cè)水腔體的上部連通連接進(jìn)水管，下部連通連接出水管，在中部相變儲能材料腔體的上部連通連接相變材料輸入管，下部連通連接相變材料輸出管，在第二豎隔板與第三豎隔板間均勻間隔固裝多個水管，每一水管的兩端均與左右兩側(cè)的水腔體連通，在第一豎隔板與第四豎隔板間均勻間隔固裝多個防凍液管，每一防凍液管的兩端均與左右兩側(cè)的防凍液腔體連通，所述防凍液管與水管一一對應(yīng)且安裝在水管的下方，在防凍液管與水管間填充相變儲能材料，在兩防凍液腔體內(nèi)交錯固裝有多個使防凍液呈蛇形流動的橫隔板，在水腔體內(nèi)固裝有水路橫隔板。

而且，在殼體的外側(cè)包覆保溫材料層。

而且，所述的防凍液管及水管均采用多層，每層多個式布置。

而且，所述的防凍液管及水管材料相同或不同，其材質(zhì)為波紋管、翅片管、螺旋翅片管、鋁管、銅管、不銹鋼管、鍍鋅或鉻管。

而且，所述的銅管通過焊接(粘接)與箱體中的隔板連接固定。

而且，所述該相變儲能材料也可以從密閉容器上板所密封安裝的進(jìn)料蓋向密閉容器中填裝。

本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是：

1、本換熱器的導(dǎo)熱管采用多層，每層多排式布置。將熱交換的路線長度最大化提高，提高熱交換的效率。

2、本換熱器的排布使防凍液流程長、水路流程短，相變材料儲量多，一是提高了總儲熱能力和熱交換特性，二是易于加工。

3、本換熱器的水管路設(shè)置在防凍液管路的上方，有效保證了相變材料固液轉(zhuǎn)化時一定體積變化系數(shù)，可提高熱利用率20％。

4、本換熱器是在一個密閉容器中裝有相變儲能材料和貫穿其中的兩套不同介質(zhì)的管路，其中防凍液介質(zhì)管路的兩端分別從該容器的兩側(cè)伸出并且外接于太陽能集熱器的進(jìn)出水管，循環(huán)水管路在的兩端也從容器的兩側(cè)伸出且和散熱裝置相連。在白天利用太陽能集熱板收集熱量，并傳遞給容器中的相變儲能材料，進(jìn)而使散熱裝置里的水升溫供人們在白天取暖，且相變儲能材料有保持室內(nèi)溫度恒定的作用。而在夜晚或者陰天的時候，關(guān)閉防凍液介質(zhì)管路的循環(huán)，使得容器內(nèi)相變儲能材料將白天儲存的過剩的太陽能釋放出來并將熱量傳遞給散熱器供人們?nèi)∨?，此換熱器與其他太陽能供暖系統(tǒng)的最大差別則是因為用相變儲能材料代替了水來儲存熱量，可取代了20-50m³的儲熱水箱，節(jié)約空間和成本，提高了實用度，高效節(jié)能，安全可靠，綠色環(huán)保。

5、本換熱器最大的特點是無需進(jìn)行外接水箱儲水，且同時進(jìn)行三種介質(zhì)熱循環(huán)交換利用。

6、本換熱器與其他太陽能供暖系統(tǒng)最大的優(yōu)勢就在于所需空間較小，美觀，可以在屋中作為一個平臺，大大增加了應(yīng)用范圍，不僅適合南北方的農(nóng)村和別墅，還可以應(yīng)用于城市的大部分建筑中。

7、本換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計科學(xué)合理，安全節(jié)能，方便且人性化，將間歇性的太陽能充分合理的轉(zhuǎn)化利用，可應(yīng)用于家用采暖供熱，尤其是分散式住宅、別墅、農(nóng)家小院、學(xué)校、幼兒園、流動哨所等采暖供熱和生活洗浴用水。

附圖說明

圖1為本換熱器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)豎向剖面示意圖；

圖2為本換熱器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)橫向剖面示意圖；

圖3為本換熱器三種介質(zhì)填充及走向示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖具體陳述本專利的具體實施例。

一種多介質(zhì)相變儲能換熱器,包括殼體7、防凍液管9、水管8、橫隔板及豎隔板，所述殼體為長方體，在殼體內(nèi)從左至右依次固裝四個豎隔板，分別為第一豎隔板2、第二豎隔板5、第三豎隔板12及第四豎隔板14，第一豎隔板及第二豎隔板間隔安裝在殼體的左側(cè)，第三豎隔板及第四豎隔板間隔安裝在殼體的右側(cè)，左右兩側(cè)豎隔板鏡像對稱。該四個豎隔板將殼體分成五個腔體，分別為左側(cè)防凍液腔體1、左側(cè)水腔體4，中部相變儲能材料腔體10、右側(cè)水腔體13及右側(cè)防凍液腔體15。在左側(cè)防凍液腔體的上部連通連接防凍液出液管21，下部連通連接防凍液進(jìn)液管18。在左側(cè)水腔體的上部連通連接進(jìn)水管3、下部連通連接出水管17。在中部相變儲能材料腔體的上部連通連接相變材料輸入管6，下部連通連接相變材料輸出管16。

在第二豎隔板與第三豎隔板間均勻間隔固裝多個水管，每一水管的兩端均與左右兩側(cè)的水腔體連通，在第一豎隔板與第四豎隔板間均勻間隔固裝多個防凍液管，每一防凍液管的兩端均與左右兩側(cè)的防凍液腔體連通。所述防凍液管與水管一一對應(yīng)且安裝在水管的下方。在防凍液管與水管間填充相變儲能材料，形成相變材料、水管、防凍液管、相變材料、水管、防凍液管依次交替排列的結(jié)構(gòu)。

在左側(cè)防凍液腔體內(nèi)豎向間隔固裝三個防凍液橫隔板20，在右側(cè)防凍液腔體內(nèi)豎向間隔固裝兩個防凍液橫隔板，該五個防凍液橫隔板使防凍液呈蛇形流動，延長防凍液的行程，在左側(cè)水腔體內(nèi)中部固裝一水路橫隔板19，使水從左側(cè)進(jìn)口進(jìn)入后流到右側(cè)，再從右側(cè)流回左側(cè)，從左側(cè)出口排出。

為了防止熱量流失，在殼體的外側(cè)包覆保溫材料層11。

為了防止漏液，防凍液管與隔板的連接處、水管與隔板的連接處均作密封處理，可以焊接或粘接或通過密封墊密封。

本實施例中可以選擇相變溫度為30～100℃的相變儲能材料封裝于換熱器內(nèi)，來保證日常居民的取暖，也可以通過改變不同相變溫度的相變儲能材料來使其應(yīng)用在更廣的領(lǐng)域中，如選擇相不同變溫度的相變儲能材料，將換熱器應(yīng)用在太陽能熱水器系統(tǒng)中，提供洗澡用水。

本換熱器的工作原理是：在密閉容器內(nèi)安裝有兩套不同介質(zhì)的管路，管路一為防凍液介質(zhì)管路，其兩端分別從該容器的兩側(cè)伸出并且外接于太陽能集熱器，管路二為循環(huán)水管路，其兩端從容器的兩側(cè)伸出與供熱用戶相連，密閉容器內(nèi)填充相變材料；管路一和管路二按層狀交錯分布，且兩套管路完全隔斷，互不相通。

以上顯示和描述了本發(fā)明的實施例，或者附圖的技術(shù)方案，均體現(xiàn)了本發(fā)明的優(yōu)點和高效。應(yīng)當(dāng)理解的是，具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行的詳細(xì)說明是示意性而非限制性的，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀本發(fā)明說明書的基礎(chǔ)上，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。