一種適用于日光溫室的潛熱蓄熱式螺旋管熱交換器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于設(shè)施農(nóng)業(yè)工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種適用于日光溫室的潛熱蓄熱式螺旋管熱交換器。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有常用的適用于日光溫室的熱交換器幾乎均以液態(tài)水、水溶液或空氣作為單相載熱(冷)工質(zhì)實(shí)現(xiàn)熱量的儲存或輸送。其中以水或水溶液作為液態(tài)換熱介質(zhì)進(jìn)行熱能的單相液體輸送，熱傳遞效率相對較低且提升潛力有限。故日光溫室的采暖負(fù)荷越高，系統(tǒng)所需液體的流量越大，相應(yīng)系統(tǒng)的換熱器及熱量輸送管道尺寸越大，且熱量輸送的泵消耗也越大。同時，單相液體的熱量輸送及熱交換效率受溫差的影響較大，溫差不大時會嚴(yán)重限制熱交換過程的系統(tǒng)能效。因此，急需開發(fā)新的熱交換系統(tǒng)，有效提高日光溫室熱環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)中的熱交換效率及熱量傳輸密度。
[0003]潛熱型功能熱流體是由相變材料微粒(一般為4!11或111]1量級)混入單相傳熱流體形成固液兩相功能流體以達(dá)到強(qiáng)化對流換熱和儲能的目的。這類多相混合流體有較大的表觀比熱，具有儲熱密度高、熱傳遞效率大等特點(diǎn)，是一種集蓄熱與強(qiáng)化傳熱功能于一體的新型材料，在民用建筑采暖、空調(diào)系統(tǒng)及換熱器等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。將潛熱型功能熱流體應(yīng)用于日光溫室這一農(nóng)業(yè)建筑的熱環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)熱交換單元，日光溫室室內(nèi)溫度過高時，通過潛熱型功能熱流體的相變潛熱蓄放熱，高密度儲存太陽能或高效釋放冷量以防止溫室內(nèi)溫度過高，溫度過低時則將蓄積的熱量高效釋放用于溫室升溫，可減小溫室內(nèi)的溫度波動，使室內(nèi)溫度保持相對恒定，從而滿足作物生長的溫度需求，有效改善溫室熱環(huán)境。
[0004]目前，潛熱型功能熱流體作為載熱(冷)工質(zhì)在采暖或制冷系統(tǒng)中的應(yīng)用較少，至今尚未見到日光溫室熱環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)中以潛熱型功能熱流體作為螺旋管式熱交換器蓄放熱介質(zhì)實(shí)現(xiàn)換熱器內(nèi)冷熱交換的相關(guān)申請件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的是提出一種以潛熱型功能熱流體為蓄放熱介質(zhì)的適用于日光溫室的潛熱蓄熱式螺旋管熱交換器，用于以太陽能集熱為基礎(chǔ)的日光溫室熱環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)中，以盡可能高效地將系統(tǒng)太陽能集熱單元吸收的熱能通過相變材料的潛熱輸送與交換儲存在熱交換器的儲液箱中，配合系統(tǒng)集熱單元與調(diào)控單元實(shí)現(xiàn)太陽輻射熱的高效收集與可控釋放。
[0006]本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0007]一種適用于日光溫室的潛熱蓄熱式螺旋管熱交換器，其包括殼體外壁1、殼體內(nèi)膽5、S12氣凝膠隔熱保溫層7、內(nèi)外嵌套的螺旋換熱盤管6及潛熱型液態(tài)換熱介質(zhì)8 ;其中，
[0008]殼體內(nèi)膽5放置于殼體外壁I中，且其縱向中心軸與殼體外壁I的縱向中心軸重合，殼體內(nèi)膽5上表面設(shè)置有兩個內(nèi)膽進(jìn)出水口 2，所述兩個內(nèi)膽進(jìn)出水口 2向上延伸至殼體外壁I上表面以外，并與殼體外壁I固定連接，殼體內(nèi)膽5底板外表面設(shè)置有內(nèi)膽支撐9，內(nèi)膽支撐9為具有兩個支撐腳的“幾”字形，所述內(nèi)膽支撐9的兩個支撐腳固定在殼體外壁I的底板內(nèi)表面上；
[0009]殼體外壁I與殼體內(nèi)膽5之間的空隙填滿3102氣凝膠，形成S1 2氣凝膠隔熱保溫層7 ；
[0010]所述熱交換螺旋盤管6置于殼體內(nèi)膽5的內(nèi)腔中，包括內(nèi)圈螺旋換熱銅管10和外圈螺旋換熱銅管11，其中，內(nèi)圈螺旋換熱銅管10和外圈螺旋換熱銅管11交叉盤旋，內(nèi)圈螺旋換熱銅管10螺旋中心線直徑小于外圈螺旋換熱銅管11的螺旋中心線直徑，內(nèi)圈螺旋換熱銅管10兩端各連接一內(nèi)圈銅管進(jìn)出水口 3，并延伸至殼體外壁I外，外圈螺旋換熱銅管11兩端各連接一外圈銅管進(jìn)出水口 4，并延伸至殼體外壁I外，且內(nèi)圈銅管進(jìn)出水口 3與外圈銅管進(jìn)出水口 4的延伸方向相反；
[0011]殼體內(nèi)膽5和熱交換螺旋盤管6內(nèi)注入潛熱型液態(tài)換熱介質(zhì)8。
[0012]內(nèi)圈螺旋換熱銅管10的螺旋數(shù)為外圈螺旋換熱銅管11的1.2?2倍。
[0013]殼體內(nèi)膽5不銹鋼板的厚度大于殼體外壁I。
[0014]熱交換螺旋盤管6由外徑16mm的無縫紫銅管彎制而成。
[0015]潛熱型液態(tài)換熱介質(zhì)8為相變材料乳狀液或相變材料微納膠囊懸浮液。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0017]適用于日光溫室的潛熱蓄熱式螺旋管熱交換器，是一種適用于中國北方地區(qū)日光溫室熱環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)的高效冷熱交換裝置，可通過潛熱蓄放熱及強(qiáng)化對流傳熱實(shí)現(xiàn)熱交換器的高效熱傳遞和高密度潛熱輸送，進(jìn)而有效提高熱交換器所在系統(tǒng)的熱量傳遞、儲存及利用效率，實(shí)現(xiàn)日光溫室中熱量在時間跨度上的均衡分配；可有效降低熱交換器的設(shè)計尺寸，減小熱交換器的外觀體積，提高熱交換器內(nèi)流體流動空間的熱流密度。
[0018]采用本實(shí)用新型的適用于日光溫室的潛熱蓄熱式螺旋管熱交換器，冬季可高效儲存管道中液體經(jīng)過所在系統(tǒng)集熱單元時蓄積的太陽輻射熱，并通過主動調(diào)控控制其在夜間或陰雨天輸出所儲存的熱量至溫度調(diào)控單元用于日光溫室空氣和土壤加溫；夏季亦可通過管道內(nèi)液體與熱交換器內(nèi)膽腔內(nèi)液態(tài)換熱介質(zhì)的高效冷熱交換，不斷吸收管道液體經(jīng)過系統(tǒng)集熱單元時收集的多余太陽輻射熱，并將液態(tài)換熱介質(zhì)自身所蓄積的冷量通過管道內(nèi)液體經(jīng)溫度調(diào)控單元釋放至日光溫室熱環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)日光溫室空氣和土壤的持續(xù)降溫。
[0019]1.應(yīng)用本實(shí)用新型的適用于日光溫室的潛熱蓄熱式螺旋管熱交換器，可有效縮小熱交換器的設(shè)計尺寸，通過潛熱型功能熱流體的強(qiáng)化傳熱提高冷熱交換效率，提高熱交換器能效。
[0020]2.應(yīng)用本實(shí)用新型的適用于日光溫室的潛熱蓄熱式螺旋管熱交換器，冬季可高效蓄積白天多余太陽輻射熱用于夜間及陰雨天增溫，夏季可同時實(shí)現(xiàn)日光溫室內(nèi)空氣和土壤的尚效降溫。
[0021]3.適用于日光溫室的潛熱蓄熱式螺旋管熱交換器放置在溫室后墻北側(cè)，不占用日光溫室內(nèi)操作空間或地表栽培面積，且放置位置不會對北側(cè)相鄰后棟溫室造成遮擋，充分利用了相鄰日光溫室間的間隔空間。
[0022]4.適用于日光溫室的潛熱蓄熱式螺旋管熱交換器的實(shí)際尺寸可根據(jù)不同日光溫室的冷熱負(fù)荷計算及出水溫度需求進(jìn)行相應(yīng)不同尺寸的靈活設(shè)計，從而實(shí)現(xiàn)不同規(guī)格的批量化工業(yè)生產(chǎn)。通過多個熱交換器的多級串并聯(lián)，可實(shí)現(xiàn)日光溫室的分階段高效蓄熱、不同工質(zhì)流量下高效冷熱交換及熱環(huán)境分區(qū)調(diào)控。
【附圖說明】
[0023]圖1是本實(shí)用新型的適用于日光溫室的潛熱蓄熱式螺旋管熱交換器的外部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2是本實(shí)用新型的適用于日光溫室的潛熱蓄熱式螺旋管熱交換器的俯視圖；
[0025]圖3是本實(shí)用新型的適用于日光溫室的潛熱蓄熱式螺旋管熱交換器的縱剖圖；
[0026]圖4是本實(shí)用新型的適用于日光溫室的潛熱蓄熱式螺旋管熱交換器的橫剖圖；
[0027]圖5是本實(shí)用新型的適用于日光溫室的潛熱蓄熱式螺旋管熱交換器的外圈螺旋換熱盤管不意圖；
[0028]圖6是本實(shí)用新型的適用于日光溫室的潛熱蓄熱式螺旋管熱交換器的內(nèi)圈螺旋換熱盤管不意圖。
[0029]附圖標(biāo)記:
[0030]I殼體外壁2內(nèi)膽進(jìn)出水口3內(nèi)圈銅管進(jìn)出水口
[0031]4外圈銅管進(jìn)出水口5殼體內(nèi)膽6螺旋換熱銅管
[0032]7Si02氣凝膠隔熱保溫層