[发明专利]一种相变蓄热元件及采用该元件的蓄热供热装置

说明书

技术领域

本发明属于能源存储与释放技术，特别涉及一种相变蓄热元件及采用该元件的蓄热供热装置。

背景技术

目前，相变蓄热技术应用较广，特别是作为热网供热和自备锅炉供热补充设施的移动蓄热供热装置发展迅速，现行的相变蓄热供热装置主要有蓄热体整体蓄热、管状蓄热元件单元蓄热、蓄热球单元蓄热等几种形式，但普遍存在以下问题：1）对热源的适应性差，在利用工业烟气的余热时，一般需要在热源地设计余热锅炉，再将蒸汽或热水提供给移动蓄热供热装置，增加了设备的投入；2）蓄热和供热时需要通过导热介质来传递热量，换热环节较多，热量的衰减大，充热、放热时间长；3）部分蓄热体整体蓄热供热装置，蒸汽或水通过埋在蓄热体中的盘管来完成蓄热和取热，蒸汽通过埋在蓄热体的盘管蓄热时排出的凝结水温度高达80℃，造成热资源利用率不高；冷水通过埋在蓄热体中的盘管取热时，则气堵现象严重，不能顺利地进行取热。

发明内容

本发明的其中一个目的是提供一种蓄热时间短的相变蓄热元件。

为了达到上述目的，本发明的技术方案：一种相变蓄热元件，包括壳体，壳体内设有中空腔体，所述中空腔体内填充有相变蓄热材料，中空腔体还设有热管，热管的部分裸露在壳体之外。

为了增加传热效果，上述热管的表面设有肋片。

上述热管的其中一端置于中空腔体内，另一端裸露在壳体的外侧，或热管的两端裸露在壳体的外侧，热管的中部置于中空腔体内。

本发明中，外界热源的热量通过导热性能优越的热管直接与壳体内的相变蓄热材料进行换热，即是热管既可以给相变蓄热材料充热，也可以从相变蓄热材料中取热。

蓄热时，本发明的相变蓄热元件通过导热性能优越的热管直接将热量传递到相变蓄热材料内部，当相变蓄热材料的温度达到一定温度值时，热能以显热和潜热两种形式储存。放热时，让低温液体与壳体接触，相变蓄热材料所储存的热能通过壳体传递给周围的低温液体，从而取走热量。

本发明的另一个目的是提供一种蓄热时间短，供热快，对外界热源的适应性强的采用上述相变蓄热元件的蓄热供热装置。

为了达到上述目的，本发明的技术方案：一种采用相变蓄热元件的蓄热供热装置，包括箱体，箱体内设有相变蓄热室和供热加热室，相变蓄热室设有冷水进口和热水出口，供热加热室设有热源入口，所述相变蓄热室内设有至少一个相变蓄热元件，相变蓄热元件所设的热管裸露在壳体外的那部分置于供热加热室内。

进一步地，上述相变蓄热元件均匀分布固定在相变蓄热室内，为了防止热量外逸，箱体的表面设有保温层。

为了强化冷水流体与相变蓄热元件之间的换热效果，上述相变蓄热室内自冷水进口至热水出口之间设有若干相互交错的导流隔板。

另一方案中，上述供热加热室内布设有至少一根蛇形管，供热加热室的内壁与蛇形管之间填充有导热介质，蛇形管设有入口和出口，蛇形管的入口与热源入口连接。

上述蛇形管的出口与相变蓄热室连通。本方案，热源工质（如蒸汽）在蛇形管内放热后变成凝结水，从蛇形管的出口进入到相变蓄热室储存，使蒸汽得到充分利用。

上述蛇形管层状布设在供热加热室内，因此热源工质可以均匀对导热介质传热。

为了防止相变蓄热室内压力过高而引发不安全事故，上述相变蓄热室的顶部还设有安全阀。

本发明的蓄热供热装置，由于相变蓄热室和供热加热室彼此分开，因此，不仅可以利用工业烟气来加热热管，也可以用蒸汽或热水，还可以用其他介质来加热热管，对外界热源的适应性强，一般不需要增设其他装置（如余热锅炉）来进行能量转换。蓄热时，供热加热室的热量通过热管传递到相变蓄热元件内的相变蓄热材料中部，蓄热的时间短；放热时，相变蓄热元件的壳体直接与水接触，放热时间也短。如果将此本发明的蓄热供热装置安装在移动车上，可实现移动蓄热供热。

附图说明

图1为本发明的相变蓄热元件结构示意图。

图2为本发明实施例1的蓄热供热装置结构示意图。

图3为图2中A-A剖面的剖视图。

图4为本发明实施例2的蓄热供热装置结构示意图。

图5为图4中B-B剖面的局部剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的相变蓄热元件及采用该元件的蓄热供热装置做详细的描述。

实施例1：