[实用新型]一种相变储热式装置

说明书

技术领域

本实用新型属于相变材料储能技术领域，涉及一种相变储热式装置。

背景技术

现有常用的储热方式有两大类，即显热式储热和潜热式储热。显热蓄热主要是通过某种材料温度的上升或下降而存储热能，显热蓄热是各种蓄热方式中原理最简单、技术最成熟、材料来源最丰富，成本最低廉的一种，因而也是实际应用和推广得最普遍的一种。潜热式储热所依据的基本原理是，物质由固态转变为液态(熔解)，由液态转变为气态(气化)，或由固态直接转变为气态(升华)，都会吸收相变热；而进行逆过程时则释放相变热。与显热式储热相比，潜热式储热有两大明显优点：储热密度大，即可以用很小的体积储存很多的热能；吸热过程和放热过程几乎是在恒温条件下进行，有利于与热源和负载相配合。

目前，普通储热式装置主要为保温水箱，仅利用水的显热储存热量，尺寸庞大，而且安装困难。

针对上述问题，申请号为201310524414.X的中国实用新型专利公布了一种插装式相变储热水箱，该水箱包括下部具有进水口、上部具有出水口的筒状储水箱体(俗称内胆)，所述储水箱体长度方向的上端延伸出中部留有通孔的半封闭端盖，所述通孔中插装储热装置，所述储热装置具有担在通孔周围的密封翻盖，所述翻盖的中部延伸出插入储水箱体内填充相变材料的储热管，所述翻盖外侧固定密封的法兰压盖。该专利公布的技术方案使得储热装置的清理维护以及相变材料的更换较为容易，但其在换热效率、单位体积储热量等方面的指标却有待进一步改进。

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可靠、热量输出平稳、热效率高、安装简单，并能有效解决换热效率低、单位体积储热量小等根本问题的相变储热式装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种相变储热式装置，该装置包括外壳、设置在外壳中的内胆以及设置在外壳与内胆之间的保温层，还包括等间距设置在内胆中的多层换热元件、填充在换热元件与内胆之间的相变材料以及贯穿设置在相变材料中的气动搅拌管，该气动搅拌管将外部高压气体引入相变材料中，使相变材料得到搅拌而均匀分布，所述的内胆顶部还设有进口主管道及出口主管道，所述的换热元件通过进口主管道、出口主管道与外部末端散热设备连接，持续稳定地供热供暖。在储热装置顶部设置有冷凝管，冷凝管使得储热装置一点通大气，保持储热装置内部常压，并且罐内材料有水分蒸发时可以在冷凝管内冷凝回流。

所述的换热元件与进口主管道及出口主管道同程并联连接。

所述的换热元件为换热盘管，所述的相变材料由下向上依次穿过多层换热盘管的圆心并填充设置在内胆中。

所述的换热盘管上沿圆周均匀布设有多个用于防止相变材料分层的隔板。

在实际设计过程中，隔板的个数一般设有3-8个。

所述的换热盘管为金属盘管或塑料盘管中的一种，所述的隔板为金属隔板或塑料隔板中的一种。

所述的金属盘管及金属隔板的材质可以选自铜、不锈钢、铝或合金中的一种。

所述的塑料盘管及塑料隔板的材质可以选自聚乙烯(PE)、高密度聚乙烯(HDPE)、PERT或聚丁烯(PB)中一种，其中，PERT为中密度聚乙烯类塑胶，其是乙烯与辛稀的共聚物。

所述的换热盘管中设有循环介质，该循环介质包括水、防冻液、导热油或超导液中的一种。

所述的气动搅拌管的表面设有多个出气孔。

所述的气动搅拌管的底端埋设在内胆底部，顶端伸出外壳。

所述的相变材料为发生相变吸收并释放热量的有机相变材料或无机相变材料中的一种。

所述的有机相变材料可以选自石蜡、季戊四醇、新戊二醇、2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇或三羟甲基乙烷中的一种，所述的无机相变材料可以选自碱及碱土金属的卤化物、硫酸盐、磷酸盐、硝酸盐、醋酸盐或碳酸盐中的一种。

所述的有机相变材料优选石蜡或季戊四醇，所述的无机相变材料优选氢氧化钠或三水醋酸钠。

所述的内胆顶部还设有冷凝管，该冷凝管将内胆与大气连通。

所述的冷凝管使得相变储热式装置一点通大气，保持装置内部常压，并且装置内材料有水分蒸发时，可以在冷凝管内冷凝回流。