[发明专利]一种提升相变材料利用率的相变储热供暖装置

说明书

本发明的一种提升相变材料利用率的相变储热供暖装置，该装置包括和外部箱体(1)和内部换热管结构。热水流入，先与底部的相变材料进行热交换，再向上流动与周围的相变材料进行换热，最后流出。由于装置下部水温普遍较高，与相变材料的换热温差大并且换热效果明显；而装置上部增大了换热面积，使得装置内的大部分相变材料受热均匀且充分。与现有技术相比，本发明具有良好的蓄热性能和放热性能，能够蓄存和放出更多的热量，具有较高的相变材料利用率和蓄热比；制作成本低廉，易于推广。

技术领域

本发明涉及储热技术领域，更具体属于一种提升相变材料利用率的相变储热供暖装置。

背景技术

相变储热技术通过利用相变材料发生相变时吸收或释放大量潜热的特性，能够满足在用电低谷时将余热储存在相变储热装置中，在用电高峰时储热装置代替电锅炉等热源将蓄存的热量释放进行供暖。相比于显热储热技术，相变储热技术由于利用的是潜热，储热密度更大；相比于热化学储热技术，相变储热技术更成熟稳定，容易控制。

相变储热装置实际上是一种实现热水与相变材料间接换热的换热器。其换热形式多样，既可以在管内通入热水与管外的相变材料进行热交换，水管形式有蛇形盘管和螺旋盘管等；也可以在箱体内盛装的热水中插入封装好的相变材料进行换热，相变材料的封装形式包括柱状封装，环形封装和球封装等。

目前用于供暖储热的相变储热装置主要存在以下不足：

1)相变储热装置由于内部换热结构和进出水方向，内部相变材料可能会存在受热不均的现象，导致相变储热装置的实际蓄热量小于理论蓄热量；

2)相变储热装置的实际放热量较实际蓄热量较少，即相变储热装置不能充分将蓄存的热量放出，可能的原因是采用的相变材料导热系数普遍偏低。

3)相变储热装置内部存在相变材料不发生相变的死角区，导致相变材料的利用率较低。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术不足，本发明提出一种提升相变材料利用率的相变储热供暖装置，用于解决装置内部相变材料换热不充分不均匀的问题，提高装置的蓄热性能和放热性能。

本发明的一种提升相变材料利用率的相变储热供暖装置利用以下的技术方案来实现：

一种提升相变材料利用率的相变储热供暖装置，该装置包括和外部箱体1和内部换热管结构；其特征在于，其中：所述外部箱体1采用近似长方体结构，在所述外部箱体1内部放置相变储热材料均10；所述内部换热管结构包括总进水口2和总出水口3，所述总进水口2和所述总出水口3均位于所述外部箱体1的上部，分别位于所述外部箱体1上部的左侧和右侧；所述总进水口2和所述总出水口3下方连接有进水干管4和出水干管5；所述进水干管4、所述出水干管5下方并排设置多组换热支管7；所述换热支管7以所述总进水管2和总出水管3所在的竖直平面为对称面构呈对称分布；

且在位于外部箱体1上表面设置有一个凹槽11，所述凹槽11位于所述总进水口2和所述总出水口3之间；

所述换热支管7采用竖直直管12与蛇形盘管13相连接的形式；相邻各组所述换热支管7的竖直直管12长度不同，呈现上下交错的布置方式。

与现有技术相比，本发明的一种提升相变材料利用率的相变储热供暖装置具有以下积极的技术效果：

1、具有良好的蓄热性能和放热性能，能够蓄存和放出更多的热量，具有较高的相变材料利用率和蓄热比；

2、制作成本低廉，易于推广。

附图说明

图1为本发明的一种提升相变材料利用率的相变储热供暖装置内部结构正视图示意图；

图2为本发明的一种提升相变材料利用率的相变储热供暖装置的进水干管结构示意图；