[发明专利]一种用于余热回收的实验装置及方法

权利要求书

1.一种用于余热回收的实验装置，其特征在于，包括蓄热系统、放热系统和电控箱(1)；

所述的蓄热系统包括恒温水箱(2)、温度计一(3)、球阀一(4)、流量计一(5)、水泵一(6)、换热器(7)和温度计二(8)；恒温水箱(2)出水口与球阀一(4)一端连通，球阀一(4)另一端连通水泵一(6)，水泵一(6)另一端与换热器(7)进水端连通，换热器(7)出水端的支路一(9)与恒温水箱(2)回水口连通；温度计一(3)设置于恒温水箱(2)出水口至球阀一(4)之间的管路上，温度计二(8)设置于换热器(7)至恒温水箱(2)回水口之间的管路上；流量计一(5)设置于球阀一(4)和水泵一(6)之间的管路上；恒温水箱(2)和水泵一(6)均与电控箱(1)连接；

所述的放热系统包括球阀二(10)、流量计二(11)、温度计三(12)、散热器(13)、温度计四(14)和水泵二(15)；球阀二(10)的一端与换热器(7)出水端的支路二(16)连通，球阀二(10)另一端与散热器(13)进水端连通，散热器(13)出水端与水泵二(15)一端连通，水泵二(15)另一端与换热器(7)进水端连通；流量计二(11)设置于球阀二(10)与散热器(13)之间的管路上；温度计三(12)设置于球阀二(10)与散热器(13)之间的管路上，温度计四(14)设置于散热器(13)与水泵二(15)之间的管路上；水泵二(15)与电控箱(1)连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于余热回收的实验装置，其特征在于，换热器(7)出水端与恒温水箱(2)之间的支路一(9)上还设置有排气阀。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于余热回收的实验装置，其特征在于，所述换热器(7)为呈W形的套管式换热器，其包括内管(17)和外管(18)，内管外壁和外管内壁之间的腔体内填充相变材料，所述相变材料为20％的62石蜡与8O％硬脂酸的混合物和石墨按照17:3的比例制备而成。

4.根据权利要求3所述的一种用于余热回收的实验装置，其特征在于，所述内管(17)为直径*壁厚为Ф89*2的304不锈钢管，外管(18)为直径*壁厚为Ф168*3的304不锈钢管；外管(18)上还设有透明观察口。

5.根据权利要求3所述的一种用于余热回收的实验装置，其特征在于，在恒温水箱(2)和球阀一(4)之间设有过滤器一(19)；在球阀二(10)与换热器(7)出水端之间的支路二(16)上设有过滤器二(20)。

6.根据权利要求3所述的一种用于余热回收的实验装置，其特征在于，所述换热器(7)和管路外部均包裹橡塑保温棉。

7.一种用于余热回收的实验方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)蓄热：

①对蓄热系统和放热系统进行注水，直至蓄热系统和放热系统都处于满水状态；打开电控箱(1)总开关；

②打开恒温水箱(2)加热开关对恒温水箱(2)中的水进行加热，直至达到实验设定的高于相变材料的温度后，关闭加热开关；

③依次打开球阀一(4)、流量计一(5)和水泵一(6)的开关，使恒温水箱(2)内的热水进入换热器(7)的内管，热水对内管和外管之间填充的相变材料进行加热，相变材料吸热熔化并进行蓄热，通过观察口观察相变材料的熔化过程，直至相变材料全部熔化，关闭水泵一(6)、流量计一(5)和球阀一(4)；在此过程中对电控箱(1)、流量计一(5)和温度计一(3)上显示的数据每隔两分钟记录一次；

2)放热：

①打开球阀二(10)、流量计二(11)和水泵二(15)的开关，使换热器(7)中的热水进入散热器(13)的环路中循环流动放热；

②经散热器(13)放热后的回水经水泵二(15)进入换热器(7)，水温低于相变材料的相变温度，相变材料凝固放热用于加热回水，回水升温后进入散热器(13)进行散热，如此循环，通过观察口观察相变材料的凝固过程，直至相变材料完全凝固完成放热过程，关闭水泵二(15)、流量计二(11)、球阀二(10)和电控箱(1)开关；换热器(7)中的部分回水回流至恒温水箱(2)；在此过程中，对电控箱(1)、流量计二(11)、温度计二(8)和温度计三(12)上显示的数据每隔两分钟记录一次。