專(zhuān)利名稱：復(fù)合能源供熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是一種供熱裝置，尤其涉及一種帶有相變蓄熱器的供熱裝置，屬能源利用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，我國(guó)及至世界范圍內(nèi)，電力的增長(zhǎng)滿足不了經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和生活用電急劇增長(zhǎng)的需要，全國(guó)缺電局面仍然存在，電網(wǎng)負(fù)荷率低、系統(tǒng)峰谷差異大，高峰電力嚴(yán)重不足，峰谷差占高峰負(fù)荷的比例高達(dá)30％。
生產(chǎn)或生活用電供熱在我國(guó)能源消耗結(jié)構(gòu)中占有一大部分，為節(jié)約生產(chǎn)或生活成本，生活或生產(chǎn)所需用電供熱水系統(tǒng)采用能源多樣化，其不足之處，傳統(tǒng)的燃?xì)?、燃油、燃煤熱水裝置均存在環(huán)境污染問(wèn)題，太陽(yáng)能熱水裝置具有了廣闊的前景，但太陽(yáng)能具有不穩(wěn)定性和短暫性，必須有蓄熱裝置，傳統(tǒng)蓄熱方式均采用顯熱型水蓄熱方式，該方式蓄熱量小、蓄熱體體積大、放熱不穩(wěn)定等缺點(diǎn)。開(kāi)發(fā)具有高性能蓄熱裝置的復(fù)合能源型熱水裝置已成為當(dāng)前研究的焦點(diǎn)。
經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索，申請(qǐng)?zhí)枮镃N200410036090.6的“一種復(fù)合式相變蓄能太陽(yáng)能熱水器”的實(shí)用新型專(zhuān)利，專(zhuān)利申請(qǐng)所述的熱水器為分離式間接相變蓄熱型熱水器，相變蓄熱材料熱量的蓄集與釋放是間接供給，太陽(yáng)能或燃?xì)饣螂娂訜岬慕橘|(zhì)和生活用熱水是完全分離的。相變蓄熱體被分散放置于水箱中裝載的水或油中，相變材料所蓄熱量經(jīng)相變材料體外殼傳遞給水箱中的水或油，再由水箱中的水或油經(jīng)換熱器傳遞給生活用水，這兩次換熱均需足夠大的換熱面積和足夠大的溫差，由于相變材料體分散于水箱中，單位容積下相變蓄冷體相對(duì)較少，再加上相變材料體蓄熱與放熱過(guò)程衰減較快，不能起到很好的蓄熱與放熱效果，故設(shè)備在運(yùn)行期間熱量的供給來(lái)自于水箱中的水或油，或來(lái)自于燃?xì)饣螂姷募訜幔?yáng)能蓄集的熱量得不到很好的應(yīng)用。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種混合式直接蓄熱型供熱裝置、體積小、省能耗，水溫穩(wěn)定的復(fù)合能源供熱裝置。
本實(shí)用新型技術(shù)方案一種復(fù)合能源供熱裝置，其特點(diǎn)是，包括外部能源加熱器，水循環(huán)泵，相變蓄熱器，A閥門(mén)，B閥門(mén)，C閥門(mén)、散熱片，淋浴器，所述外部能源加熱器出水端通過(guò)水循環(huán)泵連接相變蓄熱器進(jìn)水端，所述相變蓄熱器出水端分別連接A閥門(mén)、B閥門(mén)、C閥門(mén)，其中A閥門(mén)連接淋浴器、B閥門(mén)連接散熱片、C閥門(mén)連接外部能源加熱器進(jìn)水端。
所述相變蓄熱器由外保溫筒、二組漸開(kāi)線支管，第一組漸開(kāi)線支管外沿輸入干管，第二組漸開(kāi)線支管外沿輸出干管，第一組漸開(kāi)線支管中心輸出干管，第二組漸開(kāi)線支管中心輸入干管，支架，相變蓄熱劑組成，每組漸開(kāi)線支管并聯(lián)于每組輸入、輸出干管，每組漸開(kāi)線支管固定于支架上，所述相變蓄熱器外部套有保溫筒，沿保溫筒向內(nèi)充填有蓄熱劑，用于完成熱量的吸收與釋放。
所述相變蓄熱器為立體雙漸開(kāi)線相變蓄熱器，該相變蓄熱器的第一組支管與第二組支管為立體空間錯(cuò)排。
所述外部能源加熱器為太陽(yáng)能、再生熱能、燃油加熱器、電能的其中一種或多種能源組合式加熱器。
本實(shí)用新型的有益效果1.采用直接相變蓄熱放熱方式，蓄熱劑釋放熱量后直接經(jīng)相變蓄熱器供給生活熱水，在能源種類(lèi)利用上具有太陽(yáng)能優(yōu)先直接供給，減小了傳熱溫差，增大了單位容積蓄熱能力，減小了設(shè)備體積。
2.三種模式工作流程，最大程度的利用了太陽(yáng)能、廢熱和低價(jià)電，并確保了熱水供應(yīng)的穩(wěn)定性。
3.蓄熱器的立體雙漸開(kāi)線結(jié)構(gòu)在保證換熱面積的同時(shí)，減小了水流管道阻力，保證了蓄熱器內(nèi)換熱管分布的均勻性，提高了蓄熱劑熱量吸收和釋放。


圖1是本實(shí)用新型的工作原理圖；圖2是相變蓄熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型包括外部能源加熱器1、水循環(huán)泵2、相變蓄熱器3、A閥門(mén)4、淋浴器5、B閥門(mén)6、散熱片7、C閥門(mén)8組成，外部能源加熱器1熱水出口端接水循環(huán)泵2，相變蓄熱器3進(jìn)水端接水循環(huán)泵1，出水端接A閥門(mén)4、B閥門(mén)6、C閥門(mén)8，A閥門(mén)4接淋浴器5，B閥門(mén)6接散熱片7，C閥門(mén)8接外部能源加熱器1。所述的外部能源加熱器1可以是白天太陽(yáng)能、工業(yè)或生活廢熱、夜晚電能或燃?xì)馊加图訜崞鳎部梢允莾煞N或多種能源組合式加熱器，主要是完成供熱裝置熱量的輸入；所述的水循環(huán)泵2主要是完成熱量的轉(zhuǎn)移和生活用水的輸送；所述相變蓄熱器3為立體雙漸開(kāi)線相變蓄熱器，主要用于完成外部能源輸入高峰時(shí)熱量的儲(chǔ)存和外部能源輸入低谷時(shí)熱量的釋放，穩(wěn)定供熱裝置的供熱能力，A閥門(mén)4和B閥門(mén)6分別控制熱量消耗的方向，A閥門(mén)4控制熱量和生活用水或輸送淋浴器，B閥門(mén)6控制熱量向散熱器輸送；淋浴器是熱量和生活用水的消耗設(shè)備；散熱片7是熱量的消耗設(shè)備；C閥門(mén)8控制熱量在外部能源輸入進(jìn)入低谷時(shí)向外部傳遞。
如圖2所示，所述相變蓄熱器3為立體雙漸開(kāi)線相變蓄熱器，外保溫筒9、第一組漸開(kāi)線支管外沿輸入干管10、第二組漸開(kāi)線支管外沿輸出干管11、第一組漸開(kāi)線支管12、第二組漸開(kāi)線支管13、第一組漸開(kāi)線支管中心輸出干管14、第二組漸開(kāi)線支管中心輸入干管15、支架16和相變蓄熱劑17。外保溫筒9在蓄熱器3最外層，第一組漸開(kāi)線支管12并聯(lián)接至第一組漸開(kāi)線支管外沿輸入干管10和第一組漸開(kāi)線支管中心輸出干管14，第二組漸開(kāi)線支管13并聯(lián)接至第二組漸開(kāi)線支管外沿輸出干管11和第二組漸開(kāi)線支管中心輸入干管15，第一組支管12與第二組支管13進(jìn)行立體空間錯(cuò)排，各支管固定于支架16上，相變蓄熱劑17充填于支管外至保溫筒內(nèi)。外保溫層9主要為減少熱量損耗；第一組漸開(kāi)線支管外沿輸入干管10主要是均衡輸入壓力，并向第一組漸開(kāi)線支管12輸送換熱介質(zhì)；第一組漸開(kāi)線支管12主要完成管內(nèi)換熱介質(zhì)與管外蓄熱材料17的熱量交換；第一組漸開(kāi)線支管中心輸出干管14主要是均衡輸入壓力，并接受第一組漸開(kāi)線支管12輸送來(lái)?yè)Q熱介質(zhì)輸出；第二組漸開(kāi)線支管中心輸入干管15主要是均衡輸入壓力，并向第二組漸開(kāi)線支管13輸送換熱介質(zhì)；第二組漸開(kāi)線支管13主要完成管內(nèi)換熱介質(zhì)與管外蓄熱材料17的熱量交換；第二組漸開(kāi)線支管外沿輸出干管11主要是均衡輸入壓力，并接受第二組漸開(kāi)線支管13輸送來(lái)?yè)Q熱介質(zhì)輸出；支架16起穩(wěn)定和定位支管族，相變蓄熱劑17完成熱量的吸收與釋放。
如圖1所示，供熱裝置三種模式工作流程如下實(shí)施例1第一種蓄熱模式。在沒(méi)有熱量消耗、外部能源加熱器1接受到太陽(yáng)能或工業(yè)廢熱加熱或利用晚間便宜電價(jià)進(jìn)行電加熱時(shí)，蓄熱模式起動(dòng)，工作流程為A閥門(mén)4、B閥門(mén)6關(guān)閉，外部能源加熱器1接受太陽(yáng)能或工業(yè)廢熱加熱，或利用晚間便宜電價(jià)進(jìn)行電加熱，閥門(mén)8打開(kāi)，熱量隨介質(zhì)水在循環(huán)水泵2的作用下從外部能源加熱器1傳遞給立體雙漸開(kāi)線相變蓄熱器3，被蓄積起來(lái)，蓄熱劑17狀態(tài)由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)。
實(shí)施2第二種相變供熱模式。在立體雙漸開(kāi)線相變蓄熱器3蓄熱量充足且無(wú)法獲得太陽(yáng)能或廢熱加熱時(shí)，C閥門(mén)8關(guān)閉，外部能源加熱器停止工作。淋浴器5工作時(shí)，A閥門(mén)4打開(kāi)，外部供水經(jīng)水循環(huán)泵2加壓進(jìn)入立體雙漸開(kāi)線相變蓄熱器3取得熱量升溫后供淋浴器5或生活用水使用。散熱片7工作時(shí)，B閥門(mén)6打開(kāi)，熱量隨介質(zhì)水在循環(huán)水泵2的作用下從立體雙漸開(kāi)線相變蓄熱器3傳遞給散熱片7。蓄熱劑狀態(tài)由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)。
實(shí)施3第三種混合供熱模式。在立體雙漸開(kāi)線相變蓄熱器3蓄熱量充足且無(wú)法獲得太陽(yáng)能或廢熱加熱時(shí)，相變供熱模式起動(dòng)，工作流程為C閥門(mén)8關(guān)閉，外部能源加熱器1停止工作。A閥門(mén)4打開(kāi)，淋浴器5工作，外部供水經(jīng)水循環(huán)泵2加壓進(jìn)入立體雙漸開(kāi)線相變蓄熱器3取得熱量升溫后供淋浴器使用。B閥門(mén)6打開(kāi)，散熱片7工作，熱量隨介質(zhì)水在循環(huán)水泵2的作用下從立體雙漸開(kāi)線相變蓄熱器3傳遞給散熱片7。蓄熱劑17狀態(tài)由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)。
在既需要供熱，又可以獲得太陽(yáng)能或廢熱加熱時(shí)，混合模式起動(dòng)，工作流程為外部能源加熱器1優(yōu)先供熱，C閥門(mén)8打開(kāi)，A閥門(mén)4打開(kāi)，淋浴器工作，外部供水與經(jīng)外部加熱器1加熱后的循環(huán)水混合后經(jīng)水循環(huán)泵2加壓進(jìn)入立體雙漸開(kāi)線相變蓄熱器3后供淋浴器使用。B閥門(mén)6打開(kāi)，散熱片7工作，經(jīng)外部加熱器1加熱后的循環(huán)水經(jīng)水循環(huán)泵2加壓進(jìn)入立體雙漸開(kāi)線相變蓄熱器3后進(jìn)入散熱器7散熱。當(dāng)外部能源加熱器1獲得的太陽(yáng)能或廢熱加熱超過(guò)供熱消耗時(shí)，立體雙漸開(kāi)線相變蓄熱器3蓄熱，蓄熱劑17狀態(tài)由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)；在外部能源加熱器1獲得的太陽(yáng)能或廢熱加熱低于消耗時(shí)，立體雙漸開(kāi)線相變蓄熱器3放熱，蓄熱劑17狀態(tài)由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)；在外部能源加熱器1獲得的太陽(yáng)能或廢熱加熱和立體雙漸開(kāi)線相變蓄熱器3放熱均不足時(shí)，電加熱或燃?xì)馊加图訜崞饎?dòng)進(jìn)行輔助加熱。本實(shí)用新型供熱裝置工作流程分三種模式實(shí)施該復(fù)合能源供熱裝置供熱能力如下1.三模式工作流程設(shè)計(jì)最大程度的利用了太陽(yáng)能、廢熱和低價(jià)電，并確保了熱水供應(yīng)的穩(wěn)定性，供熱運(yùn)行費(fèi)用是電加熱供熱運(yùn)行費(fèi)用的1/5，甚至更少。
2.蓄熱器的立體雙漸開(kāi)線結(jié)構(gòu)使相同體積的蓄冷器具有了最大的換熱面積，換熱面積與體積比達(dá)50∶1，換熱速率高，傳熱平均溫差可減小至7℃；雙漸開(kāi)線結(jié)構(gòu)使水流管道流程縮短至1/2，減小了流動(dòng)阻力，立體盤(pán)繞結(jié)構(gòu)保證了蓄熱器內(nèi)換熱管分布的均勻性，保證了蓄熱劑蓄放熱均勻，沒(méi)有死角。
3.蓄熱劑與換熱管直接接觸，蓄冷劑直接相變蓄熱放熱，蓄熱放熱平均衰減速率小于10％，總衰減量小于40％。
4.填充蓄熱劑，可使單位容積蓄熱能力可達(dá)500kJ/L，200L體積蓄熱體即可提供1500L的生活熱水，可供6人5次洗浴，可供60平方住房冬季采暖12小時(shí)。
權(quán)利要求1.一種復(fù)合能源供熱裝置，其特征在于，包括外部能源加熱器(1)，水循環(huán)泵(2)，相變蓄熱器(3)，A閥門(mén)，B閥門(mén)，C閥門(mén)、散熱片(7)，淋浴器(5)，所述外部能源加熱器(1)出水端通過(guò)水循環(huán)泵(2)連接相變蓄熱器(3)進(jìn)水端，所述相變蓄熱器(3)出水端分別連接A閥門(mén)、B閥門(mén)、C閥門(mén)，其中A閥門(mén)連接淋浴器(5)、B閥門(mén)連接散熱片(7)、C閥門(mén)連接外部能源加熱器(1)進(jìn)水端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)合能源供熱裝置，其特征在于，所述相變蓄熱器(3)由外保溫筒(9)、二組漸開(kāi)線支管(12，13)，第一組漸開(kāi)線支管(12)外沿輸入干管(10)，第二組漸開(kāi)線支管(13)外沿輸出干管(11)，第一組漸開(kāi)線支管中心輸出干管(14)，第二組漸開(kāi)線支管中心輸入干管(15)，支架(16)，相變蓄熱劑(17)組成，每組漸開(kāi)線支管并聯(lián)于每組輸入、輸出干管，每組漸開(kāi)線支管固定于支架(16)上，所述相變蓄熱器外部套有保溫筒，沿保溫筒向內(nèi)充填有蓄熱劑(17)，用于完成熱量的吸收與釋放。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述復(fù)合能源供熱裝置，其特征在于，所述相變蓄熱器(3)為立體雙漸開(kāi)線相變蓄熱器，該相變蓄熱器的第一組支管與第二組支管為立體空間錯(cuò)排。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)合能源供熱裝置，其特征在于，所述外部能源加熱器(1)為太陽(yáng)能、再生熱能、燃油加熱器、電能的其中一種或多種能源組合式加熱器。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種復(fù)合能源供熱裝置。其特點(diǎn)是，包括外部能源加熱器，水循環(huán)泵，相變蓄熱器，A閥門(mén)，B閥門(mén)，C閥門(mén)、散熱片，淋浴器，所述外部能源加熱器出水端通過(guò)水循環(huán)泵連接相變蓄熱器進(jìn)水端，所述相變蓄熱器出水端分別連接A閥門(mén)、B閥門(mén)、C閥門(mén)，其中A閥門(mén)連接淋浴器、B閥門(mén)連接散熱片、C閥門(mén)連接外部能源加熱器進(jìn)水端。采用直接相變蓄熱放熱方式，且采用立體雙漸開(kāi)線蓄熱器，保證了蓄熱器內(nèi)換熱管分布的均勻性，提高了蓄熱劑熱量吸收和釋放，減小了水流管道阻力和傳熱溫差，增大了單位容積蓄熱能力，減小了設(shè)備體積。最大程度的利用了太陽(yáng)能、廢熱和低價(jià)電，并確保了熱水供應(yīng)的穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)F24D11/00GK2890702SQ200620040418
公開(kāi)日2007年4月18日 申請(qǐng)日期2006年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月23日
發(fā)明者蘇樹(shù)強(qiáng), 曹寶文, 丁志華 申請(qǐng)人:蘇樹(shù)強(qiáng)