一種高密度相變蓄熱電熱供暖空調的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種集電加熱、蓄熱、強制換熱、熱管傳熱、保溫于一體具有低谷電蓄熱功能的柜式電熱供暖送風空調。它呈長方體，由外殼、保溫層、相變蓄熱殼體、相變蓄熱材料、換熱盤管、加熱套管、電加熱管、導熱翅片、熱管散熱器、溫度傳感器、控帝器、底部支架、軸流風機、風機蝸殼、回風口、出風口、調風百葉等部分組成。可按控制程序實現低谷蓄熱、室內供暖。具有安裝方便，占地空間小、運行費用低等優(yōu)點。應用于客廳、教室、會議室、車間、廠房、庫房等場所采暖，引起到移峰填谷、調荷節(jié)電、降低費等作用，有很好的經濟效益和社會效益。
【專利說明】一種高密度相變蓄熱電熱供暖空調
【技術領域】:
[0001]一種高密度相變蓄熱電熱供暖空調，本實用新型涉及一種集電加熱、蓄熱、強制換熱、熱管傳熱、風機盤管末端、保溫于一體具有低谷電蓄熱功能的柜式電熱供暖送風空調，尤其是涉及一種可以利用低谷電進行高密度相變蓄熱、熱管相變傳熱、換熱的電熱供暖裝置。
【背景技術】:
[0002]目前，我國電力工業(yè)近幾年發(fā)展迅速，但電力供應緊張狀況并沒有得到根本改觀，主要表現在:電網負荷率低，系統(tǒng)峰谷差距大，城市生活、商業(yè)用電快速增長，工業(yè)用電比重相對減少。這種實況促進了能源綜合利用技術的發(fā)展，蓄熱技術是其最關鍵技術之一。蓄熱技術是指:在用電低谷時段將低價電能轉換成熱形式的能量儲存起來，在用電平、高峰時段釋放出來被再利用的技術，以達到調荷節(jié)能、削峰填谷、降低電力運營成本、降低用戶的能源運行費用、合理高效的使用優(yōu)質潔凈能源等目的。
[0003]目前被普遍采用的蓄熱技術主要有:常壓水蓄熱和高溫水蓄熱、固相高溫蓄熱。由于水在(TC時的溶解潛熱(80cal / g)和100°C時的汽化潛熱(53gcal / g)等相變潛熱都較大，但容積密度(lg/ml)和比熱(leal / gV )較小，所以水的潛熱、顯熱蓄熱密度小，用水做介質蓄熱都是利用顯熱特性:常壓水蓄熱和高溫水蓄熱技術是利用水的溫差顯熱特性，蓄熱密度小，蒸汽蓄熱是利用水的汽化潛熱，雖然汽化熱大，但蒸汽密度小，壓力高，故相對蓄熱密度??；固相高溫蓄熱是用電加熱管將固態(tài)成型材料加熱到400-700°C，再通過高溫換熱將蓄存的熱量釋放出去，其換熱裝置復雜、壓力高、安全性能差，保溫難度大，熱損失大。
實用新型內容:
[0004]為了克服上述供熱水裝置的種種不足，本發(fā)明提供一種一體化高密度相變蓄能用電供暖技術及裝置。該發(fā)明不僅涉及一種特殊的相變蕾熱材料；而且涉及一種具有較高換熱能力的經特殊加工處理的紫銅蛇行盤管的設計；還涉及一種能夠進行快速安裝和移動的裝置設計；同時還涉及一種能夠將加熱管通電時產生的熱量均勻傳遞到相變蓄熱材料的金屬翅片設計；也還涉及一種能夠進行全自動控制的溫度時間控制器設計。由此設計制造成的一體化高密度相變蓄能用電供暖柜式空調不僅能夠獨立進行供暖，而且還能通過調節(jié)出風口的風葉擺向進行風向調節(jié)，通過控制風機的開啟和關?？刂剖覂葴囟?；還具有低谷電蓄熱功能，大大地降低了初投資和運行費用，提高了安全性和舒適性。從根本上解決了常壓水蓄熱和高溫水蓄熱、固相高溫蓄熱等常規(guī)蓄熱裝置所固有的體積大、壓力高、初投資高、使用費用高、安全性能差等問題和缺點。
[0005]一種高密度相變蓄熱電熱供暖空調，其特征是，在外殼內側粘貼IOmm厚保溫層，前上方設可調節(jié)的出風口，中部設固定百葉進風口 ；在相變蓄熱殼體內，導熱金屬翅片并行地垂直穿在加熱套管上，呈3列4行分布置，列間及翅片與殼體間分布有u字蛇形銅盤管，并用C型彎頭穿行連接，盤管的兩端分別與熱管散熱器的兩端相連，在蓄熱體與熱管散熱器之間設風機蝸殼和軸流離心風機；加熱套管的兩端穿過并焊接在相變蓄熱殼體的左右兩側金屬板上，形成的空腔充滿相變蓄熱材料，其中部設置溫度傳感器:電加熱管穿在加熱套管內，通過導線與時間溫度控制器電連接；相變蓄熱殼體的底板外側焊接金屬支撐架。
[0006]本實用新型的有益效果是，可以通過電加熱管、加熱套管和、導熱翅片、換熱熱管的傳熱完成相變材料的蓄熱、供熱兩種功能，結構緊湊，安全穩(wěn)定可靠。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0007]圖1圖4是本實用新型的縱剖面構造圖。
[0008]圖1中:1.殼，2.保溫層，4.回風口，6.風機熱管散熱器，7.傳熱熱管，8.風機蝸殼，9.風機，11.相變蓄熱殼體，12.蓄熱腔加強筋，13.相變蓄熱材料，14.加熱套管，16.電加熱管，17.蓄能換熱盤管，18.相變溫度傳感器，19.溫度時間控制器。
[0009]圖2是目前常規(guī)電熱鍋爐供暖的工作原理簡意圖。
[0010]圖2中:1.電熱鍋爐，2.循環(huán)水泵，3.用戶末端(風機盤管貨暖氣片)，4.介質水管道。
[0011]圖3是目前常用電鍋爐蓄熱供暖系統(tǒng)的工作原理簡意圖。
[0012]圖3中，1.電熱鍋爐，2.蓄熱罐，3.蓄熱罐放熱控制閥，4.電鍋爐加熱循環(huán)泵，
5.蓄熱罐供熱循環(huán)泵，6.蓄熱控制閥，7，熱交換器，8.供暖系統(tǒng)循環(huán)泵，9.用戶末端。
[0013]圖4中:3.出風口，5.出風口百葉，10.室溫傳感器，15.導熱金屬翅片。
【具體實施方式】:
[0014]本實用新型解決上述問題所采用的技術方案是:在外殼(I)內側粘貼IOmm厚保溫層(2)，前上方設可調節(jié)的出風口(3)，中部設固定百葉進風口(4);在相變蓄熱殼體(11)內，導熱金屬翅片(15)并行地垂直穿在加熱套管(14)上，呈3列4行分布置，列間及翅片
[15]與殼體(11)間分布有u字蛇形銅盤管(17)，并用。型彎頭穿行連接，盤管(17)的兩端分別與熱管散熱器(6)的兩端相連，在蓄熱體(11)與熱管散熱器(6)之間設風機蝸殼
(8)和軸流離心風機(9);加熱套管(14)的兩端穿過并焊接在相變蓄熱殼體(11)的左右兩側金屬板上，形成的空腔充滿相變蓄熱材料(13)，其中部設置溫度傳感器(18);電加熱管
[16]穿在加熱套管(14)內，通過導線與時間溫度控制器(19)電連接。
[0015]本實用新型的工作原理和工作流程是:
[0016]蓄熱過程:在用電低谷時段，時間溫度控制器(19)控制電加熱管(16)通過加熱套管(14)加熱翅片(15)，再通過均布的翅片(15)擴散傳遞到相變材料(13)中，相變材料
(13)的溫度逐漸升高，在未達到相變溫度-熔點以前存儲顯熱，相變材料獲得足夠的熱量后，逐漸發(fā)生晶格變化——相變潛熱，相變結束并達到設定溫度時蓄熱過程完成。釋熱供暖過程:電加熱管(16)停止加熱，其相變材料(13)中所儲存的熱量通過均布的導熱翅片
(15)和u字蛇形換熱銅盤管(17)傳遞到熱管(7)中，使熱管散熱器的溫度與蓄熱體內的溫度保持一致，通過風機(9)強制通風將室內空氣加熱到所需溫度，相變蓄熱材料(13)逐漸發(fā)生晶格變化——凝固，釋放所存的潛熱后，其溫度開始下降并釋放顯熱，達到規(guī)定的溫度(45 °C )時，釋熱過程結束。[0017]本實用新型的有益效果是，可以通過電加熱管、加熱套管和、導熱翅片、換熱熱管的傳熱完成相變材料的蓄熱、供熱兩種功能，結構緊湊，安全穩(wěn)定可靠。
[0018]下面結合 附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0019]圖1、圖4所示100平米相變蓄熱電熱供暖空調，可實現:1.在不需加熱的情況下連續(xù)供暖10h，其工作原理:在用電低谷時段，時間溫度控制器(19)控制總功率為9000W的電加熱管(16)通過加熱套管(14)和翅片(15)加熱相變材料(13)，相變材料(13)的溫度逐漸升高，在未達到相變溫度-熔點以前存儲顯熱，相變材料獲得足夠的熱量后，達到相變溫度熔點82°C，逐漸發(fā)生相變儲存潛熱，相變結束并達到設定溫度時蓄熱過程完成，斷開加熱管電源，該過程約需330分鐘，其相變材料(13)中(440kg)所儲存的總熱量為40000kcal ；通過均布的導熱翅片(15)和u字蛇形換熱銅盤管(17)傳遞到熱管中，通過熱管將所蓄熱量等溫傳遞到散熱盤管，供暖時將風機打開，通過調節(jié)百葉口和設定室內溫度將室內加熱至所需溫度，相變蓄熱材料(13)逐漸發(fā)生晶格變化——凝固，釋放所存的潛熱后，其溫度開始下降并釋放顯熱，達到規(guī)定的溫度(40°C)時，釋熱完畢，此時總共供熱量可滿足100平米米暖。
[0020]2.在邊蓄供邊加熱的情況下連續(xù)供暖18小時，其工作原理:邊蓄供邊加熱:打開風機，相變材料(13)中所攜帶的熱量通過均布的導熱翅片和換熱管傳遞到散熱盤管(6)實現供暖，當帶走的熱量使相變材料的溫度低于設定溫度時，在時間溫度控制器(19)的控制下，啟動電加熱管(16)，給相變蓄熱材料(13)加熱蓄能，將剩余部分熱量存儲到相變蓄熱材料(13)中，該相變蓄熱材料的比熱為0.84cal / g.k，熔點為829°C，熔解熱為73.8cal/g，該過程中總蓄熱量為98.6cal / g，其中顯熱16.8cal / 9，潛熱73.8cal / 9。當相變蓄熱材料(13)的溫度達到850°C時，停止加熱，當相變蓄熱材料的溫度低于400°C時，重新啟動電加熱管(6)進行補熱，以此實現100平米供暖。
[0021]對于供100平米的蓄熱供暖裝置，根據《設計規(guī)范》，其10小時總熱負荷為40000kcal，在用電低谷時段加熱管工作5小時即可蓄滿，因此該蓄熱供水裝置加熱管(16)總功率應為9000?，需相變材料(13) 440kg，所占容積為0.2m2。
[0022]由此可見，本實用新型作為以電加熱為熱源的相變蓄熱供暖裝置，可實現高密度相變低谷蓄熱，削峰填谷，平衡電網并提高電網的負荷率等效用，同時由于低谷時段的電價較低，也降低了運行費用，同時還降低了初投資和管理費用。
[0023]工作流程:用電低谷時段進行蓄熱時，電熱鍋爐⑴、蓄熱罐(2)、鍋爐加熱循環(huán)泵
(4)工作，蓄熱控制閥(6)打開，蓄熱罐放熱控制閥(3)關閉，將熱量存蓄到蓄熱罐(2)。用電平、峰時段進行供熱時，蓄熱罐(2)、蓄熱罐供熱循環(huán)泵(5)、熱交換器(7)、供暖系統(tǒng)循環(huán)泵(8)等工作，蓄熱罐放熱控制閥(3)打開，將熱量送到用戶末端(9)，完成供暖。對比圖1、圖2、圖3、圖4后可以看出，圖⑴所示實施例比圖(3)所示常規(guī)蓄熱系統(tǒng)簡單，但功能相同，提高了可靠性和運行效率，簡化了系統(tǒng)，減少了設備投資，降低了安裝調試、運行等費用，減少了安裝調試周期。因此，該實用新型的推廣應用將帶來較大的經濟效益和社會效益，具有廣泛的推廣價值和發(fā)展前景。按照圖1所述的實施方式形成的其他類似的技術方案，也均屬本適用新型的保護范圍。
[0024]按照圖1、圖4所述的實施方式，若把熱管散熱器、換熱盤管、風機的布置萬式及外形與結構更換為其他類似的技術方案，也均屬本適用新型的保護范圍，以上所述乃是本實用新型的具體實施例及所運用的技術原理，若依本實用新型的構想所作的等效改變，其所產生的功能作用仍未超出說明書及附圖所涵蓋的精神時，均應在本實用新型的范圍內。
【權利要求】
1.一種高密度相變蓄熱電熱供暖空調，其特征是，在外殼內側粘貼IOmm厚保溫層，前上方設可調節(jié)的出風口，中部設固定百葉進風口 ；在相變蓄熱殼體內，導熱金屬翅片并行地垂直穿在加熱套管上，呈3列4行分布置，列間及翅片與殼體間分布有u字蛇形銅盤管，并用c型彎頭穿行連接，盤管的兩端分別與熱管散熱器的兩端相連，在蓄熱體與熱管散熱器之間設風機蝸殼和軸流離心風機；加熱套管的兩端穿過并焊接在相變蓄熱殼體的左右兩側金屬板上，形成的空腔充滿相變蓄熱材料，其中部設置溫度傳感器:電加熱管穿在加熱套管內，通過導線與時間溫度控制器電連接；相變蓄熱殼體的底板外側焊接金屬支撐架。
2.根據權利要求1所述相變蓄熱電熱供暖空調，其特征在于:在外殼內側粘貼IOmm厚保溫層，前上方設可調節(jié)的出風口，中部設固定百葉進風口。
3.根據權利要求1所述相變蓄熱電熱供暖空調，其特征是在相變蓄熱殼體內，導熱金屬翅片并行地垂直穿在加熱套管上，呈3列4行分布置,列間及翅片與殼體問分布有u字蛇形銅盤管，并用。型彎頭穿行連接。
4.根據權利要求工所述相變蓄熱電熱供暖空調，其特征在于:盤管的兩端分別與熱管散熱器的兩端相連，在蓄熱體與熱管散熱器之間設風機蝸殼和軸流離心風機。
5.根據權利要求1所述相變蓄熱電熱供暖空調，其特征在于:垂直于加熱套管緊配合地穿有數片間距為5—IOmm的導熱翅片，以增加傳熱面積和換熱能力。
6.根據權利要求1所述相變蓄熱電熱供暖空調，其特征在于:蓄熱腔內的相變蓄熱材料中設有溫度傳感器。
7.根據權利要求1所述相變蓄熱電熱供暖空調，其特征在于:蓄熱腔內等間距相互平行地布置有加熱套管，電加熱管穿入加熱套管內。
8.根據權利要求1所述相變蓄熱電熱供暖空調，其特征在于:蓄熱體與散熱體之間的傳熱采用熱管傳熱。
9.根據權利要求1所述相變蓄熱電熱供暖空調，其特征在于:風機的運行受室內設定溫度和時間控制。
【文檔編號】F24D19/10GK203549989SQ201320127520
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年3月20日 優(yōu)先權日:2013年3月20日
【發(fā)明者】王智慧 申請人:中益能(北京)技術有限公司