专利名称：一种太阳能热水系统相变蓄热装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种太阳能存储与释放装置，特别是涉及一种太阳能热水系统相
变蓄热装置。
背景技术：
太阳能作为一种十分重要的清洁可再生资源，其应用研究，已经成为学术界关注 的问题。目前在我国，太阳能热水系统已进入推广应用阶段，但由于太阳辐射的不稳定性， 以及热辐射与热负荷的不一致及热量产生的与使用存在时间差等问题，蓄热装置是太阳能 供热系统的必备部件。目前在太阳能热水系统中普遍采用水箱作为蓄热装置，由于蓄热温 差不能太高，单位体积的蓄热容量较低，蓄热量小、蓄热体积大、放热不稳定。因此充分利用 相变材料的潜热蓄热，提高蓄热水箱的有效蓄热量，提高整个太阳能热水系统的蓄热效率， 增加蓄热能力，调节热量使用时间是解决问题的关键。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种太阳能热水系统相变蓄热装置，既能 蓄热，又能换热。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种太阳能热水系统相变 蓄热装置，包括密闭容器、相变蓄能材料、热流体管道和冷流体管道，所述的相变蓄能材料、 热流体管道和冷流体管道在所述的密闭容器内，所述的相变蓄能材料在所述的热流体管道 和冷流体管道的周围，所述的热流体管道采用了多管汇集后连通的方式，所述的冷流体管 道环绕于所述的热流体管道外；所述的密闭容器外有保温隔热层，所述的密闭容器顶部装 有相变蓄能材料进口管，侧下部装有相变蓄能材料出口管；所述的密闭容器上安装有温度 监控装置；所述的相变蓄能材料上方留有伸缩空间；所述的热流体管道的外壁装有肋片； 所述的热流体管道分别与热流体输入端和热流体输出端相连；所述的冷流体管道分别与冷 流体输入端和冷流体输出端相连。所述的太阳能热水系统相变蓄热装置的热流体输入端、热流体输出端、冷流体输 入端和冷流体输出端在同一竖直剖面；或所述的冷流体输入端和冷流体输出端在同一竖直 剖面，所述的热流体输入端和热流体输出端在另一竖直剖面。所述的太阳能热水系统相变蓄热装置的密闭容器为圆筒形。所述的太阳能热水系统相变蓄热装置的相变蓄能材料为固液相变蓄能材料。所述的太阳能热水系统相变蓄热装置的相变蓄能材料为石蜡。所述的太阳能热水系统相变蓄热装置的冷流体管道以螺旋线形式环绕于所述的 热流体管道外。所述的太阳能热水系统相变蓄热装置的热流体管道为金属圆管，所述的冷流体管 道为金属圆管。所述的太阳能热水系统相变蓄热装置的热流体管道为紫铜管，所述的冷流体管道为紫铜管，所述的肋片为紫铜肋片。有益效果由于采用了上述的技术方案，本实用新型与现有技术相比，具有以下的优点和积 极效果热流体先对相变蓄能材料加热，冷流体吸收相变蓄能材料存储的热能，在这种情况 下，冷流体不依赖即时加热，使得蓄热放热可随时进行。采用相变蓄能材料作为蓄热装置既 可以储存潜热，又可以储存显热，蓄热能力明显高于水箱蓄热。由于蓄热和放热流体都是在 密闭容器内部进行，可以避免密封部件损耗和相变蓄能材料流出。本实用新型还有结构简 单、换热效率高、蓄热密度高，占地面积小，节省空间等优点。
图1是根据本实用新型实施方式中实施例1结构竖直剖面示意图；图2是根据本实用新型实施方式中实施例1结构水平剖面示意图；图3是根据本实用新型实施方式中实施例2结构竖直剖面示意图；图4是根据本实用新型实施方式中实施例2结构水平剖面示意图；图5是根据本实用新型实施方式中实施例2组成模块化装置结构水平剖面示意 图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本 实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容 之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申 请所附权利要求书所限定的范围。本实用新型的实施方式涉及一种太阳能热水系统相变蓄热装置，包括密闭容器1、 相变蓄能材料2、热流体管道4和冷流体管道5，所述的相变蓄能材料2、热流体管道4和冷 流体管道5在所述的密闭容器1内，所述的相变蓄能材料2在所述的热流体管道4和冷流 体管道5的周围，所述的热流体管道4采用了多管汇集后连通的方式，所述的冷流体管道5 环绕于所述的热流体管道4外；所述的密闭容器1外有保温隔热层3，所述的密闭容器1顶 部装有相变蓄能材料进口管9，侧下部装有相变蓄能材料出口管10 ；所述的密闭容器1上安 装有温度监控装置6 ；所述的相变蓄能材料2上方留有伸缩空间8 ；所述的热流体管道4的 外壁装有肋片7 ；所述的热流体管道4分别与热流体输入端41和热流体输出端42相连；所 述的冷流体管道5分别与冷流体输入端51和冷流体输出端52相连。所述的太阳能热水系 统相变蓄热装置的热流体输入端41、热流体输出端42、冷流体输入端51和冷流体输出端52 在同一竖直剖面；或所述的冷流体输入端51和冷流体输出端52在同一竖直剖面，所述的热 流体输入端41和热流体输出端42在另一竖直剖面面。所述的太阳能热水系统相变蓄热装 置的密闭容器1为圆筒形。所述的太阳能热水系统相变蓄热装置的相变蓄能材料2为固液 相变蓄能材料，如石蜡。所述的太阳能热水系统相变蓄热装置的热流体管道4为金属圆管， 如金属紫铜圆管，所述的冷流体管道5为金属圆管，如金属紫铜管，所述的肋片7为紫铜肋 片。下面以两个具体的实施例来说明本实用新型。实施例1 本实用新型工作原理如图1和图2所示，密闭容器1为圆筒型，热流体 管道4采用了多管汇集后连通的方式，热流体管道上装有肋片7，冷流体管道5采用圆形螺
4旋管，热流体输入端41和热流体输出端42上下设置，冷流体输入端51和冷流体输出端52 采用下上设置。密闭容器1内填充相变蓄能材料2 ；相变蓄能材料2顶部有伸缩空间8，密 闭容器1顶部设有相变蓄能材料进口 9，侧下部设有相变蓄能材料出口 10 ；密闭容器1外部 有保温隔热层3。当热流体通过热流体管道4时，高温流体与管壁和相变蓄能材料2发生热交换，相 变蓄能材料2吸收热量后达到一定温度发生相变，不断将能量储存起来，实现能量的储存。 当需要取热时，冷流体通过冷流体通道5，相变蓄能材料2将存储的热量传给冷流体，对其 加热，获得热水供应。本实用新型可在白天热水供应需求小的时候储存热能，在晚上需求高峰时放热， 制取热水。由于热流体先对相变蓄能材料加热，冷流体吸收相变蓄能材料存储的热能，在这 种情况下，冷流体不依赖即时加热，使得蓄热放热可随时进行。采用相变蓄能材料作为蓄热 装置既可以储存潜热，又可以储存显热，蓄热能力明显高于水箱蓄热。由于蓄热和放热流体 都是在密闭容器内部进行，可以避免密封部件损耗和相变蓄能材料流出。本实用新型使用 的材料安全、结构简单，操作方便，是一种性能优良，造价适中的节能产品。实施例2 如图3和图4所示，本实施例与实施例1的结构基本相同，其不同之处 在于冷热流体输入端和输出端接管方式不同。热流体输入端41、热流体输出端42、冷流体 输入端51和冷流体输出端52分别在装置的不同侧面，因此可根据系统的用热设备的具体 位置，选择不同的接管方式。实施例2的冷热流体的接管方式便于若干个相同的相变蓄热 装置进出口首尾相接，组成模块化装置，如图5所示，形成具有较大蓄热能力的太阳能热水 系统的相变蓄热装置，使其可以用于需要较大热能及流量的热水场合。需要说明的是，本实 用新型不仅适用于太阳能热水系统的蓄热，还可用于其它系统的热量蓄存。
权利要求一种太阳能热水系统相变蓄热装置，包括密闭容器(1)、相变蓄能材料(2)、热流体管道(4)和冷流体管道(5)，其特征在于，所述的相变蓄能材料(2)、热流体管道(4)和冷流体管道(5)在所述的密闭容器(1)内，所述的相变蓄能材料(2)在所述的热流体管道(4)和冷流体管道(5)的周围，所述的热流体管道(4)采用了多管汇集后连通的方式，所述的冷流体管道(5)环绕于所述的热流体管道(4)外；所述的密闭容器(1)外有保温隔热层(3)，所述的密闭容器(1)顶部装有相变蓄能材料进口管(9)，侧下部装有相变蓄能材料出口管(10)；所述的密闭容器(1)上安装有温度监控装置(6)；所述的相变蓄能材料(2)上方留有伸缩空间(8)；所述的热流体管道(4)的外壁装有肋片(7)；所述的热流体管道(4)分别与热流体输入端(41)和热流体输出端(42)相连；所述的冷流体管道(5)分别与冷流体输入端(51)和冷流体输出端(52)相连。
2.根据权利要求1所述的太阳能热水系统相变蓄热装置，其特征在于，所述的热流体 输入端(41)、热流体输出端(42)、冷流体输入端(51)和冷流体输出端(52)在同一竖直剖 面；或所述的冷流体输入端(51)和冷流体输出端(52)在同一竖直剖面，所述的热流体输入 端(41)和热流体输出端(42)在另一竖直剖面。
3.根据权利要求1所述的太阳能热水系统相变蓄热装置，其特征在于，所述的密闭容 器(1)为圆筒形。
4.根据权利要求1所述的太阳能热水系统相变蓄热装置，其特征在于，所述的相变蓄 能材料(2)为固液相变蓄能材料。
5.根据权利要求1所述的太阳能热水系统相变蓄热装置，其特征在于，所述的相变蓄 能材料(2)为石蜡。
6.根据权利要求1所述的太阳能热水系统相变蓄热装置，其特征在于，所述的冷流体 管道(5)以螺旋线形式环绕于所述的热流体管道(4)夕卜。
7.根据权利要求1所述的太阳能热水系统相变蓄热装置，其特征在于，所述的热流体 管道(4)为金属圆管，所述的冷流体管道(5)为金属圆管。
8.根据权利要求1所述的太阳能热水系统相变蓄热装置，其特征在于，所述的热流体 管道(4)为紫铜管，所述的冷流体管道(5)为紫铜管，所述的肋片(7)为紫铜肋片。
专利摘要本实用新型涉及一种太阳能热水系统相变蓄热装置，包括密闭容器、相变蓄能材料、热流体管道和冷流体管道，相变蓄能材料、热流体管道和冷流体管道在密闭容器内，其中相变蓄能材料在热流体管道和冷流体管道的周围，热流体管道采用了多管汇集后连通的方式，冷流体管道环绕于热流体管道外；密闭容器外有保温隔热层，顶部装有相变蓄能材料进口管，侧下部装有相变蓄能材料出口管；相变蓄能材料上方留有伸缩空间；热流体管道分别与热流体输入端和热流体输出端相连；冷流体管道分别与冷流体输入端和冷流体输出端相连。本实用新型的蓄热和换热不仅可以交替进行，还可以同时进行，使得换热效率高、放热稳定，有利于热源效率的提高。
文档编号F28D20/02GK201653219SQ20092021479
公开日2010年11月24日 申请日期2009年12月3日 优先权日2009年12月3日
发明者付海明, 刘栋栋, 胡凌霄 申请人:东华大学