一种基于相变储热材料的可控式热交换装置制造方法
【专利摘要】一种基于相变储热材料的可控式热交换装置，涉及间歇式采暖【技术领域】。解决了相变储热材料在采暖间歇时间段内通过封装壳体上的吸热翅片将热量散释到火墙烟道而造成能源浪费和室内调节温度效率降低的问题。吸热翅片由导热层和不导热层贴合在一起构成，金属密封壳体的后端面上分散地安装有若干吸热翅片，吸热翅片的根部通过一个吸热翅片铰链连接在金属密封壳体的后端面上；通过拉动引线的一端可控制若干吸热翅片倒下平铺在金属密封壳体的后端面上，且每个吸热翅片的导热层与金属密封壳体的后端面接触，每个吸热翅片的不导热层朝外；通过拉动引线的另一端可控制倒下平铺的若干吸热翅片与金属密封壳体的后端面呈90度角。用于火墙火炕等间歇式采暖方式中。
【专利说明】一种基于相变储热材料的可控式热交换装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种可控式热交换装置，涉及间歇式采暖【技术领域】。
【背景技术】
[0002]火墙和火炕是我国严寒地区最早掌握并一直使用的间歇式采暖技术之一，是劳动人民长期生活在严寒气候条件下的智慧结晶，它们目前仍然是我国严寒地区农村建筑中普遍采用的采暖方式。近年来，国内外学者普遍认为，火墙和火炕等古老的采暖方式符合可持续发展理念，能以较低的成本和就地取材的可再生能源(农作物秸杆)消耗解决分散居住众多民众的取暖问题，也符合严寒地区村镇区域的环境特点、生活习惯和生活成本控制要求，也被认为是一种有利于身体健康的供暖方式。传统火墙和火坑的工作原理主要是利用天然石材或烧结砖等砌筑材料将炉膛内高温烟气的热量吸收、储存并与室内空气进行热交换，以满足采暖间歇时间段内的热量补给和供应。然而，由于天然石材和烧结砖这类材料的储热能力较低，对高温烟气中的热量利用率有限，从而导致采暖时段内房间中的温度过高，而在采暖间歇时段内房间温度下降很快，房屋的居住舒适性差。
[0003]通过在火墙表面安置可以容纳大量相变储热材料的容器，在采暖期间使储热材料吸收大量来自火墙内烟气的热量调节室内温度并将热量通过材料相变而储存起来；在采暖间歇期间，随着室内温度下降引发储热材料发生逆向相变而将原来储存的热量释放出来以维持室内温度在较长时间内处于人类生活舒适状态，这一方案可以有效解决目前火墙间歇式采暖的不足之处。
[0004]对于填充储热材料的金属密封壳体来说，一方面，如果与烟气接触的内表面为平面时，与烟气接触面积小，在短时间内不能充分吸收烟气中的热量而降低储热材料的储热效率；另一方面，如果在壳体内表面上安装多组吸热翅片时，可以有效增加壳体吸热面积而使壳体中储热材料的储热效率大大提高。但是，当有吸热翅片存在时，在采暖间歇时间段内，储热材料中的热量会通过吸热翅片散释到火墙烟道中而浪费，大大降低储热材料对房间内气温的调节稳定作用。
【发明内容】
[0005]本发明为了解决相变储热材料在采暖间歇时间段内通过封装壳体上的吸热翅片将热量散释到火墙烟道而造成能源浪费和室内调节温度效率降低的问题，进而提供了一种基于相变储热材料的可控式热交换装置。
[0006]本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是:
[0007]—种基于相变储热材料的可控式热交换装置，所述装置包括用于填充相变储热材料的金属密封壳体、若干吸热翅片、若干吸热翅片铰链(合叶)、引线和至少两个滑轮；每个吸热翅片由导热层和不导热层贴合在一起构成，金属密封壳体的后端面靠近热源用于吸热，前端面用于作为散热端面，金属密封壳体的后端面上分散地安装有若干吸热翅片，每个吸热翅片的根部通过一个吸热翅片铰链连接在金属密封壳体的后端面上；至少两个滑轮安装在金属密封壳体上，每个吸热翅片的末端固定在引线上，引线绕在滑轮上；通过拉动引线的一端可控制若干吸热翅片倒下平铺在金属密封壳体的后端面上，且每个吸热翅片的导热层与金属密封壳体的后端面接触，每个吸热翅片的不导热层朝外；通过拉动引线的另一端可控制倒下平铺的若干吸热翅片与金属密封壳体的后端面呈90度角。
[0008]本发明的有益效果是:
[0009]盒体装置(即用于填充相变储热材料的金属密封壳体)面对火墙一侧有吸热翅片，吸热翅片作用是在吸热阶段提高盒体吸热面积使盒体内相变储热材料加速相变进而储存热能。本发明通过改变吸热翅片的构成(由导热层和不导热层贴合在一起构成)，并将吸热翅片通过铰链活动地安装在用于填充相变储热材料的金属密封壳体上，使吸热翅片在吸热过程中发挥应有的吸热功能(吸热翅片张开)。在放热阶段(或采暖间歇时间段)，控制若干吸热翅片倒下平铺在金属密封壳体的吸热端面上，且每个吸热翅片的导热层与金属密封壳体的吸热端面接触，每个吸热翅片的不导热层朝外防止吸热翅片产生散热功能，使盒体装置吸收的大量热量不会被吸热翅片释放到烟道中，大大提高了基于相变储热材料的可控式热交换装置的热交换效率。本发明通过控制翅片直立或平铺于盒体，有效解决了上述技术问题。本发明特别适用于火墙内的装有相变储热材料的装置技术或火墙表面安置容纳大量相变储热材料的容器。本发明用于火墙火炕等间歇式采暖方式中。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本发明【具体实施方式】一的结构示意图，图2是本发明【具体实施方式】二和三的结构示意图。
【具体实施方式】
[0011]【具体实施方式】一:如图1所不，本实施方式所述的一种基于相变储热材料的可控式热交换装置，所述装置包括用于填充相变储热材料的金属密封壳体1、若干吸热翅片2、若干吸热翅片铰链(合叶)4、引线6和至少两个滑轮5 ;每个吸热翅片2由导热层2-1和不导热层2-2 (非导热层)贴合在一起构成，金属密封壳体I的后端面1-1靠近热源用于吸热，前端面1-2用于作为散热端面，金属密封壳体I的后端面1-1上分散地安装有若干吸热翅片2，每个吸热翅片2的根部通过一个吸热翅片铰链4连接在金属密封壳体I的后端面上；至少两个滑轮5安装在金属密封壳体I上，每个吸热翅片2的末端固定在引线6上，引线6绕在滑轮5上；通过拉动引线6的一端可控制若干吸热翅片2倒下平铺在金属密封壳体I的后端面上，且每个吸热翅片2的导热层2-1与金属密封壳体I的后端面接触，每个吸热翅片2的不导热层2-2朝外；通过拉动引线6的另一端可控制倒下平铺的若干吸热翅片2与金属密封壳体I的后端面呈90度角。
[0012]对封装盒体上的翅片进行改造处理，面对室内的翅片固定不动，面对火墙内烟道的翅片可以转动。吸热阶段，将面向烟道翅片直立，这大大增加了装置的吸热面积。当停止加热时，在此放热阶段，拉动滑轮上引线，面向烟道一侧翅片将倒下平铺在盒体表面，合叶的功能是使翅片只能90度转动，此时翅片不导热材料一侧将盒体散热面覆盖，可以有效解决放热过程中盒体向烟道内散失大量热量，当需要加热时，拉动另一方向的引线，翅片又变为直立状态，增加盒体吸热面积。[0013]【具体实施方式】二:如图2所示，本实施方式中，在金属密封壳体I的前端面1-2上分散地安装有若干散热翅片3。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一相同。如此设置，进一步提高基于相变储热材料的可控式热交换装置在散热阶段的散热效果。
[0014]【具体实施方式】三:如图2所示，本实施方式中，每个散热翅片3的根部通过一个散热翅片铰链7连接在金属密封壳体I的前端面上。其它组成及连接关系与【具体实施方式】二相同。如此设置，在吸热阶段时，可控制若干散热翅片铰链7合放或铺放在放热面上，这样进一步使盒体吸热速率大于散热速率，这将提高金属密封壳体I内的填充相变储热材料的储热量和储热效率，并且通过控制若干散热翅片在放热阶段平铺或直立，可以有效调节放热阶段室内空气的升温速度，解决了放热阶段放热翅片向室内释放过多热量，使室内温度过闻。
[0015]【具体实施方式】四:如图1或2所示，本实施方式所述导热层2-1为由金属材料制成的导热层，所述不导热层2-2为由多孔陶瓷材料(还可以是其他的低导热材料，如岩棉，或可以涂在金属表面的耐热隔热涂料)。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一、二或三相同。
[0016]【具体实施方式】五:如图1或2所示，本实施方式，与热源直接接触的若干吸热翅片2总面积之和为金属密封壳体I后面端面积的1.0至1.5倍。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一相同。
[0017]【具体实施方式】六:如图1或2所示，本实施方式中，与热源直接接触的若干吸热翅片2总面积之和为金属密封壳体I后面端面积的1.0至1.5倍。即所述若干吸热翅片2在金属密封壳体I的后端面上呈90度角时，与热源直接接触的吸热翅片总面积为金属密封壳体I后面面积的1.0至1.5倍)。其它组成及连接关系与【具体实施方式】二或三相同。
[0018]【具体实施方式】七:如图1或2所示，本实施方式所述金属密封壳体I前、后端面面积相等，若干散热翅片3的散热面的面积总之和为金属密封壳体I前端面面积的1.0至1.7倍。其它组成及连接关系与【具体实施方式】六相同。
[0019]【具体实施方式】八:如图1或2所示，本实施方式所述金属密封壳体I前、后端面为波纹板。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一、二、三、四、五、六或七相同。
[0020]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
[0021]实施例:
[0022]金属密封壳体I填充的相变储热材料采用14酸，所述壳体I可采用金属铝、铜或不锈钢等材料制成，盒体的尺寸为300X300X45，壳体采用的金属材料厚度为1mm，在壳体后端面1-1上安装吸热翅片，吸热翅片导热部分2-1由金属铜制成，不导热部分2-2由多孔陶瓷制成，2-1和2-2厚度均为1_，两者可以通过耐高温胶粘接或者螺栓(铆接)等机械连接。吸热翅片与盒体通过铰链连接，铰链长度为290mm，为了使翅片上吸收的热量有效传递给壳体。铰链与壳体、铰链与翅片连接可以通过耐高温胶粘接或螺栓(铆接)等机械连接或焊接。翅片尺寸为290X30.散热翅片由金属铜制成，其连接方式同吸热翅片一样。吸热翅片为12个，散热翅片为10个。在盒体两侧面分别安装一个滑轮5，引线6可以采用金属线，在吸热阶段，通过拉动引线6将吸热翅片直立，并且同时将1-2端面放热翅片平铺，t匕较原来放热翅片固定不动，前者大大提高了相变材料的储热速率，盒体内相变材料完全相变时间缩短近一倍。在放热阶段，通过拉动引线6将吸热翅片平铺于壳体，比较原来吸热翅片只有金属铜制成，并且直立固定不动，前者大大减少了盒体向烟道一侧的散热量，散热量减少60 %至70 %。放热阶段通过控制一部分散热翅片平铺或直立，可以有效调节室内温度变化，防止室内温度过高。
【权利要求】
1.一种基于相变储热材料的可控式热交换装置，其特征在于:所述装置包括用于填充相变储热材料的金属密封壳体(1)、若干吸热翅片(2)、若干吸热翅片铰链(4)、引线(6)和至少两个滑轮(5);每个吸热翅片(2)由导热层(2-1)和不导热层(2-2)贴合在一起构成，金属密封壳体(1)的后端面(1-1)靠近热源用于吸热，前端面(1-2)用于作为散热端面，金属密封壳体(1)的后端面(1-1)上分散地安装有若干吸热翅片(2)，每个吸热翅片(2)的根部通过一个吸热翅片铰链(4)连接在金属密封壳体(1)的后端面上；至少两个滑轮(5)安装在金属密封壳体(1)上，每个吸热翅片(2)的末端固定在引线(6)上，引线(6)绕在滑轮(5)上；通过拉动引线(6)的一端可控制若干吸热翅片(2)倒下平铺在金属密封壳体(1)的后端面上，且每个吸热翅片(2)的导热层(2-1)与金属密封壳体(1)的后端面接触，每个吸热翅片(2)的不导热层(2-2)朝外；通过拉动引线(6)的另一端可控制倒下平铺的若干吸热翅片(2)与金属密封壳体(1)的后端面呈90度角。
2.根据权利要求1所述的一种基于相变储热材料的可控式热交换装置，其特征在于:在金属密封壳体(1)的前端面(1-2)上分散地安装有若干散热翅片(3)。
3.根据权利要求2所述的一种基于相变储热材料的可控式热交换装置，其特征在于:每个散热翅片(3)的根 部通过一个散热翅片铰链(7)连接在金属密封壳体(1)的前端面上。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种基于相变储热材料的可控式热交换装置，其特征在于:所述导热层(2-1)为由金属材料制成的导热层，所述不导热层(2-2)为由多孔陶瓷材料或岩棉材料制成的不导热层。
5.根据权利要求1所述的一种基于相变储热材料的可控式热交换装置，其特征在于:与热源直接接触的若干吸热翅片(2)总面积之和为金属密封壳体(1)后面端面积的1.0至1.5 倍。
6.根据权利要求2或3所述的一种基于相变储热材料的可控式热交换装置，其特征在于:与热源直接接触的若干吸热翅片(2)总面积之和为金属密封壳体(1)后面端面积的1.0 至 1.5 倍。
7.根据权利要求6所述的一种基于相变储热材料的可控式热交换装置，其特征在于:所述金属密封壳体(1)前、后端面面积相等，若干散热翅片(3)的散热面的面积总之和为金属密封壳体(1)前端面面积的1.0至1.7倍。
8.根据权利要求7所述的一种基于相变储热材料的可控式热交换装置，其特征在于:所述金属密封壳体(1)前、后端面为波纹板。
9.根据权利要求1、2或3所述的一种基于相变储热材料的可控式热交换装置，其特征在于:所述导热层(2-1)为由金属材料制成的导热层，所述不导热层(2-2)为由低导热材料制成的不导热层或涂在金属表面的耐热隔热涂料层。
【文档编号】F24D15/02GK103925637SQ201410186447
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年5月5日 优先权日:2014年5月5日
【发明者】高小建, 连纪峰, 刘春英 申请人:哈尔滨工业大学