专利名称：相变材料蓄热供热装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及热能储存与释放装置，尤其是涉及利用相变材料实现蓄热供热功能的
直O
背景技术：
在热能的使用过程中，很多时候由于不能有效利用和储存而使一部分热量散失， 形成废热，造成热污染和能源浪费。能源资源短缺已成为不争的事实，节能减排是实现经济 社会可持续发展的必然选择。现有利用单一相变材料的蓄热供热装置进行废热回收再利用 技术能量利用率低、储热量小，不能充分利用排放的潜在能量，特别在排热温度高于150°C， 使用温度低于70°C的情况下，由于温差较大，单一相变材料一次吸热放热过程无法保证能 量的高效利用，使用单一相变材料的蓄热供热装置无法保证热量的高效利用，导致出水口 出水温度不高，无法保证正常的生产使用及生活要求。
发明内容
为了解决现有相变材料蓄热供热装置无法充分利用热量的问题，本发明提供一种 蓄热密度大，放热稳定，热效率高的相变材料蓄热供热装置。本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是，相变材料蓄热供热装置，包括至少两个蓄热箱，蓄热箱连接成排，蓄热箱内分别填 充有不同的相变材料，各蓄热箱内相变材料的相变温度从高到低呈梯级分布，蓄热箱内均 安装有供热换热器和取热换热器，各蓄热箱内的供热换热器之间和取热换热器之间分别穿 过蓄热箱壁相连接，位于排两端蓄热箱内的供热换热器和取热换热器均有接口伸出蓄热箱 外。所述蓄热箱内壁设有隔热保温层。所述相变材料封装于蓄热球中。所述取热换热器上设有高压保护装置。本发明的有益效果是，使用多种不同相变温度的相变材料，经过梯级吸收，把排热 能量充分利用，保证能够最大限度的利用能量，特别在排热温度高于150°C，使用温度低于 70°C的情况下，使用两种相变相变材料，可达到技术、经济和安全的全面优化。本发明结构 简单、换热效率高、蓄热密度大、放热稳定。
图1是本发明相变材料蓄热供热装置的结构示意图；图中，100.蓄热箱，110.取热换热器，111.取热流体进口，112.高压保护装置， 120.供热换热器，121.供热流体出口，130.低温蓄热球，140.隔热保温层，200.蓄热箱， 210.取热换热器，211.取热流体出口，212.高压保护装置，220.供热换热器，221.供热流体 进口，230.高温蓄热球，240.隔热保温层。
具体实施例方式为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结 合图示和具体实施方式
，进一步阐述本发明。作为实施例之一，蓄热箱100内堆积有低温蓄热球130，低温蓄热球130中填充了 相变温度较低的相变材料，蓄热箱100内上部设置有取热换热器110，取热换热器110上设 有取热流体进口 111，蓄热箱100内下部设置有供热换热器120，供热换热器120上设有供 热流体出口 121 ；蓄热箱200内堆积有高温蓄热球230，高温蓄热球230中填充相变温度相 对较高的相变材料，蓄热箱200内上部设有取热换热器210，取热换热器210上设有取热流 体出口 211，蓄热箱200内下部设有供热换热器220，供热换热器220上设有供热流体进口 221。在蓄热箱100与蓄热箱200之间，取热换热器110和取热换热器210穿过各自蓄 热箱壁相连接，供热换热器120和供热换热器220穿过各自蓄热箱壁相连接。蓄热箱100与蓄热箱200内壁各设有设有隔热保温层140与隔热保温层240，防止 蓄热箱内热量流失。相变材料吸热后达到一定温度而发生相变，不断将能量储存起来。当高温热源流 体(这部分流体主要来自于工业废热、余热等暂时不用的热，而且该流体的温度要高于蓄 热球230中相变材料的相变温度)从供热流体进口 221进入，通过供热换热器220及供热 换热器120时，高温流体与蓄热球发生热交换，高温蓄热球230及低温蓄热球130内的相变 材料受热发生相变储热。由于高温蓄热球230中填充的相变材料其相变温度高于低温蓄热 球130内相变材料的相变温度，供热流体的热量被高温蓄热球230吸收热量后温度有一定 程度的降低，低温蓄热球130接着吸收供热流体剩余的热量，对能量进行梯级利用，从右到 左热能达到充分吸收。特别在排热温度高于150°C，使用温度低于70°C的情况下，经过二级 吸收，能把排热能量充分吸收，保证最大限度的利用能量。能量储存完毕而无热源可以利用时，本装置便发挥热源的作用。取热流体从取热 流体进口 111进入，通过取热换热器110和取热换热器210，取热流体与蓄热球发生热交换， 能量由蓄热球传给流体，实现能量的释放，不断得到加热后从取热流体出口 211流出供使 用。而此时由于使用两种相变蓄热材料，可以充分利用储存的热量，延长放热时间。在蓄热过程中，热量不断增加，蓄热箱内的压强也随之增大，设置在取热换热器 110上的高压保护装置112和取热换热器210上的高压保护装置212就能起到保护蓄热箱 和其内部装置的作用，不会因为压强的增大损坏蓄热装置。以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术 人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施和说明书中描述的只是说明本发 明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进(如改用 盘管及热管强化的方法，原理方法与相变球相似)，这些变化和改进都落入要求保护的本发 明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求
相变材料蓄热供热装置，其特征在于，包括至少两个蓄热箱，蓄热箱连接成排，蓄热箱内分别填充有不同的相变材料，各蓄热箱内相变材料的相变温度从高到低呈梯级分布，蓄热箱内均安装有供热换热器和取热换热器，各蓄热箱内的供热换热器之间和取热换热器之间分别穿过蓄热箱壁相连接，位于排两端蓄热箱内的供热换热器和取热换热器均有接口伸出蓄热箱外。
2.根据权利要求1所述的相变材料蓄热供热装置，其特征在于，所述蓄热箱内壁设有 隔热保温层。
3.根据权利要求1所述的相变材料蓄热供热装置，其特征在于，所述相变材料封装于 蓄热球中。
4.根据权利要求1所述的相变材料蓄热供热装置，其特征在于，所述取热换热器上设 有高压保护装置。
全文摘要
相变材料蓄热供热装置，包括至少两个蓄热箱，蓄热箱连接成排，蓄热箱内分别填充有不同的相变材料，各蓄热箱内相变材料的相变温度从高到低呈梯级分布，蓄热箱内均安装有供热换热器和取热换热器，各蓄热箱内的供热换热器之间和取热换热器之间分别穿过蓄热箱壁相连接，位于排两端蓄热箱内的供热换热器和取热换热器均有接口伸出蓄热箱外，所述蓄热箱内壁设有隔热保温层，所述相变材料封装于蓄热球中，所述取热换热器上设有高压保护装置，使用多种不同相变温度的相变材料，经过梯级吸收，把排热能量充分利用，保证能够最大限度的利用能量，结构简单、换热效率高、蓄热密度大、放热稳定。
文档编号F24D11/00GK101963469SQ201010528079
公开日2011年2月2日 申请日期2010年11月1日 优先权日2010年11月1日
发明者于树轩, 于美, 李志伟, 李晓菲, 林原培, 王为, 章学来 申请人:上海海事大学