一种常压相变储热装置的制作方法

本发明属于相变材料储能技术领域，具体涉及一种常压相变储热装置。

背景技术：

现有常用的储热方式有两大类，即显热式储热和潜热式储热。显热蓄热主要是通过某种材料温度的上升或下降而存储热能，显热蓄热是各种蓄热方式中原理最简单、技术最成熟、材料来源最丰富，成本最低廉的一种，因而也是实际应用和推广得最普遍的一种。潜热式储热所依据的基本原理是，物质由固态转变为液态(熔解)，由液态转变为气态(气化)，或由固态直接转变为气态(升华)，都会吸收相变热；而进行逆过程时则释放相变热。与显热式储热相比，潜热式储热有两大明显优点：储热密度大，即可以用很小的体积储存很多的热能；吸热过程和放热过程几乎是在恒温条件下进行，有利于与热源和负载相配合。

目前，普通储热式装置主要为保温水箱，仅利用水的显热储存热量，尺寸庞大，而且安装困难。部分相变储热式装置结构复杂，维护、维修成本高。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构可靠、热量输出平稳、热效率高、安装简单，并能有效解决换热效率低、单位体积储热量小等根本问题的常压相变储热装置。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种常压相变储热装置，其中:包括主进水管、供热进水管、蓄热进水管、供热出水管、蓄热出水管、主出水管、供热电动二通阀、蓄热电动二通阀、隔板、补水口、溢流口、排污口、排气孔、检修口、储能球、液位传感器、内胆、保温层、外壳、底座；所述保温层设在内胆与外壳之间，所述主进水管的出水口分成上下两路，一路主进水管的出水口与供热进水管的进水口连接，另一路主进水管的出水口与蓄热进水管的进水口连接，并且所述供热进水管依次穿过外壳与保温层置于内胆的上部及储能球内部，所述储能球置于内胆内部，并且位于隔板的上面；所述内胆内底部与顶部三分之一处各设置一层隔板；所述蓄热进水管依次穿过外壳与保温层置于内胆的底部；所述补水口与溢水口依次穿过外壳与保温层置于内胆上端，并且所述补水口位于供热出水管的上方，溢水口位于补水口的上方；所述供热出水管依次穿过外壳与保温层置于内胆的上方，并且位于储能球的上方与补水口的下方之间；所述蓄热出水管依次穿过外壳与保温层置于内胆内，且位于蓄热供水管的上方；所述供热出水管和蓄热出水管的出水口延伸至外壳外与主出水管汇合；所述供热电动二通阀位于外壳的外壁上方，并且所述供热电动二通阀的阀门与接近供热出水管的出水口处的供热出水管相连通；所述蓄热电动二通阀的阀门与接近蓄热出水管的出水口处的蓄热出水管相连通；所述排污口依次穿过外壳与保温层置于内胆的底部；所述排气孔和检修口依次穿过外壳与保温层置于内胆的顶部；所述液位传感器依次穿过外壳与保温层置于内胆下部，并且位于蓄热出水管的上方；所述底座设在外壳的底部；在所述的供热进水管、蓄热进水管、供热出水管、蓄热出水管上均匀的开设有若干个布水孔。

优选地，所述的隔板为不锈钢冲孔板。

优选地，所述的储能球为密封状态直径5cm的pp材质球体；储能球内密封材料为在相变温度点发生相变吸收及释放热量的无机相变材料的一种。

优选地，所述的储能球为18面球形，储能球与储能球之间多面紧贴。

与现有技术相比，本发明常压储热装置结构简单、制作方便，维修简便。且系统储热能力高，外形尺寸约为传统保温水箱的五分之一，可集中可分体集成，适用于各种空间。同时，介质水与储能球紧密包围接触，换热效率高，单位体积储热量大。由于相变材料相变过程稳定，本发明常压储热装置能够稳定持续地提供相变材料熔点附近温度的热水，热量输出平稳。该装置经济成本低，适合大规模批量生产，具有很好的应用前景。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例所述一种常压相变储热装置，其中:包括主进水管1、供热进水管2、蓄热进水管3、供热出水管4、蓄热出水管5、主出水管6、供热电动二通阀7、蓄热电动二通阀8、隔板9、补水口10、溢流口11、排污口12、排气孔13、检修口14、储能球15、液位传感器16、内胆17、保温层18、外壳19、底座20；所述保温层18设在内胆17与外壳19之间，所述主进水管1的出水口分成上下两路，一路主进水管的出水口与供热进水管2的进水口连接，另一路主进水管的出水口与蓄热进水管3的进水口连接，并且所述供热进水管2依次穿过外壳19与保温层18置于内胆17的上部及储能球15内部，所述储能球15置于内胆17内部，并且位于隔板9的上面；所述内胆17内底部与顶部三分之一处各设置一层隔板9；所述蓄热进水管3依次穿过外壳19与保温层18置于内胆17的底部；所述补水口10与溢水口11依次穿过外壳19与保温层18置于内胆17上端，并且所述补水口10位于供热出水管4的上方，溢水口11位于补水口10的上方；所述供热出水管4依次穿过外壳19与保温层18置于内胆17的上方，并且位于储能球15的上方与补水口10的下方之间；所述蓄热出水管5依次穿过外壳19与保温层18置于内胆17内，且位于蓄热供水管3的上方；所述供热出水管4和蓄热出水管5的出水口延伸至外壳9外与主出水管6汇合；所述供热电动二通阀7位于外壳的外壁上方，并且所述供热电动二通阀的阀门与接近供热出水管4的出水口处的供热出水管相连通；所述蓄热电动二通阀8的阀门与接近蓄热出水管5的出水口处的蓄热出水管相连通；所述排污口12依次穿过外壳19与保温层18置于内胆17的底部；所述排气孔13和检修口14依次穿过外壳19与保温层18置于内胆17的顶部；所述液位传感器16依次穿过外壳19与保温层18置于内胆17下部，并且位于蓄热出水管5的上方；所述底座20设在外壳19的底部；在所述的供热进水管2、蓄热进水管3、供热出水管4、蓄热出水管5上均匀的开设有若干个布水孔。

优选地，所述的隔板9为不锈钢冲孔板。用于承载储热材料以及控制水箱温差层。优选地，所述的储能球15为密封状态直径5cm的pp材质球体，可重复利用回收，与介质水隔绝，做到零污染、零排放。

储能球内密封材料为在相变温度点发生相变吸收及释放热量的无机相变材料的一种。

优选地，所述的储能球15为18面球形，储能球与储能球之间多面紧贴。一方面利用多孔毛细现状，实现底层高温热水自吸上升，进一步降低水温分层现象，增加存储热量；另一方面当储能球温度升高、体积膨胀时，多面球形起到缓冲作用，防止储能球破裂。

所述内胆为304不锈钢材质。

所述保温材料为发泡聚氨酯10cm厚。

本发明装置在实际运行中，通过以下方式实现储热、放热：

充热：在充热时间段内供热电动二通阀关闭，蓄热电动二通阀打开，利用工业余热或锅炉热使热水通过主进水管进入内胆内的供热进水管、蓄热进水管的管道，从布水孔流出，经过蓄热出水管布水孔，流入主出水管形成循环。热水持续浸泡储能球，储能球中相变材料吸收热量后温度逐渐升高至相变温度点，发生相变并继续吸热，相变完全后仍可继续升温吸热，完成储热过程。

放热：在放热时间段内供热电动二通阀打开，蓄热电动二通阀关闭，冷水通过主管道进入内胆的供热进水管、蓄热进水管的管道，从布水孔流出，经过蓄热出水管布水孔，流入主出水管形成循环。冷水从储能球吸取热量升温成热水实现供暖。随着冷水不断的吸热相变材料温度下降，在相变温度点发生相变，并释放出潜热，相变过程中和相变结束后相变材料温度继续下降释放热量，完成放热过程。

本发明中所述的储热装置与供热设备串联，成为供热源，为外部末端散热设备提供持续供暖。