I)和位于外箱体(I)内的储热罐(3)，储热罐(3)引出的进口干管(18)、出口干管(14)、外接干管(33)，以及位于外箱体(I)内的自动监控器(13);所述的进口干管(18)和出口干管(14)的一端与热源端的换热器或用户端的换热器连接，进口干管(18)的另一端连接储热罐内的下联管(25)，出口干管(14)的另一端与储热罐内的第二多孔管联管(4)连接；所述的外接干管(33)的一端连接储热罐内的第二多孔管联管(4’)，外接干管(33)的另一端与储热罐内的上联管(32)连接；所述的出口干管(14)上安装有第一温度传感器(15)、第一电动阀(17)和流量传感器(16);所述的进口干管(18)上安装有第二温度传感器(19)、循环泵(21)、第二电动阀(22)和压力传感器(20);所述的外接干管(33)上安装有第三电动阀(34);所述的自动控制器(13)与所述的温度传感器、流量传感器、压力传感器、电动阀和循环泵通过信号线连接；所述的复合换热式移动供热装置安装在移动运输工具上。2.根据权利要求1所述的复合换热式移动供热装置，其特征在于:所述的储热罐(3)的外表被保温层(2)包裹，顶部设置有压力安全阀(11);所述的储热罐(3)内设有竖直布置的换热管(10)，换热管(10)的上端与水平设置的出口支管(8)垂直连接，换热管(10)的下端垂直插入位于储热罐(3)底部的进口支管(26)上的喷嘴(27)中，喷嘴(27)的开口呈环形；所述的出口支管(8)与位于储热罐上部的上联管(32)连接，所述的进口支管(26)与位于储热罐(3)底部的下联管(25)连接。所述的出口支管(8)的上方设有与之平行的多孔管(5)，多孔管(5)的两端分别与第一多孔管联管(4)和第二多孔管联管(4’)连接；所述的进口干管(18)和出口干管(14)的末端均安装有接头，与热源端的换热器或用户端的换热器连接。3.根据权利要求2所述的复合换热式移动供热装置，其特征在于:所述的换热管(10)在位于喷嘴(27)上部的部分自下而上依次顺序同心套有圆台形的金属喷嘴帽(28)、喷嘴帽弹簧(29)和限位环(30)，喷嘴帽弹簧(29)的下端与喷嘴帽(28)固定连接，喷嘴帽弹簧(29)的上端与限位环(30)固定连接，限位环(30)与换热管(10)通过螺纹固定连接。所述的喷嘴帽(28)沿换热管(10)的轴向上下活动，非工作状态下喷嘴帽(28)依靠喷嘴帽弹簧(29)的弹力阻尼封闭喷嘴(27)的环形开口。4.根据权利要求1所述的复合换热式移动供热装置，其特征在于:所述的换热管(10)埋设在储热罐⑶内的相变储热材料(9)中，沿储热罐(3)的轴向等距分布形成一排，沿储热罐(3)的径向等距布置多排，换热管(10)外壁带有长直肋片(31)。5.根据权利要求1所述的复合换热式移动供热装置，其特征在于:所述的多孔管(5)位于储热罐(3)内的流体工质(9)中，在多孔管(5)上等距布置有多个开口向上的圆孔(6)。6.根据权利要求1所述的复合换热式移动供热装置，其特征在于:所述的相变储热材料(9)中设置有第三温度传感器(23)和第四温度传感器(24)，第三温度传感器(23)和第四温度传感器(24)均通过储热罐(3)的内壁固定；第三温度传感器(23)和第四温度传感器(24)竖直方向上与换热管(10)上端、下端的距离相等；第三温度传感器(23)与换热管(10)外壁之间有距离；第四温度传感器(24)位于以相邻四根换热管(10)的圆心为顶点的矩形对角线的交点上；所述的自动控制器(13)与埋设在相变储热材料(9)中的第三温度传感器(23)和第四温度传感器(24)通过信号线连接。7.根据权利要求1所述的复合换热式移动供热装置，其特征在于，所述的复合换热式移动供热装置的充热过程如下: 将进口干管(18)和出口干管(14)与热源端的换热器连接；自动控制器(13)开启安装在出口干管(14)上第一电动阀(17)、进口干管(18)上的第二电动阀(22)，并启动进口干管(18)上的循环泵(21)运行，使流体工质层中的流体工质(7)通过多孔管(5)、出口干管(14)进入热源端的换热器中，与150?200°C的热源流体工质进行换热；升温后的流体工质(7)依次通过进口干管(18)、下联管(25)、进口支管(26)进入储热罐(3)内的换热管(10)，与相变储热材料(9)进行间接接触换热后，依次经过出口支管(8)、上联管(32)、夕卜接干管(33)、多孔管联管(4)和多孔管(5)返回流体工质层，形成间接接触换热循环；固态的相变储热材料(9)不断升温至熔化，在换热管(10)周围形成易流动的液态区，即流通通道；当外接干管(33)上安装的第三温度传感器(23)监测相变储热材料(9)的温度超过相变温度时，流体通道直径达到预设值，自动控制器(13)控制外接干管(33)上安装的第三电动阀(34)减小开度，使换热管(10)中的压力升高；当压力超过某一阈值时，流体工质(7)推起换热管(10)上的喷嘴帽(28)，以某一流量喷入流体通道中，与未熔化的相变储热材料(9)进行直接接触换热，换热后的流体工质(7)上升至流体工质层，依次经过多孔管(5)、多孔管联管(4)和出口干管(14)，再次进入热源端的换热器，形成直接接触换热循环；在此过程中，流体通道的直径不断增大至消失，大量的热量被快速储存在熔化的相变储热材料(9)中；当埋设在相变储热材料(9)中的第四温度传感器(24)监测到相变储热材料(9)的温度超过相变温度某一值时，自动控制器(13)控制所述的循环泵(21)停止运行，并关闭所述的第一电动阀(17)和第二电动阀(22)，结束充热。8.根据权利要求1所述的复合换热式移动供热装置，其特征在于，所述的复合换热式移动供热装置的供热过程如下: 所述的复合换热式移动供热装置充热完毕后运送至用户处，将进口干管(18)和出口干管(14)与用户端的换热器连接；自动控制器(13)控制出口干管(14)上的第一电动阀(17)和进口干管(18)上的第二电动阀(22)开启，减小外接干管(33)上的第三电动阀(34)的开度，使流体工质(7)以某一流量由喷嘴(27)喷入液态相变储热材料(9)中进行直接接触换热，温度升高后的流体工质(7)进入用户端换热器，与20?50°C的用户流体工质换热，用户流体工质升温后返回用户，实现供热；自动控制器(13)根据出口干管(14)上的第一温度传感器(15)和进口干管(18)上的第二温度传感器(19)监测的温度来控制第一电动阀(17)或第二电动阀(22)的开度，在额定最大循环流量范围内调节流体工质(7)的循环流量，实现供热温度的控制；当埋设在相变储热材料(9)中的第四温度传感器(24)监测到相变储热材料(9)的温度与要求的供热温度差值低于某一值时，自动控制器(13)控制进口干管(18)上的循环泵(21)停止运行，并关闭所述的第一电动阀(17)和第二电动阀(22)，结束供热。
【专利摘要】一种复合换热式移动供热装置，包括外箱体和位于外箱体内的储热罐，由储热罐引出的进口干管、出口干管、外接干管，以及位于外箱体内的自动控制器。所述储热罐内相变储热材料中竖直埋设有换热管，其上端与进口支管垂直连接，其下端插入进口支管的喷嘴中，喷嘴由喷嘴帽借助弹簧弹力封闭，所述储热罐内流体工质中设有多孔管。充热时，高温流体工质进入换热管与相变储热材料进行间接接触换热循环，在固态相变储热材料中形成流体通道，再控制流体工质由喷嘴喷入流体通道与相变储热材料进行直接接触换热循环。供热时，自动控制器通过对传感器监测和电动阀门开度的控制来调节直接接触换热循环流量，实现对供热温度的控制。
【IPC分类】F24D15/02, F24D19/10
【公开号】CN104964336
【申请号】CN201510303243
【发明人】朱晓林, 王志峰, 杨铭, 邓杰
【申请人】中国科学院电工研究所
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年6月5日