一种相变储热式装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于相变材料储能技术领域，涉及一种相变储热式装置。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]针对上述问题，申请号为201310524414.X的中国实用新型专利公布了一种插装式相变储热水箱，该水箱包括下部具有进水口、上部具有出水口的筒状储水箱体(俗称内胆)，所述储水箱体长度方向的上端延伸出中部留有通孔的半封闭端盖，所述通孔中插装储热装置，所述储热装置具有担在通孔周围的密封翻盖，所述翻盖的中部延伸出插入储水箱体内填充相变材料的储热管，所述翻盖外侧固定密封的法兰压盖。该专利公布的技术方案使得储热装置的清理维护以及相变材料的更换较为容易，但其在换热效率、单位体积储热量等方面的指标却有待进一步改进。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的就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相变储热式装置。
[0006]本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0007]—种相变储热式装置，该装置包括外壳、设置在外壳中的内胆以及设置在外壳与内胆之间的保温层，还包括等间距设置在内胆中的多层换热元件、填充在换热元件与内胆之间的相变材料以及贯穿设置在相变材料中的气动搅拌管，该气动搅拌管将外部高压气体引入相变材料中，使相变材料得到搅拌而均匀分布，所述的内胆顶部还设有进口主管道及出口主管道，所述的换热元件通过进口主管道、出口主管道与外部末端散热设备连接，持续稳定地供热供暖。在储热装置顶部设置有冷凝管，冷凝管使得储热装置一点通大气，保持储热装置内部常压，并且罐内材料有水分蒸发时可以在冷凝管内冷凝回流。
[0008]所述的换热元件与进口主管道及出口主管道同程并联连接。
[0009]所述的换热元件为换热盘管，所述的相变材料由下向上依次穿过多层换热盘管的圆心并填充设置在内胆中。
[0010]所述的换热盘管上沿圆周均匀布设有多个用于防止相变材料分层的隔板。
[0011]在实际设计过程中，隔板的个数一般设有3-8个。
[0012]所述的换热盘管为金属盘管或塑料盘管中的一种，所述的隔板为金属隔板或塑料隔板中的一种。
[0013]所述的金属盘管及金属隔板的材质可以选自铜、不锈钢、铝或合金中的一种。
[0014]所述的塑料盘管及塑料隔板的材质可以选自聚乙烯(PE)、高密度聚乙烯(HDPE)、PERT或聚丁烯(PB)中一种，其中，PERT为中密度聚乙烯类塑胶，其是乙烯与辛稀的共聚物。
[0015]所述的换热盘管中设有循环介质，该循环介质包括水、防冻液、导热油或超导液中的一种。
[0016]所述的气动搅拌管的表面设有多个出气孔。
[0017]所述的气动搅拌管的底端埋设在内胆底部，顶端伸出外壳。
[0018]所述的相变材料为发生相变吸收并释放热量的有机相变材料或无机相变材料中的一种。
[0019]所述的有机相变材料可以选自石蜡、季戊四醇、新戊二醇、2-氨基-2-甲基-1，3-丙二醇或三羟甲基乙烷中的一种，所述的无机相变材料可以选自碱及碱土金属的卤化物、硫酸盐、磷酸盐、硝酸盐、醋酸盐或碳酸盐中的一种。
[0020]所述的有机相变材料优选石蜡或季戊四醇，所述的无机相变材料优选氢氧化钠或三水醋酸钠。
[0021 ] 所述的内胆顶部还设有冷凝管，该冷凝管将内胆与大气连通。
[0022]所述的冷凝管使得相变储热式装置一点通大气，保持装置内部常压，并且装置内材料有水分蒸发时，可以在冷凝管内冷凝回流。
[0023]在实际使用过程中，保温层用于防止相变储热装置能量损失，换热盘管设置于内胆中，用于外部热源向相变储热式装置充热以及相变储热式装置向使用侧放热，而进口主管道用于外部热源自进水管进入相变储热式装置，出口主管道用于相变储热式装置中的热水流出，而相变材料通过固-液态的相变来储存及释放热量，气动搅拌管主要用于装置中相变材料的维护，防止相变材料分层，而隔板则主要用于防止相变材料分层，并加强内部换热。
[0024]与现有技术相比，本实用新型新型相变储热式装置结构简单、制作方便，且系统储热能力高，外形尺寸小，同时，由于相变材料相变过程稳定，所以本实用新型装置能够稳定持续地提供相变材料熔点附近温度的热水，通过连接末端散热设备，可用于建筑物的采暖及热水需求。具体的本实用新型具有以下特点:
[0025]I)由于在内胆中等间距设置多层换热元件，各层换热元件的长度间距设计，充分考虑了相变材料的换热特点，可以有效避免相变材料因过于集中而导致的热交换滞后性，同时有利于增大热交换面积，大幅提高换热效率，从而能够按照要求平稳恒定地进行换执.JtW ，
[0026]2)由于在换热盘管上沿圆周均匀布设多个隔板，不仅能有效防止相变材料分层，还能起到增强换热的作用；
[0027]3)由于采用气动搅拌管，在需要的时候，可从外部打入高压气体，使装置内的相变材料得到搅拌而均匀分布，能有效防止相变材料分层，有利于装置中相变材料的维护；
[0028]4)整体结构简单、紧凑，维护方便，易于制造和安装，能源利用率高、热量输出平稳，换热元件与相变材料紧密接触，换热效率高，单位体积储热量大，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】
[0029]图1为本实用新型装置结构示意图；
[0030]图2为本实用新型换热元件的俯视结构示意图；
[0031]图中标记说明:
[0032]I—外壳、2—内胆、3—保温层、4一换热元件、5—进口主管道、6—出口主管道、7—相变材料、8—气动搅拌管、9 一隔板、10—冷凝管。