一种复合式蓄热装置的制作方法

1.本发明涉及电蓄热供暖领域，具体涉及一种复合式蓄热装置。


背景技术：

2.在中国的供暖季，传统的燃煤取暖所带来的环境污染已经引起了整个社会的关注，近几年政府也出台了很多支持清洁采暖的改革政策。相较于集中供暖、天然气供暖、燃油供暖等采暖方式，电采暖由于具备覆盖范围广、铺设成本低、电容量充足等优势成为了清洁采暖的首选。然而这种在采暖季、大量使用电力进行直接采暖进一步加大了电网侧的峰谷差，同时也给电采暖用户增加了使用成本。为了解决上述问题，可采用蓄能的方式，在晚上便宜的低谷电价时间将能量进行储存，在白天将已储存能量取出使用，尽量减少峰电价和平电价阶段的电力使用。随着峰谷电价差值的增大，蓄热供暖方式不但解决了电力侧的调峰压力，也为客户节省了采暖费用，直接缩短了产品的回收年限，真正实现了老百姓用得起和清洁政策实施可持续性的目的。
3.在各种蓄热方式中，相变蓄热由于是利用相变材料的潜热进行能量的储存与释放，具备安全、储热量大，且相变过程中，温度基本保持不变等优点受到市场的关注。利用这些性能，可以很好的将热交换介质保持在较高的热品味温度，也使得终端用户保持较好的舒适性温度，例如专利cn201720459601中将相变蓄热材料作为单一蓄热介质所设计的常压装置。以上这种设计尽管蓄能量大，但有以下缺点：一是蓄热单元内部与大气相通，会出现结晶水损失，进而影响单元的蓄热量；二是与大气相通后，某些材料及其添加的辅料会与空气中某些组分发生反应，材料发生质的变化，进一步影响蓄热单元的寿命。三是单一以相变材料为蓄热介质，其成本比相对于水蓄热增加很多，市场推广难度大。
4.鉴于此，本专利设计一种复合式蓄热装置，将相变材料装入到蓄热棒进行密封，与蓄热棒外的水共同作为蓄热材料，同时水也作为换热介质，对终端进行循环供热。可实现供水温度高、蓄放热量更大、成本更低、安装简便的目的。


技术实现要素：

5.本实用新型专利提供一种单位有效能量大、换热性能好、占地面积小、成本低、安装简便的复合式相变蓄热装置。
6.本实用新型专利的技术方案是：一种复合式蓄热装置，包括外壳(1)，保温层(2)，内胆(3)，定位支架(4)，挡板固定柱(5)，支撑板(6)，电加热元件(7)，支撑座(8)，底托(9)，地脚(10)，相变蓄热棒(11)，内翅片(12)，温度探测盲管(13)，吊环(14)，自动排气阀(15)，进水管口(16)，出水管口(17)，上盖(18)，排污口(19)。
7.本专利所涉及的一种复合式蓄热装置其主要特征在于：吊环(14)与内胆(3)要叠加性焊接，充分保证了运输过程中吊装的安全性。在放热时，为了保证单元内部换热的均匀性，进水管口(16)的管子在单元内部向下加长，加长的长度尺寸与相变蓄热棒的尺寸一致。出水管口(17)与进水管口对称布置于上盖(18)靠近两端的位置。在蓄热装置的上盖(18)上
还布置有自动排气阀(15)，保证蓄热装置的安全性，以及在放热过程中，防止系统内有空气，导致泵的空转。温度探测盲管(13)也在上盖(18)上进行焊接，实现在整个充放热过程中，对温度的监控。
8.本专利所涉及的一种复合式蓄热装置其主要特征在于：相变蓄热棒(11)内填充有相变蓄热材料和内翅片(12)。由于相变材料的导热系数非常低，导致相变换热的温度出现拖尾和降低了相变材料的恒温交换特性，从而造成换热温度阶梯式下降，放热量也急剧降低。内翅片可采取碳钢、铝、不锈钢、铜等。
9.本专利所涉及的一种复合式蓄热装置其主要特征在于：定位支架(4)的面板上为方孔，采取焊接或激光冲孔进行实现。孔的尺寸应不小于相变蓄热棒(11)外径尺寸，以便能够插入蓄热棒。挡板固定柱(5)上加工有凸起部分，以防止定位支架的位移，有四个挡板固定柱(5)平均分布于同一个水平圆面的四周，然后再将挡板固定柱(5)焊接到内胆(3)的内壁上。两个定位支架(4)在放置过程中，应保证上下孔对齐，两个定位支架(4)被挡板固定柱(5)进行固定。
10.本专利所涉及的一种复合式蓄热装置其主要特征在于：支撑架(6)应用槽钢，槽钢的槽沟面按顺序布满圆孔，圆孔的直径是槽沟面宽度尺寸的1/2。该槽沟面应放置朝上，使得槽钢两侧面起到最佳的支撑作用。多个布满圆孔的槽钢间隔相变蓄热棒外径尺寸的1/2进行排布。下方用三根方钢作为支撑座(8)与相互排列的支撑架(6)进行垂直方向放置并进行焊接。然后相变蓄热棒(11)放置时，需要放置在相邻两个支撑架(6)的缝隙上。支撑架(6)上的圆孔和相邻两个支撑架的缝隙都保证了加热或放热时，水能够充分的发生热对流，加快换热速度。
11.本专利所涉及的一种复合式蓄热装置其主要特征在于：加热元件(7)安装于蓄热装置的下方，且加热管部分与支撑座(8)的方向相平行。支撑座(8)为三根方钢，其排列方向与支撑板(6)的方向垂直，且支撑座(8)所用方钢的高度尺寸不小于电热元件(7)加热管宽度尺寸的1.5倍。
12.本专利所涉及的一种复合式蓄热装置其主要特征在于：在蓄热装置的侧面底部，有排污口(19)。整个单元由底托(9)和5个地脚(10)进行支撑。
13.本专利所涉及的一种复合式蓄热装置其主要特征在于：相变蓄热棒内的相变材料可为无机相变材料、有机相变材料、固
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固相变材料、复合相变材料等。
14.通过以上设计，该蓄热装置具备了以下优点：第一，相变材料被密封于含有内翅片的管内，形成蓄热棒，隔绝了空气，防止了相变材料组分的挥发和反应；第二，安装更加简便，可进行施工现场的定制和安装，降低了运输成本；第三，相变材料和水作为复合式蓄热介质，实现了制造成本的下降。以上优点使得利用相变蓄热方式进行供暖经济效果更佳。
附图说明
15.图1相变蓄热装置的结构示意图。
16.图2支撑架和支撑座结构示意图。
17.图3相变蓄热棒以及内部翅片管示意图。
18.图4定位支架结构示意图。
19.图5地脚的分布示意图。
具体实施方式
20.为进一步说明本实用新型专利，结合实施例进行具体说明：
21.实施例1
22.一种复合式蓄热装置，首先将底托(9)和地脚(10)进行焊接到一起，然后将内胆(3)与其进行组装焊接。随后放入已经焊接完毕的支撑架(6)和支撑座(8)，将上下两组共计八个挡板固定柱(5)焊接到内胆上，其中每四个需要同一水平面上，且均匀分散，放入定位支架(4)，上下定位支架的方孔应对齐后插入含有内翅片管(12)和相变材料的相变蓄热棒(11)。下一步将含温度探测盲管(13)和吊环(14)、进水管口(16)和出水管口(17)的上盖(18)进行盖好后，沿边缘进行焊接。将电加热元件(7)和自动排气阀(15)进行安装。用聚氨酯注塑发泡完成保温层(2)后，安装蓄热装置的外壳(1)。
23.复合式蓄热装置利用晚上的谷电时间段，其底部内置的电加热元件进行加热和蓄热，对于晚上有供暖需求的终端，可调整为边蓄边供模式。待谷电结束时，蓄热装置蓄热完毕。在白天的峰电价和平电价时间段进行放热。放热时，电加热元件关闭，通过外接管道进行循环，将已经蓄热的热量不断的带出蓄热装置，以供终端供热使用。该蓄热装置采用了复合蓄热的方式，具备可现场灵活安装，降低了运输成本，且相变蓄热材料处于密封状态，其寿命更长，经济效果更佳。
24.以上所述的实施例仅对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。