CN104634152A - 一种蓄能设备 - Google Patents

Abstract

一种蓄能设备，包括壳体，该壳体上设有流体进口和流体出口；内胆，该内胆安装在壳体内，流体进口和流体出口和该内胆的内壁贯通；保温层，该保温层设置在壳体与内胆之间；波纹管，该波纹管设置在内胆中，整体呈多层水平螺旋渐开状盘制，其管壁呈环形波纹状；相变蓄能材料，该相变蓄能材料填充在波纹管内。作为优选，内胆的内部分隔成各自独立的第一内腔和第二内腔，第一内腔整体呈漏斗状且处在内胆的顶部，波纹管设置在第二内腔内且两端口分别和第一内腔贯通，波纹管的内部空间和第一内腔共同形成一个容纳腔，相变蓄能材料设置在容纳腔内，第一内腔的顶部设置有伸向壳体顶部外的排气嘴和灌注口；作为优选，内胆底部安装有电热元件。

Description

一种蓄能设备

技术领域

本发明属于家用电器及储能、节能技术领域，尤其涉及一种蓄能设备的技术。

背景技术

随着人们生活水平以及对工作与居住环境舒适度要求的提高，电能等消耗随之大幅度增高，造成能源消耗过快、环境污染增加、电网负荷峰谷过大、峰负荷时电力供应严重不足等建筑能耗增加的问题，目前欧美发达国家的建筑能耗已达到全社会总能耗的40％，在我国建筑能耗约占全国总能耗的30左右％，随着经济的不断发展，人民生活水平的不断提高，建筑能耗的比重将进一步增加。因此，建筑节能技术的开发与应用已成为当前建筑和建筑材料领域的热点问题之一。

相变蓄能是提高能源利用效率和保护环境的重要技术，也是常用于缓解能量供求双方在时间、强度及地点上不匹配的有效方式，在太阳能的利用、电力的“移峰填谷”、废热和余热的回收利用、工业与民用建筑和空调的节能等领域具有广泛的应用前景，目前已成为世界范围内的研究热点。利用相变材料的相变潜热来实现能量的储存和利用，有助于提高能效和开发可再生能源，是近年来能源科学和材料科学领域中一个十分活跃的前沿研究方向。

当前的大环境下，低碳、节能环保、蓄能等技术是国际上重点发展方向。

现有的市场上，蓄冰空调是一种比较成熟的技术，在发达国家已经普及化，虽然水也是种廉价的相变蓄能材料，但是它的相变温度点在零下，由于是低温制冰，相对来说耗能较大，提高相变温度熔点，特别在4-7度左右的相变蓄能技术是今后低温蓄能的研究方向。而纯蓄热装置，成熟的技术很少，蓄冰空调解决了夏天的蓄冷问题，但是，冬天的蓄热问题一直以来没有很好的技术 解决方案。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种设计合理、结构简单、体积小、蓄能量大的蓄能设备。本技术方案中的蓄能设备根据选用的相变蓄能材料的相变温度点的不同，既可以用作蓄冷，也可以用作蓄热，如果该蓄能设备用来蓄热的，那么所选用的相变蓄能材料的相变温度范围通常在70℃～90℃左右；如果该蓄能设备用来蓄冷的，那么所选用的相变蓄能材料的相变温度范围通常在4℃～7℃左右；如果该蓄能设备用来传统空调余热回收的，那么所选用的相变蓄能材料的相变温度范围通常在40℃～70℃左右；通常，该蓄能设备还可以跟热泵结合变成一种能储能的热泵热水器；尤其是，结合了电热元件后，该蓄能设备就可以变成纯粹的电蓄能热水器，充分利用晚上的谷电来蓄热，白天可以不用一度电就可以实现全天候的中央热水供应；还可以成为太阳能的储热水箱。本发明最主要的技术亮点是：1，彻底解决了相变蓄能材料的换热问题和相分离问题，通过把蓄能材料填充在直径在30mm至50mm左右的波纹管内部且把波纹管一层一层的盘制在内胆内，相当于相变蓄能材料都呈水平设置且每层的厚度不超50mm，同时被波纹管管壁紧紧包裹住，其表面的散热面积均匀且大；2，彻底解决了相变蓄能材料的膨胀问题，通过把该蓄能设备的内胆分隔成两个内腔，即第一内腔和第二内腔，第一内腔整体呈漏斗状且和波纹管的内腔连通一体形成一个能容纳相变蓄能材料的容纳腔，该容纳腔顶部设置有灌注口和排气口，灌注口便于相变蓄能材料的灌注，而排气口则始终保持容纳腔内的压力为常压，同时容纳腔内预留了相应的膨胀空间，以预防相变蓄能材料因膨胀而溢出；3，因为波纹管的管壁呈环形波纹状，相邻的波纹管即使紧密排列，相互之间的空隙连成一体，成为一个很好的流体热交换通道，该通道的一端为流体进口，另一端为流体出口， 整根波纹管的总体表面积相当大，非常利于热量的及时交换。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种蓄能设备，其特征在于：包括壳体，该壳体上设有流体进口和流体出口；内胆，该内胆安装在所述的壳体内，所述的流体进口和流体出口和该内胆的内壁贯通；

保温层，该保温层设置在壳体与内胆之间；

波纹管，该波纹管设置在所述的内胆中，整体呈多层水平螺旋渐开状盘制，其管壁呈环形波纹状；

相变蓄能材料，该相变蓄能材料填充在所述的波纹管内。

在上述的一种蓄能设备，其特征在于，所述的内胆的内部分隔成各自独立的第一内腔和第二内腔，所述的第一内腔整体呈漏斗状且处在内胆的顶部，所述的波纹管设置在第二内腔内且两端口分别和第一内腔贯通，所述的波纹管的内部空间和所述的第一内腔共同形成一个容纳腔，所述的相变蓄能材料设置在所述的容纳腔内且所占的体积不超过容纳腔总体积的95％，所述的第一内腔的顶部设置有伸向壳体顶部外的排气嘴和灌注口，所述的灌注口配有一封盖。

在上述的一种蓄能设备，其特征在于，所述的内胆近底部处设置有一水平的导流隔板，所述的波纹管设置在导流隔板上，所述的导流隔板上设置有若干导流孔，所述的导流隔板和内胆的底部之间形成一个空腔，所述的空腔内设置有一电热元件，所述的流体进口或流体出口贯通所述的内胆的内壁且和所述的空腔连通。

在上述的一种蓄能设备，其特征在于，所述的壳体顶部设置有一箱盖，所述的箱盖内设置有一气囊，所述的气囊和所述的排气嘴连接。因为，相变蓄能材料在反复吸热和放热过程中，会产生体积上的变化，形成一个吸气和呼气的过程，该气囊也会在干瘪和饱满状态之间变化，这样的设计杜绝了蓄能设备内可能产生的不利于人体健康的气体排放到室内，引起室内环境的可能污染。

在上述的一种蓄能设备，其特征在于，所述的壳体上还设置有一伸向所述的第二内腔的盲管，所述的盲管内设置有温度传感器。

在上述的一种蓄能设备，其特征在于，所述的波纹管为不锈钢波纹管或塑料波纹管。

与现有的技术相比，本技术的优点在于：提供一种设计合理、结构简单、体积小、蓄能量大的蓄能设备，选择合适的相变蓄能材料，则可以让该蓄能设备实现蓄冷或蓄热，既可以和太阳能集热器结合使用，也可以单独作为电蓄能热水器使用等等，通用性非常强。

附图说明

图1是本发明提供的一种蓄能设备的剖视结构示意图；

图2是本发明提供的一种蓄能设备在没安装波纹管和相变蓄能材料的情况下的结构示意图；

图3是本发明提供的波纹管整体盘制后的一种结构示意图；

图4是本发明提供的图3中标注的A-A结构示意图；

图5是本发明提供的波纹管的局部剖视图；

图6是本发明提供的导流隔板的结构示意图。

图中，壳体1、内胆2、保温层3、波纹管4、电热元件5、冷凝管6、分水管7、集水管8、温度传感器9、流体进口10、流体出口11、盲管12、第一内腔20、第二内腔21、容纳腔22、排气嘴23、灌注口24、导流隔板25、导流孔26、空腔27、封盖240。

具体实施方式

实施例：

如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，一种蓄能设备，包括：

壳体1，该壳体1上设有流体进口10和流体出口11；

内胆2，该内胆2安装在壳体1内，流体进口10和流体出口11和该内胆2的内壁贯通； 

保温层3，该保温层3设置在壳体1与内胆2之间；

波纹管4，该波纹管4设置在内胆2中，整体呈多层水平螺旋渐开状盘制，其管壁呈环形波纹状，为不锈钢波纹管或塑料波纹管；

相变蓄能材料5，该相变蓄能材料5填充在波纹管4内。

本实施例中，内胆2的内部分隔成各自独立的第一内腔20和第二内腔21，第一内腔20整体呈漏斗状且处在内胆2的顶部；本实施例中，漏斗状的第一内腔20的漏斗咀部一直伸到内胆2的近底部，内胆2近底部处设置有一水平的导流隔板25，导流隔板25和漏斗咀部焊接一起，波纹管4设置在导流隔板25上，其中一个端口和漏斗咀部焊接一起并贯通第一内腔20，另一端口则处在地内腔20的上部漏斗内；

第一内腔20的顶部设置有伸向壳体1顶部外的排气嘴23和灌注口24，灌注口24配有一封盖240；

导流隔板25上设置有若干导流孔26，导流隔板25和内胆2的底部之间形成一个空腔27，空腔27内设置有一电热元件6，流体出口11贯通内胆2的内壁且和空腔27连通。

如图1所示，波纹管4设置在第二内腔21内且两端口分别和第一内腔20贯通，波纹管4的内部空间和第一内腔20共同形成一个容纳腔22，相变蓄能材料5设置在容纳腔22内且所占的体积不超过容纳腔22总体积的95％；壳体1顶部设置有一箱盖7，箱盖7内设置有一气囊8，气囊8和排气嘴23连接。

壳体1上还设置有一伸向第二内腔21的盲管12，盲管12内设置有温度传感器9。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范 围。

尽管本文较多地使用了壳体、内胆、保温层、波纹管、电热元件、冷凝管、分水管、集水管、温度传感器、流体进口、流体出口、盲管、第一内腔、第二内腔、容纳腔、排气嘴、灌注口、导流隔板、导流孔、空腔、封盖等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (6)

1.一种蓄能设备，其特征在于：包括

壳体(1)，该壳体(1)上设有流体进口(10)和流体出口(11)；

内胆(2)，该内胆(2)安装在所述的壳体(1)内，所述的流体进口(10)和流体出口(11)和该内胆(2)的内壁贯通；

保温层(3)，该保温层(3)设置在壳体(1)与内胆(2)之间；

波纹管(4)，该波纹管(4)设置在所述的内胆(2)中，整体呈多层水平螺旋渐开状盘制，其管壁呈环形波纹状；

相变蓄能材料(5)，该相变蓄能材料(5)填充在所述的波纹管(4)内。

2.根据权利要求1所述的一种蓄能设备，其特征在于：所述的内胆(2)的内部分隔成各自独立的第一内腔(20)和第二内腔(21)，所述的第一内腔(20)整体呈漏斗状且处在内胆(2)的顶部，所述的波纹管(4)设置在第二内腔(21)内且两端口分别和第一内腔(20)贯通，所述的波纹管(4)的内部空间和所述的第一内腔(20)共同形成一个容纳腔(22)，所述的相变蓄能材料(5)设置在所述的容纳腔(22)内且所占的体积不超过容纳腔(22)总体积的95％，所述的第一内腔(20)的顶部设置有伸向壳体(1)顶部外的排气嘴(23)和灌注口(24)，所述的灌注口(24)配有一封盖(240)。

3.根据权利要求1所述的一种蓄能设备，其特征在于：所述的内胆(2)近底部处设置有一水平的导流隔板(25)，所述的波纹管(4)设置在导流隔板(25)上，所述的导流隔板(25)上设置有若干导流孔(26)，所述的导流隔板(25)和内胆(2)的底部之间形成一个空腔(27)，所述的空腔(27)内设置有一电热元件(6)，所述的流体进口(10)或流体出口(11)贯通所述的内胆(2)的内壁且和所述的空腔(27)连通。

4.根据权利要求1和2所述的一种蓄能设备，其特征在于：所述的壳体(1)顶部设置有一箱盖(7)，所述的箱盖(7)内设置有一气囊(8)，所述的气囊(8)和所述的排气嘴(23)连接。

5.根据权利要求1和2所述的一种蓄能设备，其特征在于：所述的壳体(1)上还设置有一伸向所述的第二内腔(21)的盲管(12)，所述的盲管(12)内设置有温度传感器(9)。

6.根据权利要求1所述的一种蓄能设备，其特征在于：所述的波纹管(4)为不锈钢波纹管或塑料波纹管。