CN203549989U - 一种高密度相变蓄热电热供暖空调 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种集电加热、蓄热、强制换热、热管传热、保温于一体具有低谷电蓄热功能的柜式电热供暖送风空调。它呈长方体，由外壳、保温层、相变蓄热壳体、相变蓄热材料、换热盘管、加热套管、电加热管、导热翅片、热管散热器、温度传感器、控帝器、底部支架、轴流风机、风机蜗壳、回风口、出风口、调风百叶等部分组成。可按控制程序实现低谷蓄热、室内供暖。具有安装方便，占地空间小、运行费用低等优点。应用于客厅、教室、会议室、车间、厂房、库房等场所采暖，引起到移峰填谷、调荷节电、降低费等作用，有很好的经济效益和社会效益。
Description
技术领域：
一种高密度相变蓄热电热供暖空调，本实用新型涉及一种集电加热、蓄热、强制换热、热管传热、风机盘管末端、保温于一体具有低谷电蓄热功能的柜式电热供暖送风空调，尤其是涉及一种可以利用低谷电进行高密度相变蓄热、热管相变传热、换热的电热供暖装置。
背景技术：
目前，我国电力工业近几年发展迅速，但电力供应紧张状况并没有得到根本改观，主要表现在：电网负荷率低，***峰谷差距大，城市生活、商业用电快速增长，工业用电比重相对减少。这种实况促进了能源综合利用技术的发展，蓄热技术是其最关键技术之一。蓄热技术是指：在用电低谷时段将低价电能转换成热形式的能量储存起来，在用电平、高峰时段释放出来被再利用的技术，以达到调荷节能、削峰填谷、降低电力运营成本、降低用户的能源运行费用、合理高效的使用优质洁净能源等目的。
目前被普遍采用的蓄热技术主要有：常压水蓄热和高温水蓄热、固相高温蓄热。由于水在0℃时的溶解潜热(8Ocal／g)和100℃时的汽化潜热(53gcal／g)等相变潜热都较大，但容积密度(1g/m1)和比热(1cal／g℃)较小，所以水的潜热、显热蓄热密度小，用水做介质蓄热都是利用显热特性：常压水蓄热和高温水蓄热技术是利用水的温差显热特性，蓄热密度小，蒸汽蓄热是利用水的汽化潜热，虽然汽化热大，但蒸汽密度小，压力高，故相对蓄热密度小；固相高温蓄热是用电加热管将固态成型材料加热到400-700℃，再通过高温换热将蓄存的热量释放出去，其换热装置复杂、压力高、安全性能差，保温难度大，热损失大。
实用新型内容：
为了克服上述供热水装置的种种不足，本发明提供一种一体化高密度相变蓄能用电供暖技术及装置。该发明不仅涉及一种特殊的相变蕾热材料；而且涉及一种具有较高换热能力的经特殊加工处理的紫铜蛇行盘管的设计；还涉及一种能 够进行快速安装和移动的装置设计；同时还涉及一种能够将加热管通电时产生的热量均匀传递到相变蓄热材料的金属翅片设计；也还涉及一种能够进行全自动控制的温度时间控制器设计。由此设计制造成的一体化高密度相变蓄能用电供暖柜式空调不仅能够独立进行供暖，而且还能通过调节出风口的风叶摆向进行风向调节，通过控制风机的开启和关停控制室内温度；还具有低谷电蓄热功能，大大地降低了初投资和运行费用，提高了安全性和舒适性。从根本上解决了常压水蓄热和高温水蓄热、固相高温蓄热等常规蓄热装置所固有的体积大、压力高、初投资高、使用费用高、安全性能差等问题和缺点。
一种高密度相变蓄热电热供暖空调，其特征是，在外壳内侧粘贴10mm厚保温层，前上方设可调节的出风口，中部设固定百叶进风口；在相变蓄热壳体内，导热金属翅片并行地垂直穿在加热套管上，呈3列4行分布置，列间及翅片与壳体间分布有u字蛇形铜盘管，并用c型弯头穿行连接，盘管的两端分别与热管散热器的两端相连，在蓄热体与热管散热器之间设风机蜗壳和轴流离心风机；加热套管的两端穿过并焊接在相变蓄热壳体的左右两侧金属板上，形成的空腔充满相变蓄热材料，其中部设置温度传感器：电加热管穿在加热套管内，通过导线与时间温度控制器电连接；相变蓄热壳体的底板外侧焊接金属支撑架。
本实用新型的有益效果是，可以通过电加热管、加热套管和、导热翅片、换热热管的传热完成相变材料的蓄热、供热两种功能，结构紧凑，安全稳定可靠。
附图说明：
图1图4是本实用新型的纵剖面构造图。
图1中：1.壳，2.保温层，4.回风口，6.风机热管散热器，7.传热热管，8.风机蜗壳，9.风机，11.相变蓄热壳体，12.蓄热腔加强筋，13.相变蓄热材料，14.加热套管，16.电加热管，17.蓄能换热盘管，18.相变温度传感器，19.温度时间控制器。
图2是目前常规电热锅炉供暖的工作原理简意图。
图2中：1.电热锅炉，2.循环水泵，3.用户末端(风机盘管货暖气片)，4.介质水管道。
图3是目前常用电锅炉蓄热供暖***的工作原理简意图。
图3中，1.电热锅炉，2.蓄热罐，3.蓄热罐放热控制阀，4.电锅炉加热循环泵，5.蓄热罐供热循环泵，6.蓄热控制阀，7，热交换器，8.供暖***循环泵，9.用户末端。
图4中：3.出风口，5.出风口百叶，10.室温传感器，15.导热金属翅片。
具体实施方式：
本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：在外壳(1)内侧粘贴10mm厚保温层(2)，前上方设可调节的出风口(3)，中部设固定百叶进风口(4)；在相变蓄热壳体(11)内，导热金属翅片(15)并行地垂直穿在加热套管(14)上，呈3列4行分布置，列间及翅片(15)与壳体(11)间分布有u字蛇形铜盘管(17)，并用。型弯头穿行连接，盘管(17)的两端分别与热管散热器(6)的两端相连，在蓄热体(11)与热管散热器(6)之间设风机蜗壳(8)和轴流离心风机(9)；加热套管(14)的两端穿过并焊接在相变蓄热壳体(11)的左右两侧金属板上，形成的空腔充满相变蓄热材料(13)，其中部设置温度传感器(18)；电加热管(16)穿在加热套管(14)内，通过导线与时间温度控制器(19)电连接。
本实用新型的工作原理和工作流程是：
蓄热过程：在用电低谷时段，时间温度控制器(19)控制电加热管(16)通过加热套管(14)加热翅片(15)，再通过均布的翅片(15)扩散传递到相变材料(13)中，相变材料(13)的温度逐渐升高，在未达到相变温度-熔点以前存储显热，相变材料获得足够的热量后，逐渐发生晶格变化——相变潜热，相变结束并达到设定温度时蓄热过程完成。释热供暖过程：电加热管(16)停止加热，其相变材料(13)中所储存的热量通过均布的导热翅片(15)和u字蛇形换热铜盘管(17)传递到热管(7)中，使热管散热器的温度与蓄热体内的温度保持一致，通过风机(9)强制通风将室内空气加热到所需温度，相变蓄热材料(13)逐渐发生晶格变化——凝固，释放所存 的潜热后，其温度开始下降并释放显热，达到规定的温度(45℃)时，释热过程结束。
本实用新型的有益效果是，可以通过电加热管、加热套管和、导热翅片、换热热管的传热完成相变材料的蓄热、供热两种功能，结构紧凑，安全稳定可靠。
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1、图4所示100平米相变蓄热电热供暖空调，可实现：1.在不需加热的情况下连续供暖10h，其工作原理：在用电低谷时段，时间温度控制器(19)控制总功率为9000W的电加热管(16)通过加热套管(14)和翅片(15)加热相变材料(13)，相变材料(13)的温度逐渐升高，在未达到相变温度-熔点以前存储显热，相变材料获得足够的热量后，达到相变温度熔点82℃，逐渐发生相变储存潜热，相变结束并达到设定温度时蓄热过程完成，断开加热管电源，该过程约需330分钟，其相变材料(13)中(440kg)所储存的总热量为40000kcal；通过均布的导热翅片(15)和u字蛇形换热铜盘管(17)传递到热管中，通过热管将所蓄热量等温传递到散热盘管，供暖时将风机打开，通过调节百叶口和设定室内温度将室内加热至所需温度，相变蓄热材料(13)逐渐发生晶格变化——凝固，释放所存的潜热后，其温度开始下降并释放显热，达到规定的温度(40℃)时，释热完毕，此时总共供热量可满足100平米采暖。
2.在边蓄供边加热的情况下连续供暖18小时，其工作原理：边蓄供边加热：打开风机，相变材料(13)中所携带的热量通过均布的导热翅片和换热管传递到散热盘管(6)实现供暖，当带走的热量使相变材料的温度低于设定温度时，在时间温度控制器(19)的控制下，启动电加热管(16)，给相变蓄热材料(13)加热蓄能，将剩余部分热量存储到相变蓄热材料(13)中，该相变蓄热材料的比热为0.84cal／g.k，熔点为829℃，熔解热为73.8cal/g，该过程中总蓄热量为98.6cal／g，其中显热16.8cal／9，潜热73.8cal／9。当相变蓄热材料(13)的温度达到850℃时，停止加热，当相变蓄热材料的温度低于400℃时，重新启动电加热管(6)进行补热， 以此实现100平米供暖。
对于供100平米的蓄热供暖装置，根据《设计规范》，其10小时总热负荷为40000kcal，在用电低谷时段加热管工作5小时即可蓄满，因此该蓄热供水装置加热管(16)总功率应为9000w，需相变材料(13)440kg，所占容积为0.2m2。
由此可见，本实用新型作为以电加热为热源的相变蓄热供暖装置，可实现高密度相变低谷蓄热，削峰填谷，平衡电网并提高电网的负荷率等效用，同时由于低谷时段的电价较低，也降低了运行费用，同时还降低了初投资和管理费用。
工作流程：用电低谷时段进行蓄热时，电热锅炉(1)、蓄热罐(2)、锅炉加热循环泵(4)工作，蓄热控制阀(6)打开，蓄热罐放热控制阀(3)关闭，将热量存蓄到蓄热罐(2)。用电平、峰时段进行供热时，蓄热罐(2)、蓄热罐供热循环泵(5)、热交换器(7)、供暖***循环泵(8)等工作，蓄热罐放热控制阀(3)打开，将热量送到用户末端(9)，完成供暖。对比图1、图2、图3、图4后可以看出，图(1)所示实施例比图(3)所示常规蓄热***简单，但功能相同，提高了可靠性和运行效率，简化了***，减少了设备投资，降低了安装调试、运行等费用，减少了安装调试周期。因此，该实用新型的推广应用将带来较大的经济效益和社会效益，具有广泛的推广价值和发展前景。按照图1所述的实施方式形成的其他类似的技术方案，也均属本适用新型的保护范围。
按照图1、图4所述的实施方式，若把热管散热器、换热盘管、风机的布置万式及外形与结构更换为其他类似的技术方案，也均属本适用新型的保护范围，以上所述乃是本实用新型的具体实施例及所运用的技术原理，若依本实用新型的构想所作的等效改变，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，均应在本实用新型的范围内。
Claims (9)
1.一种高密度相变蓄热电热供暖空调，其特征是，在外壳内侧粘贴10mm厚保温层，前上方设可调节的出风口，中部设固定百叶进风口；在相变蓄热壳体内，导热金属翅片并行地垂直穿在加热套管上，呈3列4行分布置，列间及翅片与壳体间分布有u字蛇形铜盘管，并用c型弯头穿行连接，盘管的两端分别与热管散热器的两端相连，在蓄热体与热管散热器之间设风机蜗壳和轴流离心风机；加热套管的两端穿过并焊接在相变蓄热壳体的左右两侧金属板上，形成的空腔充满相变蓄热材料，其中部设置温度传感器：电加热管穿在加热套管内，通过导线与时间温度控制器电连接；相变蓄热壳体的底板外侧焊接金属支撑架。
2.根据权利要求1所述相变蓄热电热供暖空调，其特征在于：在外壳内侧粘贴10mm厚保温层，前上方设可调节的出风口，中部设固定百叶进风口。
3.根据权利要求1所述相变蓄热电热供暖空调，其特征是在相变蓄热壳体内，导热金属翅片并行地垂直穿在加热套管上，呈3列4行分布置，列间及翅片与壳体问分布有u字蛇形铜盘管，并用。型弯头穿行连接。
4.根据权利要求工所述相变蓄热电热供暖空调，其特征在于：盘管的两端分别与热管散热器的两端相连，在蓄热体与热管散热器之间设风机蜗壳和轴流离心风机。
5.根据权利要求1所述相变蓄热电热供暖空调，其特征在于：垂直于加热套管紧配合地穿有数片间距为5——10mm的导热翅片，以增加传热面积和换热能力。
6.根据权利要求1所述相变蓄热电热供暖空调，其特征在于：蓄热腔内的相变蓄热材料中设有温度传感器。
7.根据权利要求1所述相变蓄热电热供暖空调，其特征在于：蓄热腔内等间距相互平行地布置有加热套管，电加热管穿入加热套管内。
8.根据权利要求1所述相变蓄热电热供暖空调，其特征在于：蓄热体与散热体之间的传热采用热管传热。
9.根据权利要求1所述相变蓄热电热供暖空调，其特征在于：风机的运行受室内设定温度和时间控制。
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