[發明專利]直接接觸式相變移動供熱裝置以及供熱方法

無效

• 申請號: 201210069023.9
• 申請日: 2012-03-15
• 公開（公告）號: CN102607309A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 章學來;韓中;楊陽;劉小微;吳云云;袁園;陳旭東
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: F28D20/02
• 分類號: F28D20/02
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 呂伴

技術領域

本發明涉及一種能源存貯與釋放裝置，特別涉及一種直接接觸式相變移動供熱裝置以及供熱方法。

背景技術

能源、環保是制約工業發展的最大瓶頸，節能、降耗已經成為國家經濟發展的追求目標；在工業生產當中，由于很多能量的供應與需求都有較強的時間性；很多情況下這些熱量的產生是不連續的，往往就會造成很大余熱的損失；移動供熱技術能把產生的余熱進行儲存，根據需要把儲存的熱量隨時供熱；這樣既可以提高能源綜合利用率，又可以降低生產成本。

現今使用的移動供熱技術主要存在如下問題：其一，采用在密集的蓄熱管體中充填相變材料，通過管外熱媒的流動來達到蓄放熱的目的；這樣消耗了大量金屬，使制造成本大，運輸費用高；其二，熱媒與相變材料間接接觸，換熱效率低，能量利用率低，蓄熱量小；其三，蓄熱管體容易受到管外熱媒污染、積垢，水與相變材料熱阻增加，傳熱性能下降，設備需要定期維護；其四，由于長期運輸顛簸，管子可能出現疲勞損壞，相變材料泄露，影響系統安全性。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種熱效率高、蓄熱量大、結構簡單、安全穩定的直接接觸式相變移動供熱裝置以及供熱方法。

為達到上述目的，本發明的技術方案如下：

直接接觸式相變移動供熱裝置，所述供熱裝置包括蓄熱箱體、設置在蓄熱箱體內且內部填充有相變材料的蓄熱室以及內部充滿高溫介質的換熱器，所述蓄熱室上部設有流體工質出口管，所述蓄熱室下部設有流體工質進口管；所述流體工質進口管和流體工質出口管分別穿過蓄熱箱體和蓄熱室，所述流體工質進口管和流體工質出口管分別與換熱器接通；所述流體工質進口管上設置流體工質泵。

優選的，所述流體工質進口管與蓄熱箱體和蓄熱室之間為焊接。

優選的，所述流體工質出口管與蓄熱箱體和蓄熱室之間為焊接。

優選的，所述蓄熱箱體與蓄熱室之間填充隔熱保溫材料。

優選的，所述流體工質進口管和流體工質出口管上均勻的設有多個相同孔徑的噴孔，所述流體工質進口管上的噴孔開口朝下，所述流體工質出口管上的噴孔開口朝上。

優選的，所述蓄熱箱體的底板外側焊接金屬支撐架。

優選的，本發明直接接觸式相變移動供熱方法，所述供熱方法的步驟如下：

(1)蓄熱時，150-300度高溫流體工質從換熱器流出，從流體工質進口管進入，通過流體工質進口管上的噴孔射入蓄熱室內，高溫流體工質與相變材料直接接觸進行熱交換，相變材料因吸熱而不斷升溫，當達到100-200度溫度時發生相變，從而將能量儲存起來；

(2)由于流體工質的密度小于相變材料的密度，所以不斷上浮，一定時間后蓄熱室上部產生分層，通過流體工質出口管將流體工質排出，流回至換熱器與高溫介質換熱，完成一個循環；

(3)當蓄熱完畢后，本裝置即為熱源；20-30度低溫流體經取熱流體工質進口管進入蓄熱室內與相變材料直接接觸熱交換，蓄熱室內的相變材料將熱量傳遞給低溫流體工質實現能量的釋放。

優選的，所述流體工質選用導熱油，其密度為0.93g/m³。

優選的，所述相變材料選用赤藻糖醇，其液相密度為1.28g/m³，固相密度為1.45g/m³。

通過上述技術方案，本發明的有益效果是：

本發明由于流動工質與相變材料直接接觸，兩種工質間的換熱過程不存在液-固-液之間導熱熱阻，減少了兩個導熱環節，傳熱效率得到很大提高，整套設備體積大大減小；同時，直接接觸式蓄熱系統省去了蓄熱管體，節省了金屬的消耗，大幅降低了制造成本；另外，系統結構簡單，可以有效地避免系統因長期使用后結垢而產生的附加熱阻，也減少了清洗管壁等設備維護工作量。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明結構示意圖。

圖中數字和字母所表示的相應部件名稱：

1、蓄熱箱體??2、蓄熱室??3、換熱器??4、流體工質進口管??5、流體工質出口管??6、流體工質泵??7、噴孔??8、金屬支撐架

具體實施方式

為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。