[發明專利]一種基于相變儲熱材料的可控式熱交換裝置

有效

• 申請號: 201410186447.2
• 申請日: 2014-05-05
• 公開（公告）號: CN103925637A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 高小建;連紀峰;劉春英
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: F24D15/02
• 分類號: F24D15/02
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 楊立超

技術領域

本發明涉及一種可控式熱交換裝置，涉及間歇式采暖技術領域。

背景技術

火墻和火炕是我國嚴寒地區最早掌握并一直使用的間歇式采暖技術之一，是勞動人民長期生活在嚴寒氣候條件下的智慧結晶，它們目前仍然是我國嚴寒地區農村建筑中普遍采用的采暖方式。近年來，國內外學者普遍認為，火墻和火炕等古老的采暖方式符合可持續發展理念，能以較低的成本和就地取材的可再生能源(農作物秸稈)消耗解決分散居住眾多民眾的取暖問題，也符合嚴寒地區村鎮區域的環境特點、生活習慣和生活成本控制要求，也被認為是一種有利于身體健康的供暖方式。傳統火墻和火坑的工作原理主要是利用天然石材或燒結磚等砌筑材料將爐膛內高溫煙氣的熱量吸收、儲存并與室內空氣進行熱交換，以滿足采暖間歇時間段內的熱量補給和供應。然而，由于天然石材和燒結磚這類材料的儲熱能力較低，對高溫煙氣中的熱量利用率有限，從而導致采暖時段內房間中的溫度過高，而在采暖間歇時段內房間溫度下降很快，房屋的居住舒適性差。

通過在火墻表面安置可以容納大量相變儲熱材料的容器，在采暖期間使儲熱材料吸收大量來自火墻內煙氣的熱量調節室內溫度并將熱量通過材料相變而儲存起來；在采暖間歇期間，隨著室內溫度下降引發儲熱材料發生逆向相變而將原來儲存的熱量釋放出來以維持室內溫度在較長時間內處于人類生活舒適狀態，這一方案可以有效解決目前火墻間歇式采暖的不足之處。

對于填充儲熱材料的金屬密封殼體來說，一方面，如果與煙氣接觸的內表面為平面時，與煙氣接觸面積小，在短時間內不能充分吸收煙氣中的熱量而降低儲熱材料的儲熱效率；另一方面，如果在殼體內表面上安裝多組吸熱翅片時，可以有效增加殼體吸熱面積而使殼體中儲熱材料的儲熱效率大大提高。但是，當有吸熱翅片存在時，在采暖間歇時間段內，儲熱材料中的熱量會通過吸熱翅片散釋到火墻煙道中而浪費，大大降低儲熱材料對房間內氣溫的調節穩定作用。

發明內容

本發明為了解決相變儲熱材料在采暖間歇時間段內通過封裝殼體上的吸熱翅片將熱量散釋到火墻煙道而造成能源浪費和室內調節溫度效率降低的問題，進而提供了一種基于相變儲熱材料的可控式熱交換裝置。

本發明為解決上述技術問題采取的技術方案是：

一種基于相變儲熱材料的可控式熱交換裝置，所述裝置包括用于填充相變儲熱材料的金屬密封殼體、若干吸熱翅片、若干吸熱翅片鉸鏈(合葉)、引線和至少兩個滑輪；每個吸熱翅片由導熱層和不導熱層貼合在一起構成，金屬密封殼體的后端面靠近熱源用于吸熱，前端面用于作為散熱端面，金屬密封殼體的后端面上分散地安裝有若干吸熱翅片，每個吸熱翅片的根部通過一個吸熱翅片鉸鏈連接在金屬密封殼體的后端面上；至少兩個滑輪安裝在金屬密封殼體上，每個吸熱翅片的末端固定在引線上，引線繞在滑輪上；通過拉動引線的一端可控制若干吸熱翅片倒下平鋪在金屬密封殼體的后端面上，且每個吸熱翅片的導熱層與金屬密封殼體的后端面接觸，每個吸熱翅片的不導熱層朝外；通過拉動引線的另一端可控制倒下平鋪的若干吸熱翅片與金屬密封殼體的后端面呈90度角。

本發明的有益效果是：

盒體裝置(即用于填充相變儲熱材料的金屬密封殼體)面對火墻一側有吸熱翅片，吸熱翅片作用是在吸熱階段提高盒體吸熱面積使盒體內相變儲熱材料加速相變進而儲存熱能。本發明通過改變吸熱翅片的構成(由導熱層和不導熱層貼合在一起構成)，并將吸熱翅片通過鉸鏈活動地安裝在用于填充相變儲熱材料的金屬密封殼體上，使吸熱翅片在吸熱過程中發揮應有的吸熱功能(吸熱翅片張開)。在放熱階段(或采暖間歇時間段)，控制若干吸熱翅片倒下平鋪在金屬密封殼體的吸熱端面上，且每個吸熱翅片的導熱層與金屬密封殼體的吸熱端面接觸，每個吸熱翅片的不導熱層朝外防止吸熱翅片產生散熱功能，使盒體裝置吸收的大量熱量不會被吸熱翅片釋放到煙道中，大大提高了基于相變儲熱材料的可控式熱交換裝置的熱交換效率。本發明通過控制翅片直立或平鋪于盒體，有效解決了上述技術問題。本發明特別適用于火墻內的裝有相變儲熱材料的裝置技術或火墻表面安置容納大量相變儲熱材料的容器。本發明用于火墻火炕等間歇式采暖方式中。

附圖說明

圖1是本發明具體實施方式一的結構示意圖，圖2是本發明具體實施方式二和三的結構示意圖。

具體實施方式