集熱器儲熱熱庫的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于節能環保領域，具體地說，涉及一種熱量儲存和釋放裝置。
【背景技術】
[0002]隨著國民經濟的高速發展，中國已經成為世界能源消費第一大國。其中，住宅總能耗占全國能耗37%，絕大部分用于沐浴、采暖和制冷。同時，我國也是世界上最大的空調生產國和市場。太陽能集熱、工業余熱等熱源的熱量無法長期保存，造成了能源的浪費。通過儲熱裝置和技術實現能量回收，可以大大減少能源的消耗，解決家庭無高溫熱源的問題，可以使得家用吸收式制冷成為可能。在工業國家，儲熱技術產品市場占有率普遍高于60 %，在日本甚至高達80%以上。隨著新技術的完善，傳統空調技術與集熱、保溫、高能效建筑一體化的結合，成為建筑節能行業發展的趨勢。
[0003]隨著自然能轉化技術的不斷提高，民用小型集熱儲熱系統在經濟性上更具優勢。結合儲能技術的制冷、供熱機組生產商在本領域的嘗試尚為空白。該技術產品的市場環境較為理想，可以避免投入市場即刻面對強勁競爭對手的境遇。沐浴、取暖、制冷機在市面上已經得到了廣泛地應用，儲熱熱庫系統可以成為這些民用耗能產品的熱源。在工業領域可用于嫁接吸收式制冷機組、熱泵熱水器。其產品應用面廣闊，適合于辦公、公寓及別墅等多種建筑領域。相較于傳統設備，初投資較低，運行經濟效益突出，易于為終端用戶接受。
[0004]目前，高儲能密度的集熱技術尚無成熟的產品。現有一般用水作為儲熱介質，或者為了簡化系統整個系統一般不采用儲熱設備。雖然水傳熱及流動特性好、熱膨脹系數及粘滯性較小、價格低廉、來源豐富，但水儲熱為顯熱儲熱，其單位質量、單位體積的儲熱量遠遠比不上潛熱儲熱。以水為儲熱介質的儲熱設備相對以相變材料為儲熱介質的儲熱設備體積大很多，給系統安置帶來很大不便。相變儲熱技術在太陽能、工業余熱回收中的應用，可大大減少儲熱設備體積，使系統結構更緊湊、布置靈活、運行費用降低。隨著復合相變儲熱技術的成熟，保證了集熱儲熱產品所需的高品質熱源。相變儲能和利用技術處于發展完善階段，技術上升空間巨大。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型提供一種集熱器儲熱熱庫，用于熱量的收集和利用；其特征在于包括:
[0006]a、保溫外殼，其內設置相變儲熱材料；
[0007]b、導熱油進出管，用于從外部熱源采集熱能加熱相變儲熱材料；
[0008]C、水或空氣進出管，用于從相變儲熱材料吸收熱能；
[0009]其中:保溫外殼上設有導熱油進出管的進口和出口，和水或空氣進出管的進口和出口。
[0010]進一步:導熱油進出管內設置有電輔助加熱裝置；水或空氣進出管的進口和/或出口設有閥門；水或空氣進出管上設有減壓支路，減壓閥控制減壓支路的啟閉；水或空氣進出管的所有進、出口及減壓支路均穿過保溫外殼，進、出口閥門和減壓閥可置于保溫外殼外壁。
[0011]更進一步:水或空氣進出管設有一個進口和若干個出口，進口可切換選擇接入水或空氣，若干個出口沿管路流程依次分布，每個出口都設置閥門，或多個出口通過多通路閥門合并成一個出口。
[0012]更進一步:水或空氣進出管為蛇形管或周圍擴展為翅片式結構。
[0013]更進一步:相變儲熱材料中添加石墨、金屬、氧化鋁中的一種或多種組合作為增強導熱系數的添加劑。
[0014]更進一步:保溫外殼為兩層，內層為金屬膜，外層為玻璃棉、氣凝膠氈、真空絕熱板、聚氨酯發泡、橡塑海綿、巖棉保溫氈、發泡水泥、聚苯乙烯泡沫塑料中的一種或多種構成的保溫層。
[0015]更進一步:相變儲熱材料為有機酸或熱塑性聚合物或鹽與水合鹽或糖醇。
[0016]更進一步:翅片式結構包括環狀、螺旋狀或縱向帶狀。
[0017]本實用新型通過相變儲熱材料設計出高儲能密度的儲熱、放熱系統，實現節能環保的目標。前端通過太陽能集熱器、工業余熱獲取熱量，并輔以低谷電加熱，將熱庫的相變儲熱材料加熱。經過換熱裝置，可將常溫水直接加熱成高溫熱水或蒸汽，或將冷空氣變為熱風。后端嫁接建筑耗能產品，與沐浴、取暖、制冷技術相結合，成為室內舒適性解決方案。
[0018]為了提高換熱速率，可以在水或空氣進出管周圍增加翅片，也可以在相變儲熱材料中加入高導熱系數的添加劑。
[0019]保溫外殼由至少一種保溫材料制成。為提高保溫效果，作為優選方案，可采用多種保溫材料相結合的方式以達到最佳效果。內層為金屬膜，既可以降低熱輻射傳導，又可以預防外層材料燒結。外層為低導熱系數的保溫材料，可以采用玻璃棉、氣凝膠氈、真空絕熱板、聚氨酯發泡、橡塑海綿、巖棉保溫氈、發泡水泥、聚苯乙烯泡沫塑料等一種或多種組合的方式。
[0020]適合的相變材料可以是有機酸、聚合物(特別是熱塑性聚合物)、鹽與水合鹽、糖醇。有機酸大多為脂肪酸，例如癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸以及它們的混合物；聚合物的典型例子:聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酯亞胺、聚丁二烯、聚異戊二烯、聚氫化丁二烯、聚醚酯彈性體、乙烯/丙稀/ 二烯聚苯乙烯以及聚氯乙稀；鹽與水合鹽的例子:銨，堿和堿土，如鎂、鈉、鉀、鈣、鋰、鋇的氯化物，氯酸鹽，硝酸鹽，氯化物，硫化物，磷酸鹽，氫氧化物，碳酸鹽，氟化物，溴化物，乙酸鹽，乙酰胺及它們的水合物；糖醇的代表性材料為季戊四醇、三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷、赤蘚醇、甘露糖醇、新戊二醇及它們的混合物。作為優選方案，可以在相變儲熱材料中加入高導熱系數添加劑，用于增強導熱性，適合的添加劑可以是石墨、金屬、氧化鋁中的一種或多種組合。以上這些材料都是例子，并不意味著限定。
[0021]所述的導熱油進出管，可以導入太陽能集熱、工業余熱的熱量，用于加熱熱庫內所述的相變儲熱材料。當熱量供給不足時，作為優選方案，可以關閉導熱油進出管的進出口，在夜間采用低谷電輔助加熱。為了快速加熱所述的相變儲熱材料，提高集熱速率，作為優選方案，可以在導熱油管的周圍增加導熱翅片，也可以采用長度較大的蛇形管。
[0022]所述的水或空氣進出管，在使用時，可以開啟其中一個出口閥門，關閉其它閥門，使介質在相變儲熱材料內流動時換熱面積不同，由此可以將常溫水直接加熱成不同高溫的熱水、蒸汽，或將冷空氣加熱為不同溫度的熱風。為了實現快速換熱，作為優選方案，可以在水或空氣進出管周圍增加導熱翅片，也可以采用長度較大的蛇形管。為了提高熱庫系統的安全性，作為優選方案，在水或空氣進出管尾部設置了減壓閥，當管道內壓強過大時，可以排出部分介質，去除過大的壓強。
[0023]本實用新型提供的集熱器儲熱熱庫，和現有技術相比取得了以下有益效果:
[0024]實現太陽能集熱、低谷電加熱或工業余熱的收集，釋放出不同溫度熱水、熱蒸汽或熱風。利用相變儲熱復合材料進行儲熱，相比于傳統熱水器的水儲熱，設備的體積大大縮小，不存在夜間凍管及管路腐蝕的問題。易與建筑相集合，沒有安全隱患，容易安裝維護。當需要使用熱水時，可實時將冷水加為新鮮的熱水。集熱熱庫可以產生蒸汽，這