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一种带双温热管的固体电蓄热装置

阅读：613发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种带双温热管的固体电蓄热装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种带双温热管的固体电蓄热装置，它包括电加热单元，带绝热层的保温壳体，热用户，技术要点是：在保温壳体内侧设置有耐热板，在保温壳体内侧底部设置有通过电控装置控制的电加热单元，该加热单元向上装有热辐射吸收板；该热辐射吸收板上部的保温壳体内装有固体蓄热介质，在固体蓄热介质内还分布有立式粗热管；所述粗热管和细热管，以粗热管在下细热管在上的结构同轴竖直套装而成；细热管的蒸发段置于粗热管上部的冷凝段内，细热管的冷凝段通过散热金属板连接放热介质腔体；该放热介质腔体通过管道及热用户相连通，返回的放热介质返回到放热介质腔体内构成回路。，下面是一种带双温热管的固体电蓄热装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种带双温热管的固体电蓄热装置，它包括有：电加热单元，电控制装置，带绝热层的保温壳体，固体蓄热介质，放热介质管道，热用户，其特征在于：在保温壳体内侧设置有一层耐热金属板层，在保温壳体内侧底部设置有通过电控制装置及电缆控制的电加热单元，该电加热单元向上装有热辐射吸收板；该热辐射吸收板上部的保温壳体空腔内设置有固体蓄热介质，在固体蓄热介质之间还分布有立式圆柱体粗热管，该立式圆柱体粗热管与保温壳体空腔等高；在立式圆柱体粗热管顶部与耐热金属板层的对应位置上设置有安装双温热管组件的通孔，保温壳体顶部还设置有固体蓄热介质孔；所述双温热管组件是由工作温度等于固体蓄热介质温度，靠重力驱动的粗热管和工作温度等于放热介质温度靠重力驱动的细热管，以粗热管在下细热管在上的结构同轴竖直套装而成；多根从保温壳体外侧经双温热管组件孔竖在固体蓄热介质腔体内，双温热管组件的粗热管金属圆柱体外立面与固体蓄热介质腔体内的固体蓄热介质紧密接触，粗热管蒸发段端头接触热辐射吸收板的上表面；
细热管的蒸发段置于粗热管上部的冷凝段内，细热管的冷凝段通过散热金属板连接放热介质腔体；该放热介质腔体通过放热介质输出接口依次与带放热介质的管道及热用户相连通，从热用户返回的放热介质管道则与放热介质输入接口相连通而构成回路。
2.根据权利要求1所述的固体电蓄热装置，其特征在于：所述的电加热单元是指用若干只电加热管、电加热带、电加热板、电加热丝或PTC发热陶瓷电加热元件在托盘内经固定连接成多组，每组接通电源后都能稳定发热的功能模块。
3.根据权利要求1所述的固体电蓄热装置，其特征在于：所述的固体蓄热介质是指普通耐火浇筑料、相变蓄热材料耐火浇筑料、工业食盐颗粒、煅烧红铁矿颗粒或碎石骨料的散装固体材料。
4.根据权利要求1所述的固体电蓄热装置，其特征在于：所述放热介质腔体，是吸收设在各细热管冷凝端散热金属板热能的蒸汽汽包构件，或是设在各细热管冷凝端散热金属板上的吸热金属管，经串、并连接制成的金属构件。
5.根据权利要求1所述的固体电蓄热装置，其特征在于：所述电控制装置是指设置、存储蓄热和放热参数，按蓄热和放热参数工作的智能执行部件。
6.根据权利要求1所述的固体电蓄热装置，其特征在于：所述热辐射吸收板是指耐高温的铸铁。
7.根据权利要求1所述的固体电蓄热装置，其特征在于：所述的粗热管是指采用在80℃至550℃范围内将电加热单元的热能传递给固体蓄热介质，并能吸收固体蓄热介质的热量给细热管蒸发段加热，壁厚1.0mm至20mm的耐热金属管，经抽真空注入工作介质制成的两相闭式热虹吸管。
8.根据权利要求1所述的固体电蓄热装置，其特征在于：所述的细热管是指按放热介质要求温度设定工作温度，壁厚为0.2mm至5mm的耐热金属管，经抽真空注入工作介质制成的两相闭式热虹吸管。
9.根据权利要求1所述的固体电蓄热装置，其特征在于：所述的放热介质是指水、水蒸汽、空气、导热油或防冻液。

说明书全文

一种带双温热管的固体电蓄热装置

技术领域

[0001] 本发明涉及固体电蓄热技术领域，具体地说是一种利用热管的导热特性，优化固体蓄热介质蓄热和放热工作过程的带双温热管的固体电蓄热装置。

背景技术

[0002] 固体电蓄热装置为了蓄热，每千瓦电功率要配置40公斤至100公斤重的固体蓄热介质，设备厂家不宜整机出厂电输入功率大于5千瓦的固体电蓄热装置，原因是不便于搬动和运输。为克服固体电蓄热装置过于笨重的缺点，有些厂家在研究易于装配的组合结构，想达到用户可以自己方便安装的程度。当用户购买固体电蓄热装置时，解决设备厂家派专业技术员工到现场，在保温壳体内部砌筑块状结构的固体蓄热介质，再将砌筑的固体蓄热介质结构内阵列安装的电加热元件，连接成可在设备额定电压工作的电加热单元。在保温壳体外侧还要安装热风换热器、换热风机及循环风管道等部件，现场施工完毕还要用专业工程师调试才能使用的现状。如果，能将电加热元件在工厂车间制成，不需要依托固体蓄热介质结构支撑即插即用的电加热单元；能用简单的灌装工艺代替技术要求高的砌筑工艺安装固体蓄热介质；并用新的热输出结构简化以热风换热器、换热风机及循环风管道等构成的热输出结构，是实现厂家不需要派专业技术员工到达现场交付设备的关键一步。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供一种带双温热管的固体电蓄热装置，从而实现用户能像在商店购买家用电器那样不需要经过专业培训，按设备随机说明书完成设备安装，降低设备交付成本。

[0004] 本发明目的是通过如下技术方案来实现的：一种带双温热管的固体电蓄热装置，它包括有：电加热单元，电控制装置，带绝热层的保温壳体，固体蓄热介质，放热介质管道，热用户，其特征在于：在保温壳体内侧设置有一层耐热金属板层，在保温壳体内侧底部设置有通过电控制装置及电缆控制的电加热单元，该电加热单元向上装有热辐射吸收板；该热辐射吸收板上部的保温壳体空腔内设置有固体蓄热介质，在固体蓄热介质之间还分布有立式圆柱体粗热管，该立式圆柱体粗热管与保温壳体空腔等高；在立式圆柱体粗热管顶部与耐热金属板层的对应位置上设置有安装双温热管组件的通孔，保温壳体顶部还设置有固体蓄热介质孔；所述双温热管组件是由工作温度等于固体蓄热介质温度，靠重力驱动的粗热管和工作温度等于放热介质温度靠重力驱动的细热管，以粗热管在下细热管在上的结构同轴竖直套装而成；多根从保温壳体外侧经双温热管组件孔竖在固体蓄热介质腔体内，双温热管组件的粗热管金属圆柱体外立面与固体蓄热介质腔体内的固体蓄热介质紧密接触，粗热管蒸发段端头接触热辐射吸收板的上表面；细热管的蒸发段置于粗热管上部的冷凝段内，细热管的冷凝段通过散热金属板连接放热介质腔体；该放热介质腔体通过放热介质输出接口依次与带放热介质的管道及热用户相连通，从热用户返回的放热介质管道则与放热介质输入接口相连通而构成回路。

[0005] 本发明所述的电加热单元是用若干只电加热管、电加热带、电加热板、电加热丝或PTC发热陶瓷等电加热元件在托盘内经固定连接成多组，每组接通电源后都能稳定发热的功能模块。

[0006] 本发明所述的固体蓄热介质是指普通耐火浇筑料、相变蓄热材料耐火浇筑料、工业食盐颗粒、煅烧红铁矿颗粒或碎石骨料的散装固体材料；本发明所述放热介质腔体，是吸收设在各细热管冷凝端散热金属板热能的蒸汽汽包构件，或是设在各细热管冷凝端散热金属板上的吸热金属管，经串、并连接制成的金属构件；
本发明所述的电控制装置是设置、存储蓄热和放热参数，按蓄热和放热参数工作的智能执行部件；
本发明所述的热辐射吸收板是耐高温的铸铁板；
本发明所述的粗热管是用可以在80℃至550℃范围内将电加热单元的热能传递给固体蓄热介质，并能吸收固体蓄热介质的热量给细热管蒸发段加热，壁厚1.0mm至20mm的耐热金属管，经抽真空注入工作介质制成的两相闭式热虹吸管；
本发明所述的细热管是可按放热介质要求温度设定工作温度，壁厚0.2mm至5mm的耐热金属管，经抽真空注入工作介质制成的两相闭式热虹吸管；
本发明所述的放热介质是包括水、水蒸汽、空气、导热油或防冻液。

[0007] 本发明的有益效果是：将粗热管置于固体蓄热介质内，利用热管高效的传热性能减小了电加热单元热能存入固体蓄热介质的热阻，粗热管柱体较大的金属外立面与固体蓄热介质紧密接触增加了固体蓄热介质导热的接触面，提高了固体蓄热介质吸热和放热的能力。用细热管代替热风换热器、换热风机及循环风管道的放热结构简化了安装结构；用灌装浇注料或颗粒料做固体蓄热介质的施工工艺代替砌筑块状固体蓄热介质的施工工艺降低了安装难度；尤其是蒸发段置于粗热管冷凝段内的细热管，利用热管的恒温特性可以使放热介质的输出温度钳制在工作温度范围内。附图说明

[0008] 图1为本发明带双温热管的固体电蓄热装置结构示意简图；图2为本发明带双温热管的固体电蓄热装置蒸汽输出结构示意简图；
附图中主要部件序号说明如下：1保温壳体，2固体蓄热介质，3电加热单元，4粗热管，5细热管，6散热金属板，7放热金属管，8放热介质输入接口,9放热介质输出接口，10管道,11电控制装置，12热用户,13蒸汽汽包,14蒸汽输出接口，15补水口，16耐热金属板，17放热介质，18热辐射吸收板，19金属顶板，20双温热管组件的通孔，21固体蓄热介质孔，22控制电缆，23热蒸汽。

[0009] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图获得其他的附图。

具体实施方式

[0010] 使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图1并通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

[0011] 实施例1如图1所示，1为带绝热层的保温壳体，2为固体蓄热介质，3为电加热单元，11为电控制装置，12为热用户；在保温壳体1内侧设置有一层耐热金属板层16，在保温壳体内侧底部设置有通过电控制装置11及电缆22控制的电加热单元3，该电加热单元3向上装有热辐射吸收板18；该热辐射吸收板18上部的保温壳体空腔内设置有固体蓄热介质2，在固体蓄热介质之间还分布有立式圆柱体粗热管4，该立式圆柱体粗热管与保温壳体空腔等高；在立式圆柱体粗热管顶部与耐热金属板层的对应位置上设置有安装双温热管组件的通孔20，保温壳体顶部还设置有固体蓄热介质孔21；所述双温热管组件是由工作温度等于固体蓄热介质温度，靠重力驱动的粗热管和工作温度等于放热介质温度靠重力驱动的细热管5，以粗热管4在下细热管5在上的结构同轴竖直套装而成；多根从保温壳体外侧经双温热管组件孔竖在固体蓄热介质腔体内，双温热管组件的粗热管金属圆柱体外立面与固体蓄热介质腔体内的固体蓄热介质2紧密接触，粗热管蒸发段端头接触热辐射吸收板的上表面；细热管的蒸发段置于粗热管上部的冷凝段内，细热管的冷凝段通过散热金属板6连接放热介质腔体；该放热介质腔体通过放热介质输出接口9依次与带放热介质的管道10及热用户相连通，从热用户12返回的放热介质管道则与放热介质输入接口8相连通而构成回路。

[0012] 本发明具体结构细节为：在保温壳体1内电加热单元3上端放置固体蓄热介质腔体；腔内高度等于粗热管4圆柱体长度的固体蓄热介质腔体，是用耐热金属板16卷制的与保温壳体内侧面紧密结合的桶状体。底面装有热辐射吸收板18，上面装有均匀分布双温热管组件孔20和固体蓄热介质孔21耐热金属顶板19的桶状体，也可以用保温壳体1的内侧面代替耐热金属板16；双温热管组件是由工作温度等于固体蓄热介质2温度靠重力驱动的粗热管4和工作温度等于放热介质温度靠重力驱动的细热管5，以粗热管4在下细热管5在上的结构同轴竖直套装而成；多根从保温壳体1外侧经双温热管组件孔20竖在固体蓄热介质腔体内，双温热管组件的粗热管4金属圆柱体外立面与固体蓄热介质腔体内的固体蓄热介质2紧密接触，粗热管4蒸发段端头接触热辐射吸收板18的上表面；细热管5的蒸发段置于粗热管4的冷凝段内，细热管5的冷凝段通过金属散热板6连接放热介质腔。电加热单元3是用若干只电加热管、电加热带、电加热板、电加热丝、PTC发热陶瓷等电加热元件在托盘内经固定连接成多组，每组接通电源后都能稳定发热的功能模块。固体蓄热介质2是按装置所需重量，分装在多个便于人工搬运的包装物内，包括普通耐火浇筑料、相变蓄热材料耐火浇筑料、工业食盐颗粒、煅烧红铁矿颗粒、碎石骨料的散装固体材料。放热介质腔体，是指设在各细热管5冷凝端散热金属板6上的放热金属管7，经串、并连接制成的金属构件。电控制装置11是设置、存储蓄热和放热参数，按蓄热和放热参数工作的智能执行部件。热辐射吸收板18是耐高温的铸铁板。粗热管4是用可以在80℃至550℃范围内将电加热单元3的热能传递给固体蓄热介质2，并能吸收固体蓄热介质2的热量给细热管5蒸发段加热，壁厚1.0mm至20mm的耐热金属管，经抽真空注入工作介质制成的两相闭式热虹吸管。细热管5是可按放热介质17要求温度设定工作温度，壁厚0.2mm至5mm的耐热金属管，经抽真空注入工作介质制成的两相闭式热虹吸管。放热介质17是包括水、水蒸汽、空气、导热油、防冻液。

[0013] 结合图1叙述本发明的安装过程：按热用户12使用要求生产的带双温热管的固体电蓄热装置，保温壳体1的几何尺寸具备搬运要求只是重量太重时，将设备的固体蓄热介质2分成便于搬运的小包装，随设备运到现场后，再将固体蓄热介质2从固体蓄热介质孔21灌入固体蓄热介质腔体，完成装置放热介质腔的各接口与热用户12的连接，接通电源，设备就具备工作条件了；若装置的蓄热功率较大，保温壳体1的几何尺寸不具备搬运要求的，将装置分成若干组分体结构，使每组能独立工作的装置保温壳体1具备搬运要求，实现大功率设备简单安装的目的。

[0014] 结合图1叙述本发明的蓄热过程：接通电控制装置11的电源设置蓄热参数，电加热单元3按设定的发热功率、放热温度、工作时段和时长等蓄热参数工作，电加热单元3发出的热量通过热辐射吸收板18传递给粗热管4的蒸发段，利用粗热管4良好的传热特性，将固体蓄热介质2加热到设定温度，完成装置的蓄热过程；结合图1叙述放热过程：固体蓄热介质2存储的热能，使粗热管4的冷凝段保持足够的温度加热细热管5的蒸发段，使细热管5的冷凝段迅速达到热用户12需要的放热介质17的温度并保持稳定地向热用户12输出热能。

[0015] 实施例2由图2所示，根据热用户12需要，放热介质17采用水蒸汽，则设置在各细热管5冷凝端散热金属板6热能的蒸汽汽包13构件；该蒸汽汽包13通过蒸汽输出接口15依次与带热蒸汽23的管道10及热用户相连通，从热用户12返回的冷凝水则通过管道10与蒸汽汽包13上补水口
15相连通而构成回路。其他结构，安装过程，蓄热过程及放热过程则与实施例1完全相同，故省略之。

[0016] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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