一種基于相變儲熱材料的可控式熱交換裝置制造方法
【專利摘要】一種基于相變儲熱材料的可控式熱交換裝置，涉及間歇式采暖【技術領域】。解決了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。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上分散地安裝有若干吸熱翅片，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；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。用于火墻火炕等間歇式采暖方式中。
【專利說明】一種基于相變儲熱材料的可控式熱交換裝置
【技術領域】
[0001]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】
[0002]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(農作物秸桿)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。
[0003]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。
[0004]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】
[0005]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。
[0006]本發明為解決上述技術問題采取的技術方案是:
[0007]—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。
[0008]本發明的有益效果是:
[0009]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。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]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】
[0011]【具體實施方式】一:如圖1所不，本實施方式所述的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1、若干吸熱翅片2、若干吸熱翅片鉸鏈(合葉)4、引線6和至少兩個滑輪5 ;每個吸熱翅片2由導熱層2-1和不導熱層2-2 (非導熱層)貼合在一起構成，金屬密封殼體I的后端面1-1靠近熱源用于吸熱，前端面1-2用于作為散熱端面，金屬密封殼體I的后端面1-1上分散地安裝有若干吸熱翅片2，每個吸熱翅片2的根部通過一個吸熱翅片鉸鏈4連接在金屬密封殼體I的后端面上；至少兩個滑輪5安裝在金屬密封殼體I上，每個吸熱翅片2的末端固定在引線6上，引線6繞在滑輪5上；通過拉動引線6的一端可控制若干吸熱翅片2倒下平鋪在金屬密封殼體I的后端面上，且每個吸熱翅片2的導熱層2-1與金屬密封殼體I的后端面接觸，每個吸熱翅片2的不導熱層2-2朝外；通過拉動引線6的另一端可控制倒下平鋪的若干吸熱翅片2與金屬密封殼體I的后端面呈90度角。
[0012]對封裝盒體上的翅片進行改造處理，面對室內的翅片固定不動，面對火墻內煙道的翅片可以轉動。吸熱階段，將面向煙道翅片直立，這大大增加了裝置的吸熱面積。當停止加熱時，在此放熱階段，拉動滑輪上引線，面向煙道一側翅片將倒下平鋪在盒體表面，合葉的功能是使翅片只能90度轉動，此時翅片不導熱材料一側將盒體散熱面覆蓋，可以有效解決放熱過程中盒體向煙道內散失大量熱量，當需要加熱時，拉動另一方向的引線，翅片又變為直立狀態，增加盒體吸熱面積。[0013]【具體實施方式】二:如圖2所示，本實施方式中，在金屬密封殼體I的前端面1-2上分散地安裝有若干散熱翅片3。其它組成及連接關系與【具體實施方式】一相同。如此設置，進一步提高基于相變儲熱材料的可控式熱交換裝置在散熱階段的散熱效果。
[0014]【具體實施方式】三:如圖2所示，本實施方式中，每個散熱翅片3的根部通過一個散熱翅片鉸鏈7連接在金屬密封殼體I的前端面上。其它組成及連接關系與【具體實施方式】二相同。如此設置，在吸熱階段時，可控制若干散熱翅片鉸鏈7合放或鋪放在放熱面上，這樣進一步使盒體吸熱速率大于散熱速率，這將提高金屬密封殼體I內的填充相變儲熱材料的儲熱量和儲熱效率，并且通過控制若干散熱翅片在放熱階段平鋪或直立，可以有效調節放熱階段室內空氣的升溫速度，解決了放熱階段放熱翅片向室內釋放過多熱量，使室內溫度過聞。
[0015]【具體實施方式】四:如圖1或2所示，本實施方式所述導熱層2-1為由金屬材料制成的導熱層，所述不導熱層2-2為由多孔陶瓷材料(還可以是其他的低導熱材料，如巖棉，或可以涂在金屬表面的耐熱隔熱涂料)。其它組成及連接關系與【具體實施方式】一、二或三相同。
[0016]【具體實施方式】五:如圖1或2所示，本實施方式，與熱源直接接觸的若干吸熱翅片2總面積之和為金屬密封殼體I后面端面積的1.0至1.5倍。其它組成及連接關系與【具體實施方式】一相同。
[0017]【具體實施方式】六:如圖1或2所示，本實施方式中，與熱源直接接觸的若干吸熱翅片2總面積之和為金屬密封殼體I后面端面積的1.0至1.5倍。即所述若干吸熱翅片2在金屬密封殼體I的后端面上呈90度角時，與熱源直接接觸的吸熱翅片總面積為金屬密封殼體I后面面積的1.0至1.5倍)。其它組成及連接關系與【具體實施方式】二或三相同。
[0018]【具體實施方式】七:如圖1或2所示，本實施方式所述金屬密封殼體I前、后端面面積相等，若干散熱翅片3的散熱面的面積總之和為金屬密封殼體I前端面面積的1.0至1.7倍。其它組成及連接關系與【具體實施方式】六相同。
[0019]【具體實施方式】八:如圖1或2所示，本實施方式所述金屬密封殼體I前、后端面為波紋板。其它組成及連接關系與【具體實施方式】一、二、三、四、五、六或七相同。
[0020]以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
[0021]實施例:
[0022]金屬密封殼體I填充的相變儲熱材料采用14酸，所述殼體I可采用金屬鋁、銅或不銹鋼等材料制成，盒體的尺寸為300X300X45，殼體采用的金屬材料厚度為1mm，在殼體后端面1-1上安裝吸熱翅片，吸熱翅片導熱部分2-1由金屬銅制成，不導熱部分2-2由多孔陶瓷制成，2-1和2-2厚度均為1_，兩者可以通過耐高溫膠粘接或者螺栓(鉚接)等機械連接。吸熱翅片與盒體通過鉸鏈連接，鉸鏈長度為290mm，為了使翅片上吸收的熱量有效傳遞給殼體。鉸鏈與殼體、鉸鏈與翅片連接可以通過耐高溫膠粘接或螺栓(鉚接)等機械連接或焊接。翅片尺寸為290X30.散熱翅片由金屬銅制成，其連接方式同吸熱翅片一樣。吸熱翅片為12個，散熱翅片為10個。在盒體兩側面分別安裝一個滑輪5，引線6可以采用金屬線，在吸熱階段，通過拉動引線6將吸熱翅片直立，并且同時將1-2端面放熱翅片平鋪，t匕較原來放熱翅片固定不動，前者大大提高了相變材料的儲熱速率，盒體內相變材料完全相變時間縮短近一倍。在放熱階段，通過拉動引線6將吸熱翅片平鋪于殼體，比較原來吸熱翅片只有金屬銅制成，并且直立固定不動，前者大大減少了盒體向煙道一側的散熱量，散熱量減少60 %至70 %。放熱階段通過控制一部分散熱翅片平鋪或直立，可以有效調節室內溫度變化，防止室內溫度過高。
【權利要求】
1.一種基于相變儲熱材料的可控式熱交換裝置，其特征在于:所述裝置包括用于填充相變儲熱材料的金屬密封殼體(1)、若干吸熱翅片(2)、若干吸熱翅片鉸鏈(4)、引線(6)和至少兩個滑輪(5);每個吸熱翅片(2)由導熱層(2-1)和不導熱層(2-2)貼合在一起構成，金屬密封殼體(1)的后端面(1-1)靠近熱源用于吸熱，前端面(1-2)用于作為散熱端面，金屬密封殼體(1)的后端面(1-1)上分散地安裝有若干吸熱翅片(2)，每個吸熱翅片(2)的根部通過一個吸熱翅片鉸鏈(4)連接在金屬密封殼體(1)的后端面上；至少兩個滑輪(5)安裝在金屬密封殼體(1)上，每個吸熱翅片(2)的末端固定在引線(6)上，引線(6)繞在滑輪(5)上；通過拉動引線(6)的一端可控制若干吸熱翅片(2)倒下平鋪在金屬密封殼體(1)的后端面上，且每個吸熱翅片(2)的導熱層(2-1)與金屬密封殼體(1)的后端面接觸，每個吸熱翅片(2)的不導熱層(2-2)朝外；通過拉動引線(6)的另一端可控制倒下平鋪的若干吸熱翅片(2)與金屬密封殼體(1)的后端面呈90度角。
2.根據權利要求1所述的一種基于相變儲熱材料的可控式熱交換裝置，其特征在于:在金屬密封殼體(1)的前端面(1-2)上分散地安裝有若干散熱翅片(3)。
3.根據權利要求2所述的一種基于相變儲熱材料的可控式熱交換裝置，其特征在于:每個散熱翅片(3)的根 部通過一個散熱翅片鉸鏈(7)連接在金屬密封殼體(1)的前端面上。
4.根據權利要求1、2或3所述的一種基于相變儲熱材料的可控式熱交換裝置，其特征在于:所述導熱層(2-1)為由金屬材料制成的導熱層，所述不導熱層(2-2)為由多孔陶瓷材料或巖棉材料制成的不導熱層。
5.根據權利要求1所述的一種基于相變儲熱材料的可控式熱交換裝置，其特征在于:與熱源直接接觸的若干吸熱翅片(2)總面積之和為金屬密封殼體(1)后面端面積的1.0至1.5 倍。
6.根據權利要求2或3所述的一種基于相變儲熱材料的可控式熱交換裝置，其特征在于:與熱源直接接觸的若干吸熱翅片(2)總面積之和為金屬密封殼體(1)后面端面積的1.0 至 1.5 倍。
7.根據權利要求6所述的一種基于相變儲熱材料的可控式熱交換裝置，其特征在于:所述金屬密封殼體(1)前、后端面面積相等，若干散熱翅片(3)的散熱面的面積總之和為金屬密封殼體(1)前端面面積的1.0至1.7倍。
8.根據權利要求7所述的一種基于相變儲熱材料的可控式熱交換裝置，其特征在于:所述金屬密封殼體(1)前、后端面為波紋板。
9.根據權利要求1、2或3所述的一種基于相變儲熱材料的可控式熱交換裝置，其特征在于:所述導熱層(2-1)為由金屬材料制成的導熱層，所述不導熱層(2-2)為由低導熱材料制成的不導熱層或涂在金屬表面的耐熱隔熱涂料層。
【文檔編號】F24D15/02GK103925637SQ201410186447
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年5月5日 優先權日:2014年5月5日
【發明者】高小建, 連紀峰, 劉春英 申請人:哈爾濱工業大學