[发明专利]一种相变储能保温管道

说明书

技术领域

本发明属于管道保温技术领域，具体涉及一种相变储能保温管道。

背景技术

目前，在我国各大办公楼、商城、地铁站甚至矿井降温中大多采用集中式供热和集中式空调系统。集中式供热和空调系统的负荷和面积(或半径)都比较大，媒质输送的距离越长，沿程冷(热)量损失越大。

我国暖通空调行业的管道冷(热)损失约占全部供冷(热)系统耗能量的7.5％一8％。热力管道与设备在采取保冷(温)后，冷(热)损失会大大减少。另外，设备与管道采用良好的保温措施与材料后，也可降低生产能耗和成本，改善环境，同时有较好的经济效益，通常用于保温材料的投资一年左右可以通过节约的能量收回。所以，对热力管道与设备进行保温是降低系统能耗，实现节能最直接、最有效的措施。

目前，许多国家都在进行输热(冷)管道保温结构及隔热、防潮材料的研究，他们要求输热(冷)管道的隔热材料必须具有导热系数小和耐水性能强的典型特征。为达到此目的，人们采用特殊的化学工艺，在能发泡的材料中造成“静止气体”的热传导条件，即将热传导系数小的气体收集在材料的封闭细微的网眼中，防止通过气体对流传热。许多泡沫塑料都具有这种性能，常用的保温(冷)材料有：聚苯乙烯、聚乙烯、聚氨基甲酸酯等。在保温(冷)管道结构设计方面，许多矿井输冷管道一般采用聚苯乙烯泡沫塑料制成半圆柱面型隔热管壳，用挂胶的玻璃丝布缠绕包扎，现已部分改用内外管间浇注硬质聚氨酯泡沫塑料等作隔热层。

上述技术都存在以下几个问题：(1)结构复杂；(2)施工不方便，由于保温管道需要采用多层敷设，且对于施工过程要求严格，施工起来较困难；(3)维修困难，对于传统保温管道，维修时需要拆掉所有保温层，给维修增加了工作量；(4)保温材料易老化，保温效果差；(5)使用寿命较短。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种利用相变材料在相变过程中吸收或释放相当大的潜热、而自身的温度几乎不变的原理，从而减少高温环境与介质之间的温差，有效地减少输冷(热)过程中冷(热)量损失的相变储能保温管道。

本发明目的是通过如下的技术方案来实现的：该相变储能保温管道，它包括内管道和外管道，内管道套装于外管道之内，并通过其两端的法兰密封固连；所述外管道上同侧靠近两端法兰的位置设有两个充注管，其中一个充注管上设有单向阀，另一个充注管管口设有封堵管帽；在内、外管道之间的空间内充满相变材料；如此，形成分段半封闭式双层保温结构的相变储能保温管道，各段管道通过其端部的法兰相互连接。

具体的，所述内管道、外管道和法兰均为金属材料制成。

具体的，所述法兰端面为一沉一凸两个台阶的凹凸面法兰。

进一步，所述内管道采用无缝钢管，插入凹凸面法兰的沉口中，并用焊接连接；所述外管道采用两块半圆形钢板对焊而成，并焊接于凹凸面法兰的外凸面台阶上。

本发明的相变储能保温管道，集保温层、防潮层、保护层、阻燃层于一体，既保温，又耐潮、阻燃、不易损坏，能有效阻止水和水蒸气的渗透，不影响保温层的性能，有效地减少了供冷(热)系统中的冷(热)媒长距离输送的管道冷(热)量损失。而内、外管道之间的相变材料在吸收外界温度或管内热量后升高至熔点时，产生相变，吸收并储存大量的潜热，一定程度上阻止热量侵入内管。当温度高于相变温度时，相变材料储存的热量在一定温度范围内释放到介质中，进行逆相变过程。在这两种相变过程中，所储存或释放的能量为相变潜热。虽然物理状态发生变化，但材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变，形成一个较宽的温度平台。相变材料在吸收或释放潜热的同时，减弱了环境与介质之间的热流波动，从而降低管内介质与外界环境的温差，有效地减少了冷(热)量损失。

本发明的相变储能保温管道，集相变材料层(保温层)、防潮层、保护层、阻燃层于一体，是一种分段封闭式保冷结构，既能节约多种原材料，节省施工程序，也便于运输、安装、拆卸。

归纳起来，本发明与现有技术相比，具有以下几个方面的优势：

(1)本发明集保温层、防潮层、保护层、阻燃层于一体，结构简单，节约原材料，生产工艺简单，节约大量时间与劳动力；

(2)本发明既保温，又耐潮、阻燃、不易损坏，能有效阻止水和水蒸气的渗透，不影响保温性能，有效减少输冷过程中的冷量损失，且使用寿命长。

(3)本发明是一种分段半封闭式双层保冷管道，管道之间通过法兰连接，有利于运输与安装，施工方便；