[发明专利]一种电加热蓄热换热器

说明书

本发明涉及一种电加热蓄热换热器，解决现有的电加热相变蓄热换热装置换热过程中能量分布不均匀，能量利用率低的问题。本装置包括罐状的壳体、电加热管，壳体内装有蓄热介质，其特征在于，所述壳体内还设有换热管道，换热管道在竖直平面上下折返呈蛇行盘绕，换热管道在水平面上环绕圆心螺旋设置布满壳体内部，壳体上端开口并设置可拆卸的盖板，换热管道的进口和出口从盖板穿出壳体，电加热管从盖板上向下伸入壳体内部。本发明对流动性不佳的蓄热介质进行均匀换热，提高热利用效率。

技术领域

本发明涉及一种蓄热装置，特别涉及一种电加热蓄热换热器。

背景技术

中国改革以来，经济一路高速发展，到现在GDP位列世界第二，中国也在经历西方发达国家所经历的环境问题，一次能源煤炭、石油在发展过程中大规模得使用，导致环境问题日趋严重，污染大气，气候变暖。近年来，我国多地雾霾频发，严重影响人们日常生活和身体健康。为此，国务院及各省市纷纷出台大气污染防治政策和实施方案。全面整治和淘汰燃煤小锅炉已提上日程，“煤改气”、 “煤改电”已成为大势所趋。其中“煤改电”方向，主要利用国家谷电政策实现节能减排和降低能耗。利用谷电电能间接供热技术的核心主要在储能环节，目前相变蓄热系统正成为间接供热技术储能环节的发展主流。

现有电加热蓄热换热系统，如中国专利局2014年3月12日公开的CN103629816A号专利，名称为一种基于相变蓄热的分时峰谷用电热水器装置。该装置包括：热水器内胆，电加热装置，相变材料，换热水管，保温层，热水器外壳，智能控制装置，温度数字显示屏，报警器，安全排气阀及温度传感器。热水器内胆是双层的，内胆双层壁之间是真空层，热水器内胆里填装一定量的相变材料，电加热装置,和换热水管分别安装固定在热水器内胆的空腔里,并浸没在相变材料中，换热水管包括冷水管和热水管，冷水管自来水管相连，热水管与淋浴器相连，构成热水器的水路循环。

现有的电加热相变蓄热换热器利用蓄热介质的固相-液相的来回变化过程中能吸收和释放大量热量的潜热蓄热效果，来提高蓄热介质的蓄热能力，利用谷电加热储存热量，满足日常使用需求，减少能耗。但现有的电加热相变蓄热换热器，蓄热介质在固相状态下不流动，无论是电加热还是放热，容易造成蓄热介质储罐中能量部分不均匀的现象，能量利用率低，甚至由于导热不畅，导致加热过程中局部过烧，对加热系统产生损伤。

发明内容

本发明的目的在于解决现有的电加热相变蓄热换热装置换热过程中能量分布不均匀，能量利用率低的问题，提供一种电加热蓄热换热器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电加热蓄热换热器，包括罐状的壳体、电加热管，壳体内装有蓄热介质，所述壳体内还设有换热管道，换热管道在竖直平面上下折返呈蛇行盘绕，换热管道在水平面上环绕圆心螺旋设置布满壳体内部，壳体上端开口并设置可拆卸的盖板，换热管道的进口和出口从盖板穿出壳体，电加热管从盖板上向下伸入壳体内部，换热管道的进口设置在圆心处、出口设置在边缘处，所述换热管道在水平面上从圆心向边缘螺旋间隙逐渐减小，所述盖板上方还设有对电加热管电极密封保护的罩壳。本装置适用的蓄热介质可以是利用液相显热的蓄热介质，也可以是利用相变潜热的蓄热介质，换热管道在水平方向和竖直方向均盘绕分布，布满壳体内部的整个空间，使换热管道能充分跟壳体内的蓄热介质换热，提高热利用率。本装置的电加热装置在夜晚谷电时间启动，对蓄热介质进行蓄热；在需要使用热量的时候换热管道内通入冷媒，与蓄热介质换热。电加热管从盖板插入壳体内，可以随盖板一起拆卸更换，也可以单独拆卸更换。换热管道内流通冷媒，进口处冷媒温度低，热交换剧烈，对蓄热介质热量消耗大，出口处冷媒温度高，热交换比较平缓，对蓄热介质热量消耗小，而对于需要利用到相变蓄热的蓄热介质，流动性较差，容易造成热量分布不均，换热效果变差。因此，在进口处换热管道布置较为稀疏，而出口处换热管道布置较密，均衡利用壳体内各处的热量。

作为优选，所述电加热管分布密度在水平面上从中心向边缘逐步减小。与换热管道分布向对应的，壳体中心位置与刚进入壳体的冷媒换热，放热快，因此，电加热管也分布较密，并向边缘呈放射状逐步稀疏。