楊斯涵
摘 要:隨著太陽(yáng)能供熱技術(shù)的發(fā)展,太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)中蓄熱技術(shù)的研究也得到了越來(lái)越多的關(guān)注;太陽(yáng)能熱水器與相變蓄熱材料耦合應(yīng)用可有效提高太陽(yáng)能熱水器供暖系統(tǒng)的效能,促進(jìn)能源的優(yōu)化配置。該文首先概述了相變蓄熱材料的分類(lèi),介紹相變蓄熱材料的機(jī)理及特點(diǎn),其次簡(jiǎn)述了相變材料的應(yīng)用和選擇,同時(shí)介紹了太陽(yáng)能資源的利用潛力,提出了相變超導(dǎo)液暖氣片滾筒的制作方案及其與太陽(yáng)能集熱水箱供暖系統(tǒng)的連接方式。并對(duì)相變材料超導(dǎo)液供暖系統(tǒng)的輻射散熱裝置與現(xiàn)有水暖散熱器對(duì)比分析,實(shí)驗(yàn)表明裝有超導(dǎo)液的相變暖氣片滾筒,一方面不需要過(guò)高的熱介質(zhì)為熱媒,啟動(dòng)溫度低,只需要40 ℃即可開(kāi)始傳溫,而水的強(qiáng)傳遞就必須或達(dá)到80 ℃以上,水升溫很慢,傳遞也慢。
關(guān)鍵詞:太陽(yáng)能集熱水箱 雙滾筒暖氣片 相變材料超導(dǎo)液 管道分水器 管道集水器
中圖分類(lèi)號(hào):TK51 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2015)03(b)-0015-04
現(xiàn)在,當(dāng)人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到太陽(yáng)能重要價(jià)值的時(shí)候,人類(lèi)的新太陽(yáng)能利用時(shí)代便來(lái)到了,特別是現(xiàn)在,世界各國(guó)都面臨能源日益緊缺的情況下,人們已把太陽(yáng)能作為開(kāi)發(fā)利用的現(xiàn)代主要新能源之一,并將利用太陽(yáng)能作為第三次能源革命的開(kāi)始,從礦物燃料(如石油、煤炭等)向無(wú)限的可再生能源(太陽(yáng)能、海洋能和生物質(zhì)能等)以及核能轉(zhuǎn)變;因此向太陽(yáng)能這座能源寶庫(kù)提取用不盡的能量,實(shí)現(xiàn)人類(lèi)歷史上的滄桑巨變,已成為今后能源發(fā)展的主要趨向[1]。隨著人民生活水平的不斷提高,太陽(yáng)能熱利用是新能源和再生能源中商業(yè)化程度最高,應(yīng)用最普通的技術(shù)之一,它的利用所帶來(lái)的節(jié)能和環(huán)保效益是巨大的,我國(guó)的太陽(yáng)能熱水器產(chǎn)業(yè)初步成于20世紀(jì)80年代后期?,F(xiàn)在我國(guó)擁有太陽(yáng)能熱水器的家庭數(shù)量多,總擁有量占世界總量的1/4,已被國(guó)際公認(rèn)是太陽(yáng)能熱水器生產(chǎn)總量最多,潛在市場(chǎng)最大的國(guó)家。
1 相變材料蓄熱機(jī)理與特點(diǎn)
相變材料具有在一定溫度范圍內(nèi)改變其物理狀態(tài)的能力,以固-液相變?yōu)槔?,在加熱到熔化溫度時(shí),就產(chǎn)生從固態(tài)到液態(tài)的相變,熔化過(guò)程中,相變材料吸收并儲(chǔ)存大量的潛能;當(dāng)相變材料冷卻時(shí),儲(chǔ)存的熱量在一定的溫度范圍內(nèi)要散發(fā)到環(huán)境中去,進(jìn)行從液態(tài)到固態(tài)的逆相變。在這兩種相變過(guò)程中,所儲(chǔ)存和釋放的能量為相變潛能;物理狀態(tài)發(fā)生變化時(shí),材料自身的溫度相變完成幾乎維持不變,形成一個(gè)寬的溫度平臺(tái),雖然溫度不變,但吸收或釋放的潛熱卻相當(dāng)大[2]。
以冰—水相變的過(guò)程中為例,對(duì)相變材料在相變時(shí)所吸收的潛熱以及普通加熱條件下所吸收的熱量作一比較;當(dāng)冰熔解時(shí),吸收335 J/g的潛熱,當(dāng)水進(jìn)一步加熱,溫度每升高1度,它只吸收大約4 J/g的能量。因此,由冰到水的相變過(guò)程中所吸收的潛熱幾乎比相變溫度范圍外加熱過(guò)程的熱吸收高80多倍;除冰水之外,已知的天然和合成的相變材料超過(guò)500種,且這些材料的相變溫度和蓄熱能力各異[2]。
有機(jī)固-液相變儲(chǔ)能材料中以石蠟相變材料最為典型,石蠟由直鏈、烷、烴混合而成,是石油精制過(guò)程中的副產(chǎn)品可用通式 CnH2n+2來(lái)表示[3]。實(shí)際工程應(yīng)用中,相變材料在滿足基本條件時(shí),還應(yīng)有較穩(wěn)定的化學(xué)穩(wěn)定性,較長(zhǎng)的使用壽命以及和容器的相容性;相變材料用于儲(chǔ)能工程時(shí),應(yīng)進(jìn)行熱循環(huán)穩(wěn)定性的試驗(yàn),以確保儲(chǔ)能系統(tǒng)的長(zhǎng)期實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)可行性[4]。目前對(duì)于相變蓄冷材料與相變蓄熱材料的研究已經(jīng)比較成熟,鑒于有機(jī)相變材料具有溶解熱大,不易出現(xiàn)過(guò)冷現(xiàn)象和相分離,材料的腐蝕性較小,在固體狀態(tài)時(shí)成型性好,性能比較穩(wěn)定、毒性小、成本低等優(yōu)點(diǎn)[5]。
2 相變材料的應(yīng)用和選擇
2.1 普通相變超導(dǎo)液
濟(jì)南東方龍公司提供的多種相變材料超導(dǎo)液配方技術(shù),其中,制作超導(dǎo)液配方有三個(gè)要素。(1)原料:硫酸鉀(化學(xué)純)、重鉻酸鉀(化學(xué)純)、二次蒸餾水。(2)濃度配比:硫酸鉀0.5%,重鉻酸鉀2%,二次蒸餾水97.5%。(3)制作方法:(以配制100 g傳熱介質(zhì)為例)先將二次蒸餾水97.5 g、硫酸鉀0.5 g、重鉻酸鉀2 g依次加放燒杯中,然后燒杯下面加熱,邊加熱邊攪拌,溶液溫度不得超過(guò)60 ℃,待硫酸鉀和重鉻酸鉀完全溶解后,將燒杯離開(kāi)熱源冷卻至室溫。
2.2 復(fù)合相變超導(dǎo)液
北京中科創(chuàng)研節(jié)能技術(shù)研究院的相關(guān)資料介紹,真空超導(dǎo)液技術(shù)是由美國(guó)發(fā)明的航空熱管技術(shù)發(fā)展而來(lái)。其特點(diǎn)是傳熱速度快,是紫銅的3倍,5 min左右系統(tǒng)可增溫至100 ℃以上,熱效率達(dá)95%,以煤、電、油、燃?xì)?、柴等熱源均可,?jié)省能源70%,是開(kāi)發(fā)高效熱能傳導(dǎo)的首選技術(shù);超導(dǎo)液供暖系統(tǒng)的關(guān)鍵問(wèn)題是超導(dǎo)液,超導(dǎo)液本身是一種傳熱的介質(zhì),就好比是能量的運(yùn)輸工具,但它不是超導(dǎo)液供暖系統(tǒng)的全部;超導(dǎo)液有幾百種,是根據(jù)采暖系統(tǒng)的需要不同,可分為低溫超導(dǎo)液、中溫超導(dǎo)液、高溫超導(dǎo)液;如果在北方地區(qū)的冬天氣溫在零度以下?lián)Q熱就需要極低的沸點(diǎn)才能傳熱,如果用于超導(dǎo)液暖氣片,就需要20~30 ℃啟動(dòng)介質(zhì);如果用于家庭采暖,則可用40~50 ℃相變的超導(dǎo)液;如果用于烘干,就需要100~300 ℃以上的相變材料做介質(zhì);所以只有根據(jù)不同的需要,用不同的材料進(jìn)行配制,才能達(dá)到預(yù)定的效果,只有搞懂超導(dǎo)液材料的性質(zhì)才能配制出正確的超導(dǎo)液。更重要的是在運(yùn)用過(guò)程中,所用的超導(dǎo)液不是單獨(dú)的一個(gè)超導(dǎo)體,而是一個(gè)系統(tǒng),其中包括熱源—介質(zhì)吸熱相變(通過(guò)供暖裝置的導(dǎo)熱體傳輸)-散熱體(冷凝后超導(dǎo)液回到熱源體反復(fù)循環(huán)傳熱)。它是一個(gè)系統(tǒng)過(guò)程,所以說(shuō)對(duì)供暖裝置的設(shè)計(jì)要求和安裝的技術(shù)非常重要。
3 太陽(yáng)能的利用
3.1 太陽(yáng)能資源的利用潛力
太陽(yáng)能資源具有取之不盡用之不竭,無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)又不會(huì)增加環(huán)境負(fù)荷,是未來(lái)能源結(jié)構(gòu)中的重要組成部分,我國(guó)屬于太陽(yáng)能資源豐富的國(guó)家之一,全國(guó)2/3以上面積地區(qū)年日照小時(shí)數(shù)大于2000 h,具有太陽(yáng)能利用的良好條件。因此利用太陽(yáng)能來(lái)滿足生活熱水,供暖等能耗的需求將具有巨大的節(jié)能效益。由此推動(dòng)太陽(yáng)能采暖技術(shù)的發(fā)展在我國(guó)顯得尤其重要;我國(guó)夏熱冬冷地區(qū),冬季日照率高且輻射量大,太陽(yáng)能資源利用潛力巨大[6]。
3.2 太陽(yáng)能集熱水箱耦合室內(nèi)供暖裝置
本文正是基于室內(nèi)供暖結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和干衣房烘干裝置的特性,提出了一種雙滾筒相變暖氣片的供暖裝置及干衣房,以太陽(yáng)能集熱水箱為熱源,經(jīng)過(guò)熱源水循環(huán)系統(tǒng),同時(shí)提供兩種供暖熱源,啟動(dòng)傳熱的溫度需要40 ℃,利用分水器和集水器的水路分向傳熱的原理,將熱源分別傳遞到雙滾筒的內(nèi)滾筒和外滾筒的復(fù)合傳熱管,通過(guò)復(fù)合傳熱管的導(dǎo)熱傳熱作用,激活滾筒弧形翼片內(nèi)腔里的相變材料(?超導(dǎo)液),并氣化蒸發(fā)產(chǎn)生高溫氣體,通過(guò)內(nèi)滾筒的弧形翼片的內(nèi)弧面向滾筒內(nèi)囊中心輻射散熱,通過(guò)外滾筒的弧形翼片的外弧面向干衣房柜體內(nèi)空間輻射散熱。這樣的設(shè)計(jì)既可以實(shí)現(xiàn)室內(nèi)供暖,又提供干衣房供暖的熱能。利用三通換向閥,實(shí)現(xiàn)室內(nèi)換氣功能,保持空氣新鮮,更能有效地節(jié)能減排,促進(jìn)新型空調(diào)行業(yè)的發(fā)展,(本作品已獲得國(guó)家專(zhuān)利授權(quán))。
3.3 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)
3.3.1 太陽(yáng)能集熱水箱耦合室內(nèi)供暖裝置實(shí)施方式
如圖1所示一種雙滾筒相變暖氣片的供暖裝置包括水循環(huán)組件、滾筒及支架組件、氣流循環(huán)組件和智能控制組件;其中水循環(huán)組件包括太陽(yáng)能集熱水箱1、水箱支架、真空集熱管;集熱水箱固定連接在水箱支架上,真空集熱管通過(guò)管道與集熱水箱連通,在集熱水箱的上部設(shè)置有進(jìn)水管5,在集熱水箱的下部設(shè)置有洗浴用水管38.在集熱水箱1的一側(cè)端部設(shè)有熱源出水口,連有熱源出水管11,在集熱水箱的另一側(cè)端部設(shè)有熱源回水口,連有熱源回水管12,由太陽(yáng)能集熱水箱的一側(cè)出水端通過(guò)熱源出水管11連接循環(huán)泵26的入水端,再由循環(huán)泵26的出水端連接管道分水器28的入水端;所述管道分水器28設(shè)置有兩個(gè)旁路端端口,其中第一旁路端端口,通過(guò)第一水管道29連接第一流量控制閥30的入水端,第一流量控制閥30連接內(nèi)滾筒導(dǎo)熱管22的一端,內(nèi)滾筒導(dǎo)熱管22的另一端連接第一回水閥33,第一回水閥33連接管道集水器27的第一旁路端端口,管道集水器27的出水端,連接調(diào)壓泵14,調(diào)壓泵選用微型調(diào)壓泵即可,微型調(diào)壓泵連接熱源回水管12的一端,熱源回水管12的另一端連接太陽(yáng)能集熱水箱1.所述管道分水器28的第二旁路端端口通過(guò)第二水管道31連接第二流量控制閥32入水端,第二流量控制閥32連接外滾筒導(dǎo)熱管23的一端,外滾筒導(dǎo)熱管23的另一端連接第二回水閥35,第二回水閥35連接管道集水器27的第二旁路端端口,集水器27的出水端連接調(diào)壓泵14,調(diào)壓泵14連接熱源回水閥12的一端,熱源回水管12的另一端連接太陽(yáng)能集熱水箱1。
如圖2和圖3所示,雙滾筒暖氣片的內(nèi)滾筒是空心圓柱體,在內(nèi)滾筒的空心圓柱體內(nèi)囊里放置有三輪氣流緩沖器25,且平行置于內(nèi)滾筒圓柱體內(nèi)囊里,用來(lái)阻擊流進(jìn)來(lái)的空氣,從而讓空氣在滾筒內(nèi)囊里暫時(shí)緩慢運(yùn)動(dòng),使得通入滾筒內(nèi)的氣體形成曲線流向,相對(duì)延長(zhǎng)流程,達(dá)到充分冷熱交換的效果;所述三輪氣流緩器的結(jié)構(gòu)是由一根空心中軸連有三個(gè)圓形多孔輪組成,三個(gè)多孔輪按軸向(橫向)分別固定在中軸的兩端和中段;所述三輪氣流緩沖器的三輪橫向載體上均勻分布相通透的小孔,在中軸的外壁與滾筒弧形翼片內(nèi)弧面之間也作為氣體冷熱交換的通道。該文所述系統(tǒng)在供暖過(guò)程中,進(jìn)氣扇管道15通過(guò)進(jìn)氣扇13從外界(室內(nèi))抽取空氣。通入雙滾筒暖氣片的內(nèi)滾筒,經(jīng)過(guò)換熱后的氣體,再由排氣扇管道18將制熱后的氣體輸送到室內(nèi)(房間或客廳中)。
3.3.2 系統(tǒng)干衣房供暖及輔助裝置
該文所述的暖氣片雙滾筒39固定連接在滾筒支架34上;滾筒支架34固定在干衣房2內(nèi)的居中位置;所述干衣房是保溫柜體,所述在干衣房?jī)?nèi)設(shè)置有雙滾筒相變暖氣片39;雙滾筒相變暖氣片39包括內(nèi)滾筒和外滾筒;所述設(shè)置在內(nèi)滾筒翼片20外壁的高效保溫片兼作外筒體翼片24內(nèi)壁的保溫片。
系統(tǒng)在使用干衣房時(shí),首先通過(guò)智能開(kāi)關(guān)6打開(kāi)第二流量控制閥32,熱水流入外滾筒導(dǎo)熱管23內(nèi),通過(guò)導(dǎo)熱管的熱媒作用,激活外滾筒翼片24內(nèi)腔里的相變材料超導(dǎo)液21并氣化蒸發(fā)產(chǎn)生高溫氣體,通過(guò)外滾筒翼片24的外弧面向干衣房柜體內(nèi)空間輻射散熱;暖氣片雙滾筒的外滾筒不斷向干衣房?jī)?nèi)輻射散發(fā)熱量,維持干衣房高溫低濕的環(huán)境,空氣在暖氣片滾筒的作用下與房?jī)?nèi)衣物進(jìn)行熱質(zhì)交換,便于衣物水分快速蒸發(fā),達(dá)到快速干衣的目的。所述智能開(kāi)關(guān)6控制第二流量控制閥32的工作狀態(tài),如果需要關(guān)閉或停止使用干衣房時(shí),通過(guò)智能控制裝置關(guān)閉第二流量控制閥32;智能開(kāi)關(guān)6的信號(hào)輸出端與第二流量控制閥32的信號(hào)輸入端連接。
3.3.3 系統(tǒng)智能控制裝置
系統(tǒng)在干衣房2的外側(cè)上端設(shè)有室內(nèi)溫度傳感器37連有智能開(kāi)關(guān)6;室內(nèi)溫度傳感器37的信號(hào)輸出端與智能開(kāi)關(guān)6的信號(hào)輸入端連接;智能開(kāi)關(guān)6的信號(hào)輸出端與第一流量控制閥30連接;第一流量控制閥30的流量設(shè)定值包括有小、中、大三個(gè)流量讀數(shù);智能開(kāi)關(guān)6控制第一流量控制閥30的工作狀態(tài),當(dāng)室內(nèi)溫度傳感器37測(cè)量到室內(nèi)溫度低于或高于某一設(shè)定值時(shí),通過(guò)智能開(kāi)關(guān)6調(diào)整第一流量控制閥30的流量。
在雙滾筒相變暖氣39片的內(nèi)滾筒導(dǎo)熱管22的一端設(shè)有第一流量控制閥30,第一流量控制閥通過(guò)第一水管道29連接管道分水器28的第一旁路端端口;在內(nèi)滾筒的合金導(dǎo)熱管22的另一端設(shè)有第一回水閥33,第一回水閥連接管道集水器27的第一旁路端端口;在外滾筒的合金導(dǎo)熱管23的一端設(shè)有第二流量控制閥32,第二流量控制閥通過(guò)第二水管道31連接管道分水器28的第二旁路端端口;在所述外滾筒的合金導(dǎo)熱管23的另一端設(shè)有第二回水閥35,第二回水閥35連接管道集水器27的第二旁路端端口,且所述分水器28和集水器27的旁路端端口個(gè)數(shù)相同。
系統(tǒng)所述管道換向閥為三通管道,且可以智能打開(kāi)和關(guān)閉三個(gè)通道中的任何一個(gè);管道換向閥的兩個(gè)正路端同時(shí)打開(kāi)時(shí),旁路端處于關(guān)閉狀態(tài),旁路端處于打開(kāi)時(shí),兩個(gè)正路端中的其中一個(gè)端口(進(jìn)氣端口)處于關(guān)閉狀態(tài);所述內(nèi)滾筒的進(jìn)氣端與管道換向閥一側(cè)正路端連接,管道換向閥的另一側(cè)正路端與進(jìn)氣扇13連接,所述內(nèi)滾筒的出氣端與排氣扇管道18連接,排氣扇管道18與排氣扇19連接;所述管道換向閥的旁路端與換氣扇管道17連接,換氣扇管道17與換氣扇16連接。
在集熱水箱內(nèi)設(shè)置有加熱器溫度傳感器10、加熱器溫控開(kāi)關(guān)9和輔助加熱器4;加熱器溫度傳感器10的信號(hào)輸出端與加熱器溫控開(kāi)關(guān)9的信號(hào)輸入端連接;加熱器溫控開(kāi)關(guān)9的信號(hào)輸出端與輔助加熱器4的信號(hào)輸入端連接。當(dāng)遇到陰雨天氣,太陽(yáng)能無(wú)法提供足量的熱量供熱時(shí),可以通過(guò)輔助加熱器4智能化供熱。
所述太陽(yáng)能集熱水箱1的一側(cè)內(nèi)壁上端設(shè)有水位控制儀8;進(jìn)水管5上設(shè)有自動(dòng)給水電磁閥3,水位控制儀8的信號(hào)輸出端與自動(dòng)給水電磁閥3的信號(hào)輸入端連接。當(dāng)集熱水箱中的水量低于或高于某一設(shè)定值時(shí),可以自動(dòng)給水或停止供水。
在干衣房2的外側(cè)上端還安裝有定時(shí)器36,定時(shí)器36與智能開(kāi)關(guān)6連接;定時(shí)器36的信號(hào)輸出端與管道換向閥7的信號(hào)輸入端連接。在系統(tǒng)正常工作的情況下,管道換向閥7的兩側(cè)正路端是長(zhǎng)開(kāi)著的,管道換向閥7的旁路端是關(guān)閉的,供暖時(shí),定時(shí)器36按照設(shè)定的每隔兩個(gè)小時(shí)傳遞信號(hào)至管道換向閥7,此時(shí)進(jìn)氣扇13和管道換向閥7兩側(cè)正路端中的其中一個(gè)端口(進(jìn)氣端口)關(guān)閉,換氣扇16和管道換向閥7的旁路端端口打開(kāi),實(shí)現(xiàn)智能化切換,進(jìn)入換氣程序,換氣時(shí)間將持續(xù)10 min,10 min之后,定時(shí)器36傳遞信號(hào)至管道換向閥7,此時(shí)再次打開(kāi)進(jìn)氣扇13和管道換向閥7的正路端進(jìn)氣端口,關(guān)閉換氣扇16和管道換向閥7的旁路端端口,實(shí)現(xiàn)智能化切換,恢復(fù)供暖程序。本系統(tǒng)工作時(shí),按照上述周期進(jìn)行智能化供暖,其中具體循環(huán)周期的時(shí)間可以通過(guò)智能開(kāi)關(guān)6進(jìn)行設(shè)定;系統(tǒng)選擇使用內(nèi)滾筒暖氣片完成室內(nèi)換氣,主要防止在室內(nèi)換氣過(guò)程中將室外的冷氣帶入房間或客廳中,從而影響室內(nèi)供暖效果。
如圖4所示系統(tǒng)的主要裝置分布,進(jìn)氣扇13和排氣扇19分別安裝在室內(nèi)(房間或客廳)的不同位置,干衣房2放置在前陽(yáng)臺(tái)或根據(jù)客觀條件選擇放置在洗衣房。進(jìn)氣扇管道15、排氣扇管道18、換氣扇管道17包括所有管道或入墻管道均選擇為PVC管,管體外層覆蓋有高效保溫材料,防止與外界有冷熱交換。所述進(jìn)氣扇管道15端口安裝有濾網(wǎng),可以防止物體被吸進(jìn)去,確保了系統(tǒng)工作的安全性;所述排氣扇管道18端口安裝有導(dǎo)風(fēng)板,使用時(shí)可以調(diào)整熱氣流的制熱方向。
該文中介紹的雙滾筒相變暖氣片的供暖系統(tǒng),只需要一臺(tái)太陽(yáng)能熱水器集熱水箱,可以同時(shí)使用多組供暖裝置,在使用供暖裝置時(shí)不影響正常的洗浴用水。系統(tǒng)的氣流循環(huán)裝置屬于自然循環(huán),供暖效果好,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,充分利用了自然資源的能量,符合節(jié)能減排環(huán)保要求。
4 主要技術(shù)指標(biāo)
4.1 相變材料的配置
如果一個(gè)房間平方面積為15 m2,高度為3m,這個(gè)房間或客廳的體積為45 m3;根據(jù)所處的地理位置,華東地區(qū)的冬天室內(nèi)溫度大約有三個(gè)月的時(shí)間持續(xù)在濕冷,溫度為0~2 ℃,現(xiàn)發(fā)明的一種雙滾筒相變暖氣片的供暖裝置。正常工作后一般冬天太陽(yáng)能集熱水箱的水溫為50~55 ℃左右,忽略陰雨天氣的情況下,而雙滾筒相變超導(dǎo)液暖氣片只需要35~40 ℃的水溫為啟動(dòng)介質(zhì),如果用于家庭采暖,則可用50~55 ℃相變的超導(dǎo)液;如果用于家庭的干衣房就需要100~200 ℃以上的相變材料做介質(zhì);如果用于賓館的干衣房就需要200~300 ℃以上相變材料做介質(zhì);所以只有根據(jù)不同的需要,用不同的材料進(jìn)行配置相變材料,才能達(dá)到預(yù)定的效果。
4.2 輔助加熱系統(tǒng)與智能控制
所述系統(tǒng)排氣扇管道每分鐘的排氣量是1.5 m3左右,進(jìn)氣扇管道的風(fēng)量也是每分鐘1.5 m3左右,那么在10 min左右就可以讓溫度升為12 ℃,15 min就可以讓溫度升至為18~20 ℃,如果在寒冷的冬天連續(xù)陰雨天,集熱水箱的水溫會(huì)不斷的降低,一段時(shí)間后根據(jù)集熱水箱內(nèi)的加熱器溫度傳感器設(shè)定的讀數(shù)將信號(hào)傳遞到加熱器溫控開(kāi)關(guān),設(shè)定溫控開(kāi)關(guān)的臨界溫度為45 ℃,溫控開(kāi)關(guān)接收到來(lái)自溫度傳感器的信號(hào)后,溫控開(kāi)關(guān)進(jìn)行判斷,只有當(dāng)溫度傳感器測(cè)得的溫度低于臨界溫度45 ℃時(shí),溫控開(kāi)關(guān)才將加熱信號(hào)傳輸至電輔助加熱器,電輔助加熱器對(duì)太陽(yáng)能集熱水箱內(nèi)的水進(jìn)行加熱,當(dāng)水溫加熱達(dá)到某一溫度(即溫度≥45 ℃),溫度傳感器將信號(hào)傳輸至溫控開(kāi)關(guān),溫控開(kāi)關(guān)傳輸停止加熱信號(hào)至電輔助加熱器,電輔助加熱器停止加熱。相變暖氣片雙滾筒就是不用水作為傳熱散熱介質(zhì),復(fù)合導(dǎo)熱管中運(yùn)行的少量熱水作為熱媒僅起激發(fā)超導(dǎo)液氣化生熱的作用,且僅從復(fù)合傳熱管中流過(guò),用水量只相當(dāng)于傳統(tǒng)暖氣片的1/5。
4.3 進(jìn)氣扇和排氣扇的功率計(jì)算
所述系統(tǒng)配套裝置進(jìn)氣扇和排氣扇的風(fēng)量:根據(jù)計(jì)算常數(shù)指一般家用電器進(jìn)氣扇或排氣扇在單位時(shí)間里排出(或供給)的空氣量,也是指在額定電壓,額定頻率下,以最高轉(zhuǎn)速檔位運(yùn)轉(zhuǎn),按空氣性能方法試驗(yàn),靜壓為零時(shí),單位時(shí)間內(nèi)葉輪輸送的空氣體積量。單位m3/h(立方米每小時(shí))或 m3/min(立方米每分鐘);所述進(jìn)氣扇或排氣扇的耗能功率是用測(cè)量進(jìn)氣扇或排氣扇電機(jī)的輸入功率來(lái)考核的,計(jì)算單位用W(瓦)表示。本發(fā)明的系統(tǒng)計(jì)算參數(shù),考慮到進(jìn)氣扇和排氣扇的進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口端部所造成的空氣壓力差,系統(tǒng)所用管道應(yīng)不超過(guò)20 m的流程,優(yōu)選進(jìn)氣扇功率為35 W,排氣扇功率為45 W。
5 結(jié)論
如今新型智能化家用供暖設(shè)備占領(lǐng)市場(chǎng),其容量巨大,但是現(xiàn)有空調(diào)和家用供暖設(shè)備在使用過(guò)程中耗電量大,生產(chǎn)制造成本高,需要消耗大量的貴金屬材料,相對(duì)于現(xiàn)有空調(diào)和家用供暖設(shè)備,本發(fā)明的一種雙滾筒相變暖氣片的供暖裝置及干衣房,在使用過(guò)程中耗電量小,與現(xiàn)有家用供暖設(shè)備相比較,在相同供暖條件下,可以節(jié)約用水80%以上,節(jié)約用電50%以上,該供暖裝置既能夠適用于家用供暖,也能夠適用于學(xué)校、生產(chǎn)車(chē)間、賓館、大酒店、理發(fā)店等的供暖和干衣房的實(shí)際應(yīng)用,更為重要的是適應(yīng)農(nóng)村廣闊的市場(chǎng)(如農(nóng)村的大棚供暖和茶葉烘干裝置)。
(1)對(duì)于生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō):該供暖裝置生產(chǎn)制造時(shí)不需要消耗大量的貴金屬材料,能節(jié)約生產(chǎn)成本費(fèi)用50%以上,有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
(2)對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō):如果在南方尤其是長(zhǎng)江中下游地區(qū),該地區(qū)夏熱冬冷,冬季有三個(gè)月的時(shí)間持續(xù)在濕冷,具有極大的冬季供暖需求,然而根據(jù)該地區(qū)的地理環(huán)境,不能向北方地區(qū)一樣大量鋪設(shè)供熱管道?,F(xiàn)發(fā)明的雙滾筒室內(nèi)供暖裝置具有安裝便利、安全系數(shù)高、噪音小、節(jié)能減排、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn),更能極大程度的滿足用戶的要求,吸引目標(biāo)人群,具有良好的市場(chǎng)前景。
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