一种适用于日光温室的潜热蓄热式螺旋管热交换器制造技术

本实用新型专利技术属于设施农业工程技术领域，特别涉及一种适用于日光温室的潜热蓄热式螺旋管热交换器，其包括壳体外壁(1)、壳体内胆(5)、SiO2气凝胶隔热保温层(7)、内外嵌套的螺旋换热盘管(6)及潜热型液态换热介质(8)；本实用新型专利技术的一种以潜热型功能热流体为蓄放热介质的适用于日光温室的潜热蓄热式螺旋管热交换器，用于以太阳能集热为基础的日光温室热环境调控系统中，以尽可能高效地将系统太阳能集热单元吸收的热能通过相变材料的潜热输送与交换储存在热交换器的储液箱中，配合系统集热单元与调控单元实现太阳辐射热的高效收集与可控释放。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于设施农业工程
，特别涉及一种适用于日光温室的潜热蓄热式螺旋管热交换器。
技术介绍
现有常用的适用于日光温室的热交换器几乎均以液态水、水溶液或空气作为单相载热(冷)工质实现热量的储存或输送。其中以水或水溶液作为液态换热介质进行热能的单相液体输送，热传递效率相对较低且提升潜力有限。故日光温室的采暖负荷越高，系统所需液体的流量越大，相应系统的换热器及热量输送管道尺寸越大，且热量输送的泵消耗也越大。同时，单相液体的热量输送及热交换效率受温差的影响较大，温差不大时会严重限制热交换过程的系统能效。因此，急需开发新的热交换系统，有效提高日光温室热环境调控系统中的热交换效率及热量传输密度。潜热型功能热流体是由相变材料微粒(一般为4!11或111]1量级)混入单相传热流体形成固液两相功能流体以达到强化对流换热和储能的目的。这类多相混合流体有较大的表观比热，具有储热密度高、热传递效率大等特点，是一种集蓄热与强化传热功能于一体的新型材料，在民用建筑采暖、空调系统及换热器等领域应用前景广阔。将潜热型功能热流体应用于日光温室这一农业建筑的热环境调控系统热交换单元，日光温室室内温度过高时，通过潜热型功能热流体的相变潜热蓄放热，高密度储存太阳能或高效释放冷量以防止温室内温度过高，温度过低时则将蓄积的热量高效释放用于温室升温，可减小温室内的温度波动，使室内温度保持相对恒定，从而满足作物生长的温度需求，有效改善温室热环境。目前，潜热型功能热流体作为载热(冷)工质在采暖或制冷系统中的应用较少，至今尚未见到日光温室热环境调控系统中以潜热型功能热流体作为螺旋管式热交换器蓄放热介质实现换热器内冷热交换的相关申请件。
技术实现思路
本技术的目的是提出一种以潜热型功能热流体为蓄放热介质的适用于日光温室的潜热蓄热式螺旋管热交换器，用于以太阳能集热为基础的日光温室热环境调控系统中，以尽可能高效地将系统太阳能集热单元吸收的热能通过相变材料的潜热输送与交换储存在热交换器的储液箱中，配合系统集热单元与调控单元实现太阳辐射热的高效收集与可控释放。本技术的目的是通过以下技术方案实现的:一种适用于日光温室的潜热蓄热式螺旋管热交换器，其包括壳体外壁1、壳体内胆5、S12气凝胶隔热保温层7、内外嵌套的螺旋换热盘管6及潜热型液态换热介质8 ;其中，壳体内胆5放置于壳体外壁I中，且其纵向中心轴与壳体外壁I的纵向中心轴重合，壳体内胆5上表面设置有两个内胆进出水口 2，所述两个内胆进出水口 2向上延伸至壳体外壁I上表面以外，并与壳体外壁I固定连接，壳体内胆5底板外表面设置有内胆支撑9，内胆支撑9为具有两个支撑脚的“几”字形，所述内胆支撑9的两个支撑脚固定在壳体外壁I的底板内表面上；壳体外壁I与壳体内胆5之间的空隙填满3102气凝胶，形成S1 2气凝胶隔热保温层7 ；所述热交换螺旋盘管6置于壳体内胆5的内腔中，包括内圈螺旋换热铜管10和外圈螺旋换热铜管11，其中，内圈螺旋换热铜管10和外圈螺旋换热铜管11交叉盘旋，内圈螺旋换热铜管10螺旋中心线直径小于外圈螺旋换热铜管11的螺旋中心线直径，内圈螺旋换热铜管10两端各连接一内圈铜管进出水口 3，并延伸至壳体外壁I外，外圈螺旋换热铜管11两端各连接一外圈铜管进出水口 4，并延伸至壳体外壁I外，且内圈铜管进出水口 3与外圈铜管进出水口 4的延伸方向相反；壳体内胆5和热交换螺旋盘管6内注入潜热型液态换热介质8。内圈螺旋换热铜管10的螺旋数为外圈螺旋换热铜管11的1.2?2倍。壳体内胆5不锈钢板的厚度大于壳体外壁I。热交换螺旋盘管6由外径16mm的无缝紫铜管弯制而成。潜热型液态换热介质8为相变材料乳状液或相变材料微纳胶囊悬浮液。本技术的有益效果在于:适用于日光温室的潜热蓄热式螺旋管热交换器，是一种适用于中国北方地区日光温室热环境调控系统的高效冷热交换装置，可通过潜热蓄放热及强化对流传热实现热交换器的高效热传递和高密度潜热输送，进而有效提高热交换器所在系统的热量传递、储存及利用效率，实现日光温室中热量在时间跨度上的均衡分配；可有效降低热交换器的设计尺寸，减小热交换器的外观体积，提高热交换器内流体流动空间的热流密度。采用本技术的适用于日光温室的潜热蓄热式螺旋管热交换器，冬季可高效储存管道中液体经过所在系统集热单元时蓄积的太阳辐射热，并通过主动调控控制其在夜间或阴雨天输出所储存的热量至温度调控单元用于日光温室空气和土壤加温；夏季亦可通过管道内液体与热交换器内胆腔内液态换热介质的高效冷热交换，不断吸收管道液体经过系统集热单元时收集的多余太阳辐射热，并将液态换热介质自身所蓄积的冷量通过管道内液体经温度调控单元释放至日光温室热环境中，实现日光温室空气和土壤的持续降温。1.应用本技术的适用于日光温室的潜热蓄热式螺旋管热交换器，可有效缩小热交换器的设计尺寸，通过潜热型功能热流体的强化传热提高冷热交换效率，提高热交换器能效。2.应用本技术的适用于日光温室的潜热蓄热式螺旋管热交换器，冬季可高效蓄积白天多余太阳辐射热用于夜间及阴雨天增温，夏季可同时实现日光温室内空气和土壤的尚效降温。3.适用于日光温室的潜热蓄热式螺旋管热交换器放置在温室后墙北侧，不占用日光温室内操作空间或地表栽培面积，且放置位置不会对北侧相邻后栋温室造成遮挡，充分利用了相邻日光温室间的间隔空间。4.适用于日光温室的潜热蓄热式螺旋管热交换器的实际尺寸可根据不同日光温室的冷热负荷计算及出水温度需求进行相应不同尺寸的灵活设计，从而实现不同规格的批量化工业生产。通过多个热交换器的多级串并联，可实现日光温室的分阶段高效蓄热、不同工质流量下高效冷热交换及热环境分区调控。【附图说明】图1是本技术的适用于日光温室的潜热蓄热式螺旋管热交换器的外部结构示意图；图2是本技术的适用于日光温室的潜热蓄热式螺旋管热交换器的俯视图；图3是本技术的适用于日光温室的潜热蓄热式螺旋管热交换器的纵剖图；图4是本技术的适用于日光温室的潜热蓄热式螺旋管热交换器的横剖图；图5是本技术的适用于日光温室的潜热蓄热式螺旋管热交换器的外圈螺旋换热盘管不意图；图6是本技术的适用于日光温室的潜热蓄热式螺旋管热交换器的内圈螺旋换热盘管不意图。附图标记:I壳体外壁2内胆进出水口3内圈铜管进出水口4外圈铜管进出水口5壳体内胆6螺旋换热铜管7Si02气凝胶隔热保温层当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
种适用于日光温室的潜热蓄热式螺旋管热交换器，其特征在于：其包括壳体外壁(1)、壳体内胆(5)、SiO2气凝胶隔热保温层(7)、内外嵌套的螺旋换热盘管(6)及潜热型液态换热介质(8)；其中，壳体内胆(5)放置于壳体外壁(1)中，且其纵向中心轴与壳体外壁(1)的纵向中心轴重合，壳体内胆(5)上表面设置有两个内胆进出水口(2)，所述两个内胆进出水口(2)向上延伸至壳体外壁(1)上表面以外，并与壳体外壁(1)固定连接，壳体内胆(5)底板外表面设置有内胆支撑(9)，内胆支撑(9)为具有两个支撑脚的“几”字形，所述内胆支撑(9)的两个支撑脚固定在壳体外壁(1)的底板内表面上；壳体外壁(1)与壳体内胆(5)之间的空隙填满SiO2气凝胶，形成SiO2气凝胶隔热保温层(7)；所述热交换螺旋盘管(6)置于壳体内胆(5)的内腔中，包括内圈螺旋换热铜管(10)和外圈螺旋换热铜管(11)，其中，内圈螺旋换热铜管(10)和外圈螺旋换热铜管(11)交叉盘旋，内圈螺旋换热铜管(10)螺旋中心线直径小于外圈螺旋换热铜管(11)的螺旋中心线直径，内圈螺旋换热铜管(10)两端各连接一内圈铜管进出水口(3)，并延伸至壳体外壁(1)外，外圈螺旋换热铜管(11)两端各连接一外圈铜管进出水口(4)，并延伸至壳体外壁(1)外，且内圈铜管进出水口(3)与外圈铜管进出水口(4)的延伸方向相反；壳体内胆(5)和热交换螺旋盘管(6)内注入潜热型液态换热介质(8)。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇欣，刘爽，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：新型
国别省市：北京;11