一种微环境温控装置的制作方法

专利检索2022-05-10  3



1.本发明涉及供暖供热技术领域,特别是一种微环境温控装置。


背景技术:

2.能源与环境污染问题是当今世界各国目前面临的最大的挑战,作为现代社会,物质生活的基础,它面临非常严峻的形势。但是随着世界人口和经济的快速增长,能源消耗急剧增加,导致污染加剧有。
3.人们的生活与能源消耗密切相关。人们的生活需要大量的能源,与此同时,随着人们对舒适生活条件的要求的提高,供暖和空调的能耗在总能源中所占的比重逐渐增加。
4.人们将自然界的低温废热或废料工业转变成有用的高温热能,以满足生产和生活的需求。随着自热材料的发展以及自热材料系统的实验研究,自热材料技术在我国日益普及,广泛使用并在节能中发挥应有的作用。
5.因此,亟待开发一种通用的能够适应生产和生活的需求的以自热材料为基础的微环境温控装置。


技术实现要素:

6.本发明的目的是要解决现有技术问题的不足,提供一种微环境温控装置,以换热学理论为基础,通过自发热材料,管道围绕储热室布置,对整体结构进行设计,具有吸热放热过程完全可逆,良好的化学力学稳定性,低成本和长使用寿命等优点。
7.为达到上述目的,本发明是按照以下技术方案实施的:
8.一种微环境温控装置,包括机架,还包括设置于机架上的热源发生装置和储热装置,所述热源发生装置与储热装置相接触进行热传导,所述热源发生装置包括用于盛放发热剂的反应料仓;所述储热装置包括储热室壳体和设置在储热室壳体外的保温层,所述储热室壳体固定反应料仓的顶端,储热室壳体外壁与保温层之间固定有若干导热套管,所述导热套管包括同心布置的外导热管和内导热管,所述内导热管内填满有煤油并将内导热管两端密封,外导热管与内导热管之间填充有石蜡并将外导热管两端密封;所述储热室壳体下端的导热套管与盛放发热剂的反应料仓顶端通过空气接触进行导热。
9.进一步地,所述发热剂由以下质量比的原料组成:还原铁粉:活性碳:木粉:食盐水=59:10.4:5:25.6。
10.进一步地,所述食盐水通过盐水仓固定在储热室壳体外的保温层内,盐水仓部通过管道与反应料仓相连,管道上设有电磁阀。
11.进一步地,所述保温层由硬质聚氨酯泡沫塑料制成。
12.进一步地,反应料仓固定于直线滑台的滑块上端面,直线滑台固定在机架上;所述储热室壳体外的保温层下端开设有滑槽,反应料仓滑动装配在滑槽内;所述反应料仓内沿着直线滑台长度方向设置两个用于盛放还原铁粉、活性碳、木粉混合粉末的粉末仓,粉末仓顶端开口,两个粉末仓之间有间隔,储热室壳体外的保温层下端中部开设有一个与其中一
个粉末仓连通的槽口,盐水仓底部的管道末端固定槽口正上方。
13.进一步地,所述外导热管外壁设有若干翅片。
14.进一步地,导热套管设置为14根,且按7
×
7的叠加式阵列排布。
15.优选地,所述电磁阀为4分常闭电磁阀。
16.进一步地,所述储热室壳体内设有温度传感器,所述机架上设有与温度传感器连接的控制柜,所述控制柜与电磁阀和直线滑台电连接。
17.与现有技术相比,本发明基于石蜡相变储热材料,利用相变储热材料石蜡进行储热,自发热材料经过相应地比例进行混合发生化学反应放热,对管道进行加热,进而加热管内的煤油将热量传递给相变材料,实现储热功能进而缓慢放热,此系统可以满足所需要求,装置结构紧凑,保温效果好,占用面积小,使用便捷,运行安全;本发明可实现高原野外低温环境且无电力供应的条件下,小环境内部温度实现控制,温度能保持在0摄氏度以上很长时间,避免微环境内部的设备结冰。
附图说明
18.图1为本发明的整体结构示意图。
19.图2为图1的其中一个方向的剖视图。
20.图3为图1的另一个方向的剖视图。
21.图4为为本发明的储热室壳体俯视图。
22.图5为本发明的储热室壳体的剖视图。
具体实施方式
23.为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步的详细说明。此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明,并不用于限定发明。
24.如图1

图5所示的一种微环境温控装置,包括机架1,还包括设置于机架1上的热源发生装置3和储热装置2,所述热源发生装置3与储热装置2相接触进行热传导,所述热源发生装置3包括用于盛放发热剂的反应料仓301;所述储热装置2包括储热室壳体201和设置在储热室壳体201外的保温层202,保温层202由硬质聚氨酯泡沫塑料制成;所述储热室壳体201固定反应料仓301的顶端,储热室壳体201外壁与保温层202之间固定有若干导热套管5,所述导热套管5包括同心布置的外导热管502和内导热管503,所述内导热管503内填满有煤油并将内导热管503两端密封,外导热管503与内导热管502之间填充有石蜡并将外导热管503两端密封;所述储热室壳体201下端的导热套管5与盛放发热剂的反应料仓301顶端通过空气接触进行导热。
25.如图4、图5所示,导热套管设置为14根,且按7
×
7的叠加式阵列排布储在热室壳体201外壁;外导热管503外壁设有若干翅片504。
26.进一步地,所述发热剂由以下质量比的原料组成:还原铁粉:活性碳:木粉:食盐水=59:10.4:5:25.6。
27.本实施例中,所述食盐水通过盐水仓6固定在储热室壳体外的保温层202内,盐水仓6底部通过管道7与反应料仓301相连,管道7上设有电磁阀8,电磁阀8为4分常闭电磁阀。
28.进一步地,反应料仓301固定于直线滑台4的滑块上端面,直线滑台4固定在机架1
上;所述储热室壳体201外的保温层202下端开设有滑槽,反应料仓301滑动装配在滑槽内;所述反应料仓301内沿着直线滑台长度方向设置两个用于盛放还原铁粉、活性碳、木粉混合粉末的粉末仓302,粉末仓302顶端开口,两个粉末仓302之间有间隔,储热室壳体201外的保温层202下端中部开设有一个与其中一个粉末仓302连通的槽口,盐水仓6底部的管道7末端固定槽口正上方。
29.进一步地,所述储热室壳体201内设有温度传感器,所述机架1上设有与温度传感器连接的控制柜,所述控制柜与电磁阀8和直线滑台4电连接。
30.本实施例的微环境温控装置具体操作步骤为:
31.(1)将按比例混合的发热材料粉末放入专门盛放发热剂的反应料仓301内,其质量比为还原铁粉:活性碳:木粉:食盐水=59:10.4:5:25.6,每份总量为36.5kg,总体积为2x10
‑2m3,每份的还原铁粉、活性碳、木粉混合粉末分别放入一个粉末仓302。
32.(2)将预先调制好的食盐水放入专门盛放食盐水的盐水仓6中,装入食盐水的盐水仓6是置于储热室壳体外201的保温层202内的,这样可以保证它接受一部分热量而不至于凝固。
33.(3)热源发生装置3内部有两份均匀地分布在粉末仓302里的自发热材料,先将一份能够提供所需热量的混合金属粉末通过直线滑台4移至对应的位置,直线滑台4的原理为电机带动滚珠丝杠旋转一圈,螺母行走距离也称为导程。具体可以看丝杠的规格,比如6408丝杠,表示丝杠外径64mm,导程8mm,指丝杠旋转一圈,推动螺母行走8mm。这里的传动采用的是由电机通过联轴器驱动滚珠丝杠转动的一个装置,从而让固定在直线导轨上的滑块,推动它做前后移动,它的传动方式为电控,用蓄电池给它进行供电运转,蓄电池是放置在储热,使用不同的粉末仓302,那么直线滑台4需要移动的位置是不一样的,然后再流入一定比例一定量的食盐水让它们充分反应放出热量。
34.(4)充满煤油的内导热管503管道吸收热量,由于随着温度的升高煤油的密度因受热而变小,温度较高的煤油呈向上流动的趋势,因为温度越高,煤油的密度越小。使之管道内的换热介质呈现顺时针或者逆时针的流向而流动起来,进而将加热管内的煤油的热量传递给相变材料石蜡,相变材料石蜡就发生相变,温度继续升高,把热量储存在相变材料里,由于自发热材料发生一段时间后失效,继而储热材料此时处于放热状态,逐步释放热量,给保温空间提供热量并保持10℃,持续一个月的时间甚至更久的时间。
35.(5)若温度提前下降,那么放在储热室壳体外201内的温度传感器就会检测到温度低于10℃并发出报警,则控制它立刻启动第二套自发热材料,以维持装置的温度,电机运转可一同进行。
36.本实施例的微环境温控装置可实现高原野外低温环境且无电力供应的条件下,小环境内部温度实现控制,温度能保持在0摄氏度以上很长时间,避免微环境内部的设备结冰。
37.本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制,凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形,均落入本发明的保护范围之内。
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