柔性管路缠绕型保温装置

技术领域

本发明涉及保温装置技术领域，具体涉及一种柔性管路缠绕型保温装置。

背景技术

保温是一种科学、高效的节能技术措施，可以使热量的散发传导速度减慢。保温是指在供热管道及其附件表面敷设保温层，减少热媒在输送过程中的无效热损失，并使热媒维持一定的参数以满足用户需求。

为保障高寒地区水处理设备在低温下正常运行，需要研发水处理设备防冻技术及装备。设计柔性管路，用此柔性管路缠绕在水处理设备上，在外部包覆隔热材料，从而实现设备防冻保温的目的。因为高寒地区电力及其他形式能源供给落后，地广人稀，没有电力设施，一般靠小型太阳能板供电，所以无法达到采用电伴热或蒸汽伴热等方式来对水处理设备进行防冻的条件，无法保障水处理设备正常运行且容易损坏水处理设备。

因此，亟需设计一种柔性管路缠绕型保温装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种柔性管路缠绕型保温装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种柔性管路缠绕型保温装置，包括水处理设备，所述水处理设备的外侧包覆有薄保温层，所述薄隔热材料层的外侧缠绕有柔性管路缠绕层，所述柔性管路缠绕层的外侧设置有厚保温层，所述厚隔热材料层的外侧包覆有防老化防氧化层。

进一步的，上述柔性管路缠绕型保温装置中，所述柔性管路缠绕层为同心管，包括内管和外管，所述内管和外管之间的夹层中设置有相变储热材料，所述外管首尾封闭。

进一步的，上述柔性管路缠绕型保温装置中，所述内管为导热管，与外界加热装置连通，用于通入加热介质。

进一步的，上述柔性管路缠绕型保温装置中，所述外管采用热缩管与生胶带封闭。

进一步的，上述柔性管路缠绕型保温装置中，所述外管采用热缩管与生胶带封闭。

进一步的，上述柔性管路缠绕型保温装置中，该方案选取20mm水管加8mm导热管作为实验的外管与内管的管路组合搭配。

进一步的，上述柔性管路缠绕型保温装置中，该方案选择0.5mm间隔分布的柔性管路缠绕方式。

进一步的，上述柔性管路缠绕型保温装置中，所述防老化防氧化层采用防水防氧化膜或者涂防水漆。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明柔性管路缠绕保温装置设计核心内容在于管路设计、相变储热材料与隔热材料三个方面。核心的设计思路是让水处理设备缓慢吸收相变储热材料储存的热量。先在水处理设备表面包裹较薄的隔热材料，防止柔性管路和水处理设备直接接触时传导大量热量，达不到缓慢吸热的效果。然后在外缠绕装有相变储热材料的柔性管路，柔性管路是一个同心管，内管是直径小的空心管作为导热管，内部通加热介质，使用水或者导热油。内管和外管之间的夹层中放置相变储热材料，同心管外管首尾封闭防止导热材料融化后泄漏，采用热缩管与生胶带进行封闭。而导热管则与外界加热装置联通，同时也采用包裹隔热材料的方法防止热量散失。然后在更外层包裹较厚的隔热保温材料，达到提供的热量尽可能多的向内传递并且缓慢传递的目的，最后在最外层包覆防水防氧化膜或者涂防水漆，防止隔热材料与空气直接接触受潮老化引起脱落从而影响到保温性能。本方案选择以相变储热材料为管路内部的储热传热介质，外侧包裹大量隔热材料，使其具备加热一次就能在低温环境下保持不结冰5-7天的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明结构示意图；

图3为本发明四种内管与外管管路组合方式图；

图4为本发明柔性管路0间距、0.5cm间距、1cm间距缠绕方式图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-水处理设备，2-薄保温层，3-柔性管路缠绕层，4-厚保温层，5-防老化防氧化层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种技术方案：一种柔性管路缠绕型保温装置，包括水处理设备1，水处理设备1的外侧包覆有薄保温层2，薄隔热材料层2的外侧缠绕有柔性管路缠绕层3，柔性管路缠绕层3的外侧设置有厚保温层4，厚隔热材料层4的外侧包覆有防老化防氧化层5，防老化防氧化层5采用防水防氧化膜或者涂防水漆。

柔性管路缠绕层3为同心管，包括内管和外管，内管和外管之间的夹层中设置有相变储热材料，外管首尾封闭。内管为导热管，与外界加热装置连通，用于通入加热介质，加热介质为水或者导热油。外管采用热缩管与生胶带封闭。相变储热材料采用石蜡。

该方案选取20mm水管加8mm导热管作为实验的外管与内管的管路组合搭配。该方案选择0.5mm间隔分布的柔性管路缠绕方式。

由于柔性缠绕的关键特点还有缠绕管路的间距及管路管径大小。通过实验分别确定最佳管路管径及柔性缠绕管路的间距。

(1)套管组合方式与相变材料熔化程度对比实验(确定管路管径)

本次实验的目的是根据相变材料熔化程度探索出最佳的柔型管路组合方式。选择出最佳的套管管壁厚度及内外管直径。需满足柔性好，易缠绕，低温相变石蜡熔化均匀，不易浪费热量等要求。

实验器材

热缩管，30℃低温相变石蜡，塑料小袋2.5寸塑料白水带，内径10mm壁厚2mm硅胶管，内径8mm外径10mm硅胶管，外径16mm塑料水管，酒精炉，美工刀，绝缘胶带，生胶带，专用PVC管道黏胶漏斗。

实验过程

此次试验一共分为三个步骤，第一个步骤是验证管带内通热管的效果：将30℃低温相变石蜡装入塑料小袋中，称量出整体重量，再将温度传感器封入小袋。将小袋在管带内均匀排布，使用绝缘胶带将管带封口，同时在管带内部也封入温度传感器。通过漏斗灌入60℃左右的热水，观察相变石蜡熔化情况，记录温度。内管选择内径10mm和内径8mm的硅胶管进行对比分别记录数据。第二个步骤是验证塑料水管的内通热管的加热效果。在外径16mm塑料水管内分别通入内径10mm和内径8mm硅胶管作为导热管。塑料水管和导热管之间灌入熔化的低温相变石蜡，顶部留一段空气防止石蜡凝固体积膨胀破坏管路。在石蜡中封入温度传感器，塑料水管底部和顶部利用生胶带包裹，涂上专用PVC管道黏胶后采用热缩管用酒精炉加热进行封口。在封口时一共套2层热缩管来防止石蜡泄露。通过漏斗灌入60℃左右的热水，观察相变石蜡熔化情况，记录温度。第三个步骤就是对比两种管路设计方式熔化程度，温度传热表现，选择最佳的管路设计方案，达到实验所需要求。

实验结果与分析

通过几种管路组合方式的熔化对比得到管路的性能效果表现(如表1)。共有四种组合方式：20mm水管加8mm导热管，18mm硅胶管加8mm导热管，18mm硅胶管加10mm导热管2.5寸管带加小袋石蜡加20mm水管(所写数据均为外径)(因水管壁厚较厚使用10mm导热管时，填充空间过小，所以忽略此搭配)，从熔化时间，融化程度，柔性程度等方面进行性能分析。

表1管路组合性能解析表

综上表所述，选取20mm水管加8mm导热管作为实验的管路组合搭配。

(2)柔性管路缠绕方式对比实验(确定间距)

实验目的

本实验的目的是根据(1)实验得到的管路组合方式来进行柔性缠绕，探索出最佳的缠绕方式。

实验器材

组装好的柔性管路，水处理设备模拟装置，聚氨酯发泡胶，聚氨酯发泡胶，PVC管道黏胶，手工锯子，手枪钻，温度传感器，冰箱，电子秤，滤芯模拟装置。

实验过程

本实验一共有四个步骤。第一个步骤是将水处理设备模拟装置组装好，将原来直径20cm高度60cm的圆柱型水处理设备按1:0.5的比例缩小。使用直径10cm的PVC给水管，切割30cm的长度两头用堵头采用PVC管道黏胶粘粘，达到不漏水的效果，粘粘时内部封入温度传感器。第二个步骤是使用聚氨酯发泡胶的最佳厚度使用模具做出底座。将整体包裹上聚氨酯发泡胶。第三个步骤是在包裹好的发泡胶上按不同的缠绕方式的组合挖槽，将组装好的柔性管路镶嵌入其中。在管路间放置温度传感器，再次使用聚氨酯发泡胶将其挖槽填补。外部通入热水将低温相变石蜡加热，达到加热温度后，将外置管路同样用聚氨酯发泡胶封住。第四个步骤是将整体装置放入内部温度为-20℃的冰箱内，记录温度变化。多次试验，得到最佳的缠绕间隔及缠绕方式。

实验结果及分析

通过三种不同的间隔方案进行实验，分别是间隔为0mm，间隔为0.5cm，间隔为1cm进行实验。发现排布越密集水温升高越快，采取最密集排布方式时需要将聚氨酯全部剔除导致传热过快，水温快速上涨，不能很好地完成缓慢吸热的目的，而间隔为0.5cm和间隔为1cm时，因为中间有聚氨酯阻隔，所以散热速度较为理想，但是二者对比之下0.5cm间隔可以储存更多相变材料，保温性能更好。

综上所述，选择0.5mm间隔分布的方案。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。