[實用新型]一種金屬網基波紋管式相變蓄熱裝置

有效

• 申請號: 201320176267.7
• 申請日: 2013-04-10
• 公開（公告）號: CN203231674U
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 周劍秋;韓雪平;董淑宏;張大鵬
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: F28D20/02
• 分類號: F28D20/02
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 夏平

技術領域

?本實用新型涉及一種蓄熱與供熱裝置，尤其涉及一種金屬網基波紋管式相變蓄熱裝置，屬于蓄熱技術領域。

背景技術

隨著經濟的不斷發展以及能源的大量消耗，節能話題已成為全球關注的焦點。如今，太陽能、風能、等可再生能源以及工業余熱、廢熱的利用已成為各國研究的重點，然而這些能源都存在間斷性和不穩定性的特點，因此，能量存儲技術的研究就顯得尤為重要。蓄熱儲能技術是能量存儲技術的一種，可用于解決熱能供給與需求失配的矛盾，是提高能源利用效率和環境保護的重要技術。目前，一些利用蓄熱儲能技術進行供熱的裝置和設備已相繼出現，并且能夠滿足相應的能量存儲以及供熱的需求。現有的蓄熱裝置大部分設置為列管式結構，通過換熱管中熱冷水的流動來完成蓄熱，放熱的全過程。但是，絕大多數蓄熱裝置中的換熱管采用的是等直徑的換熱管，其存在換熱面積小，傳熱效率差，相變不連續，蓄熱能力低等問題。

發明內容

本實用新型意在提供一種結構簡單，蓄熱材料存儲多，換熱面積大，傳熱效率高，蓄熱能力強的金屬網基波紋管式相變蓄熱裝置。

本實用新型通過以下技術方案實現：

一種金屬網基波紋管式相變蓄熱裝置，該裝置包括外殼和蓄熱箱體，所述蓄熱箱體內設有多層換熱管、流體分配管和流體收集管，蓄熱箱體的流體進口與流體分配管的一端相連，流體分配管的另一端與各層換熱管的進口相連，各層換熱管的出口與流體收集管的一端相連通，流體收集管的另一端通過流體出口將流體排出相變蓄熱裝置，在同一層中，換熱管均為多排設置，各排換熱管通過彎頭連通，相鄰兩排換熱管之間纏繞有金屬絲，蓄熱箱體中其它空余地方充填蓄熱相變材料。

本實用新型中，相鄰兩排換熱管之間纏繞的金屬絲呈網狀結構。

本實用新型蓄熱箱體內，各層換熱管之間緊密錯排放置。

本實用新型換熱管為波紋管，由波節與波谷構成，在同一層中，相鄰兩排波紋管的波節與波谷對應呈緊密錯排設置。

本實用新型蓄熱相變材料為石蠟、結晶水合鹽類或脂肪酸類相變材料。

為了減小能量損耗，在蓄熱箱體的外壁上敷設了保溫層。

本實用新型熱流體和冷流體共用同一個流體進口和同一個流體出口。

所述相變蓄熱裝置，根據蓄熱量的大小確定裝置的尺寸，根據放熱速率的要求增減波紋管的長度。

熱水進入蓄熱裝置中的波紋管時，加熱波紋管壁面，蓄熱箱體中的相變材料在某一溫度下由固態變為液態，使熱能轉化為蓄熱材料的潛熱儲存起來，當需要熱能時，使冷水通過相變蓄熱裝置中的波紋管，當冷水通過波紋管時，由導熱介質通過波紋管對水加熱，達到用戶的用熱要求。當蓄熱材料放出部分熱量后，蓄熱箱體內靠近波紋管的液體首先凝固，隨著放熱的進行，液相和固相界面漸漸遠離波紋管壁面，最終,蓄熱材料全部由液態變為固態。

本實用新型的有益效果是：

本實用新型中，換熱管為波紋管，由波節與波谷構成，在同一層中，相鄰兩排波紋管的波節與波谷對應呈緊密錯排設置，相鄰兩排換熱管之間纏繞的金屬絲呈網狀結構。該結構使得儲熱和放熱效率有效提高，流體經過換熱管的儲熱和放熱時間可以減少30%。

本實用新型中，除管內流體發生湍流以強化傳熱外，管外波節與直管之間、波節與波節斜線之間的距離保持在一個相對較薄的距離，且這些距離多方位的呈空間布局。同時，相鄰兩排波紋管之間纏繞金屬絲形成空間網狀結構，這樣有助于相變材料發生均勻相變和熱傳導。同時由于波節部位外和直管部位外傳熱效果有差異，導致不同部位相變材料溫度有差異，這種空間部位的不同以及不同部位的不同溫度數據將進一步強化相變材料液態化時的自然對流效應。同時也能多方位強化相變材料固態化時之間的熱傳導。從而克服其導熱系數低的問題。

本實用新型結構簡單，換熱面積大，且流體在波紋管中流動時能夠形成湍流，提高了傳熱效率，吸熱和放熱速度快，蓄熱材料容量大，提高了蓄熱能力，該相變蓄熱裝置可以充分利用太陽能，工業余熱進行高效率的廢熱回收利用。

附圖說明

圖1是本實用新型的主視結構示意圖。

圖2是本實用新型的俯視結構示意圖。

圖中：1、流體進口，2、蓄熱材料填充口，3、外殼，4、保溫層，5、蓄熱箱體，6、蓄熱相變材料，7、換熱管，8、流體收集管，9、流體出口，10、金屬絲，11、流體分配管。

具體實施方式