[發明專利]高效相變蓄冷換熱管

在審

• 申請號: 201410247054.8
• 申請日: 2014-06-05
• 公開（公告）號: CN104019686A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 翟曉強;程熙文;王聰
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: F28D20/02
• 分類號: F28D20/02;F25D3/00
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

技術領域

本發明涉及換熱器設備領域，尤其涉及一種高溫供冷空調用相變蓄冷器設備。

背景技術

蓄冷技術在空調系統中可以起到平衡電網負荷的作用，常見蓄冷技術是指利用夜間電網低谷時間，將冷量儲存起來，而在白天空調高峰負荷時，將所蓄冷量釋放以滿足空調高峰負荷需要的技術，而對于太陽能空調等高溫供冷空調系統，蓄冷技術不僅可以蓄存多余冷量，還可以起到穩定系統的作用。

在專利名稱為：一種高效三介質有相變耦合蓄冷換熱裝置，專利號為CN

102080906B的發明專利中，公開了一種高效三介質有相變耦合蓄冷換熱裝置，它采用低溫固液相變材料的相變潛熱貯存和調節低溫液化氣體汽化復溫過程釋放的低溫冷量的蓄冷換熱裝置，保證了冷量利用系統供冷量的持續性和穩定性，其結構中包括有流通載冷劑的中心管，載冷劑把冷量通過中心管傳遞到空調系統中以達到制冷作用。

然而，目前常見的這些蓄冷換熱裝置的換熱性能普遍不佳。一方面，常規的蓄冷系統大都為冰蓄冷系統，由于冰的相變溫度低，需要制冷機組在較低的溫度下運行，大幅降低了空調系統的COP系數(COP系數是指單位功耗所能獲得的冷量)，且與環境溫差大，同時也加大了冷量損失。再者，冰蓄冷器，如蓄冷球等的蓄冷及釋冷速率較慢，單位質量或體積的蓄冷量小等問題也有待解決。

在現有技術中，針對常規空調及高溫供冷空調的上述問題，業界一般采用相變蓄冷技術；相變蓄冷材料的蓄冷量大，且適用于在較高溫度的冷凍水下蓄冷，從而使系統COP大幅提高。

然而，本領域技術人員清楚，現有技術的，相變蓄冷材料的導熱系數普遍較低，導致蓄冷器的蓄冷及釋冷速率慢，從而影響了該技術的推廣及使用。

因此，本領域的技術人員致力于開發一種高效相變蓄冷換熱裝置及相應的高導熱系數相變蓄冷材料，以大幅提高蓄冷換熱管的蓄冷及釋冷功率。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是開發一種高效相變蓄冷換熱裝置及相應的高導熱系數相變蓄冷材料，大幅提高蓄冷換熱管的蓄冷及釋冷功率，以使其蓄冷釋冷時間短，蓄冷量大，并且結構簡單，易于推廣及使用。

為實現上述目的，本發明提供了一種高效相變蓄冷換熱管，該相變蓄冷換熱管在制冷作業時，能夠實現快速的蓄冷釋冷，并且蓄冷量大。本發明的具體方案如下所述：

高效相變蓄冷換熱管，包括中心管，所述中心管中走載冷劑；進一步采用的結構有，還包括外殼、橫向環肋和縱向直肋；所述外殼呈圓筒形狀，所述橫向環肋和所述縱向直肋布置在所述中心管和所述外殼之間；所述橫向環肋是圓環形板且垂直于所述中心管，所述橫向環肋的內緣固定連接在所述中心管的外壁上，所述橫向環肋的外緣固定連接在所述外殼的內壁上；所述縱向直肋是長方形板,所述縱向直肋的兩條對邊分別固定連接在所述中心管的外壁和所述外殼的內壁上；所述橫向環肋與所述縱向直肋相互垂直且在其交叉部位固定連接。

優選地，所述外殼的外部覆蓋有保溫層。

優選地，所述保溫層為聚氨酯材料。

此處設計目的在于，在中心管和外殼之間的空間焊接有垂直交錯排列的橫向環肋和縱向直肋；橫向環肋及縱向直肋起到翅片的作用，在由中心管、外殼、橫向環肋和縱向直肋組成的扇形區間內填充相變蓄冷材料；扇形區間布置加強了換熱效果，結合相變蓄冷材料導熱性能，使得蓄冷換熱管蓄冷及釋冷功率大幅提高；在外殼外部覆蓋有聚氨酯材料保溫層起到防止冷量泄露的作用。

優選地，包括多個所述橫向環肋和多個所述縱向直肋，所述各個橫向環肋沿所述中心管的軸向分布，所述各個縱向直肋沿所述中心管的徑向分布。

優選地，在所述中心管、所述外殼、所述橫向環肋和所述縱向直肋組成的扇環形空間內填充有相變蓄冷材料。

優選地，所述相變蓄冷材料是以癸酸和月桂酸為基液，并先添加油酸的共熔相變蓄冷材料，然后再添加納米復合材料所形成的；在所述相變蓄冷材料中所述納米復合材料所占的重量比為0.004％，所述納米復合材料為粒徑為5～10nm的親水親油型納米二氧化鈦顆粒。

優選地，所述中心管、所述外殼、所述橫向環肋和所述縱向直肋之間采用滿焊的固定連接方式。

優選地，所述中心管與所述外殼同軸，所述中心管的長度大于所述外殼的長度。

優選地，任意兩個相鄰的所述橫向環肋的間距相等。

優選地，任意兩個相鄰的所述縱向直肋的夾角相等。