[發明專利]一種扁管式相變蓄熱裝置

有效

• 申請號: 201710288067.3
• 申請日: 2017-04-27
• 公開（公告）號: CN107062972B
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 劉婧;刁彥華;趙耀華
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: F28D20/02
• 分類號: F28D20/02;F28F1/32;F28F21/08
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張立改

一種扁管式相變蓄熱裝置，屬于相變蓄熱技術領域。主要包括蓄熱核心部件扁管組件、蓄熱器箱體、相變材料和蓄放熱環路；蓄熱器箱體內裝有扁管組件，所述扁管為兩平板作為換熱面平行密封成空腔結構，空腔結構內又被分割成多個密封的空腔，每個密封的空腔內填充有相變材料；兩平板換熱面的外表面全部設有翅片；扁管組件為多個扁管平行層疊在一起，即平板換熱面平行層疊；翅片之間形成氣體通道。極大增加了空氣側換熱面積，顯著提高相變蓄放熱的速率和效率。

技術領域

本發明涉及一種相變蓄熱裝置，特別是一套以空氣為換熱介質的高效相變蓄熱裝置，屬于相變蓄熱技術領域。

背景技術

自進入21世紀，全球經濟高速發展，人民對生活水平與建筑環境的要求越來越高，導致全球范圍內的能耗急劇增長，由此帶來的能源危機與環境問題日益嚴重。因此如何有效利用能源成為了全球的話題。蓄熱技術能夠將太陽能集熱及許多工業過程排放的不連續、不穩定的熱能儲存起來，可以很好的解決熱能供求雙方在時間和強度上的不匹配問題。相變蓄熱以其蓄熱密度大、溫度變化小、容易控制等優點，日益成為合理利用能源、提高能源利用率、減小環境污染的首要選擇。相變蓄熱技術的發展對太陽能熱儲存、電力“移峰填谷”、工業廢熱和余熱的回收等領域具有重要的意義。開發高效的換熱結構和高性能的蓄熱材料是蓄熱技術發展的主要方向。

蓄熱系統中，蓄熱裝置結構是相變儲能技術的骨架，目前絕大多數的蓄熱裝置主要以盤管為主要換熱結構，不但體積大、阻力大、成本高，同時對換熱器換熱性能的提高也不是很明顯，所以優化蓄熱裝置的結構也是一項大家一直在嘗試和探索的方向。該蓄熱系統應用了一種新型扁管組件，利用一套簡單的蓄放熱管路實現了對廢熱及太陽能等間斷性熱源進行熱量儲存，并對儲存的熱量在需要利用時進行快速釋放，從而達到熱量儲存和釋放的目的。

目前對相變蓄熱器的研究多以水作為換熱介質，水由于密度大、比熱容大及換熱性能好等優點，以其為換熱介質得到了廣泛的認可和應用。但在一些特定的場合，如太陽能空氣集熱器、煙氣余熱回收及建筑采暖等領域都以空氣作為換熱介質，而這些領域同樣有蓄熱的需求，若以水為換熱介質，需要增加二次換熱裝置，不僅使整個系統結構復雜，而且也降低了系統的熱效率，該新型扁管式相變蓄熱裝置滿足直接以空氣為換熱介質的應用需求。

發明內容

一種新型扁管式相變蓄熱裝置，主要包括蓄熱核心部件扁管組件、蓄熱器箱體、相變材料和蓄放熱環路；蓄熱器箱體內裝有扁管組件，所述扁管為兩平板作為換熱面平行密封成空腔結構，空腔結構內又被分割成多個平行的長方體腔體密封結構，每個長方體腔體密封結構內填充有相變材料；兩平板換熱面的外表面全部設有翅片；扁管組件為多個扁管平行層疊在一起，即平板換熱面平行層疊；翅片之間形成氣體通道；蓄熱器箱體上設有氣體進口和氣體出口，氣體進口和氣體出口分別和蓄放熱環路連接。

進一步優選翅片為鋁制長條空腔長方體結構。

扁管長方體腔體密封結構，長度方向平行，長度方向與翅片氣體通道垂直。

通過冷熱空氣循環流經蓄熱器以實現將熱源的熱量儲存到蓄熱器或者將蓄熱器的熱量取出并送到熱用戶。

所述扁管內部包括一個或多個并列的通道，用于灌裝相變材料。

所述新型扁管的氣體通道截面形狀為矩形，內壁上帶有微翅結構。

所述強化換熱百葉窗翅片為鋁制板材擠壓成型，其具體尺寸可根據實際需要設計制造。

箱體兩側焊接變徑接頭并連接波紋管，與供取熱流體連通。在箱體外面加裝保溫層，減小熱損失。