[發明專利]儲能單元、具有儲能單元的無機相變儲能裝置及制備工藝

有效

• 申請號: 201710579823.8
• 申請日: 2017-07-17
• 公開（公告）號: CN107449304B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 蔣綠林;劉瑞
• 申請（專利權）人: 常州海卡太陽能熱泵有限公司
• 主分類號: F28D20/02
• 分類號: F28D20/02;B67C3/26;B65D81/38
• 代理公司: 常州格策知識產權代理事務所(普通合伙) 32481
• 代理人: 徐靜

1.一種儲能單元，其特征在于，包括一密閉容器，密閉容器內安裝有傳熱支撐結構，傳熱支撐結構包括多層多孔石墨板以及形成在多孔石墨板內的蛇形傳熱管網，傳熱支撐結構的多孔石墨板孔隙中還灌裝有無機相變儲能材料；

所述的儲能單元與外殼、保溫層和總管組成無機相變儲能裝置，儲能單元的外部設有外殼，外殼與儲能單元之間設置保溫層，總管與儲能單元伸出的管路進行連接；

上述無機相變儲能裝置的制備工藝包括以下制備步驟：

a、多孔石墨板的制備：在模具空腔中將膨脹石墨加熱膨脹成形制成多孔石墨板，具體步驟為：

a1、采用耐高溫、抗老化金屬板制成可拆卸的內空腔為矩形的模具；

a2、然后在模具空腔中加入占內空腔體積比為2%~5%的膨脹石墨；

a3、最后將加裝膨脹石墨的模具放入箱式或網帶式高溫爐中，爐溫快速升溫至400~950℃，保溫1~10分鐘，再降溫至環境溫度取出，拆開模具則得到膨脹成形的多孔石墨板；

b、傳熱支撐結構的制備：將加工成形的蛇形傳熱管網和多層多孔石墨板合成傳熱支撐結構，具體步驟為：

b1、選擇與無機相變儲能材料不發生化學反應的金屬管制成單層蛇形傳熱管，單層蛇形傳熱管之間通過串聯或并聯制成雙層蛇形傳熱管；

b2、遵循在兩層多孔石墨板中間夾設一層單層蛇形傳熱管的原則，將多孔石墨板和蛇形傳熱管壓制成傳熱支撐結構，其中蛇形傳熱管內部走傳熱介質；

c、儲能單元的制備：將傳熱支撐結構裝入密閉容器中制成儲能單元，傳熱支撐結構外壁和密閉容器內壁緊密接觸，伸出管道與容器壁面通過焊接或其他密封裝置密封，密閉容器的內壁選擇與所灌裝的無機相變材料不發生化學反應的材料；

d、無機相變儲能材料的抽真空加壓灌裝，包括如下步驟：

d1、關閉第一閥門、打開第二閥門和第三閥門，通過儲能單元中密閉容器壁面上的抽真空加壓灌裝口用真空泵抽真空，抽真空壓力達到10^-1Pa，關閉真空泵，此時已將多孔石墨板傳熱支撐結構孔隙中的空氣基本抽凈；

d2、關閉第二閥門、打開第一閥門和第三閥門，將無機相變儲能材料儲罐內部合成好的無機相變儲能材料液體加壓至1-5kgf/cm²，用于克服孔隙毛細力，然后緩慢灌注進傳熱支撐結構的多孔石墨板孔隙中，加注滿以后關閉第一閥門和第三閥門；

d3、在密閉容器壁面上的抽真空加壓灌裝口中取出抽真空加壓灌裝管，通過彈性密封塞將口密封，完成對加裝膨脹石墨傳熱支撐結構密閉容器內的無機相變儲能材料的灌裝；

e、無機相變儲能裝置的組裝：

e1、將一個或多個儲能單元進行組裝，每個儲能單元的伸出管路并聯，分別形成一個總的進水口和出水口；

e2、在組裝的多個加裝膨脹石墨作為傳熱支撐結構的密閉容器外加裝外殼，在外殼和密閉容器的外壁之間加裝保溫層，完成了膨脹石墨作為傳熱支撐結構無機相變儲能裝置的制作。

2.根據權利要求1所述的儲能單元，其特征在于，所述傳熱支撐結構的外壁與密閉容器的內壁緊密接觸，蛇形傳熱管網延伸出密閉容器部分的伸出管道與密閉容器的內壁面進行密封。

3.根據權利要求2所述的儲能單元，其特征在于，所述蛇形傳熱管網內部流通有傳熱介質，蛇形傳熱管網的進出管伸出密閉容器的外壁形成傳熱介質的進口和出口。

4.根據權利要求1所述的儲能單元，其特征在于，所述蛇形傳熱管網包括多個單層蛇形傳熱管，傳熱支撐結構中相鄰兩層的多孔石墨板之間夾設一層單層蛇形傳熱管。

5.根據權利要求4所述的儲能單元，其特征在于，所述單層蛇形傳熱管通過串聯或并聯方式形成雙層蛇形傳熱管，再由雙層蛇形傳熱管通過串聯或并聯方式形成蛇形傳熱管網。