[實(shí)用新型]三維肋片結(jié)構(gòu)的固液相變儲(chǔ)熱取熱裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201820834389.3
• 申請(qǐng)日: 2018-05-31
• 公開（公告）號(hào): CN208282662U
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁雙榮;張曉峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國電龍?jiān)垂?jié)能技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): F28D20/02
• 分類號(hào): F28D20/02
• 代理公司: 北京五洲洋和知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11387
• 代理人: 劉春成;劉素霞

本實(shí)用新型提供一種三維肋片結(jié)構(gòu)的固液相變儲(chǔ)熱取熱裝置，包括：基管呈管狀結(jié)構(gòu)，用于作為載熱流體的流通管道；三維肋片機(jī)構(gòu)設(shè)置在基管外圍，用于在基管內(nèi)部的載熱流體與基管外部的儲(chǔ)熱介質(zhì)之間進(jìn)行等效導(dǎo)熱，三維肋片機(jī)構(gòu)包括肋基、縱向肋和環(huán)向肋；固定件用于將三維肋片機(jī)構(gòu)可拆卸連接在基管管壁外圍。本實(shí)用新型在三維空間方向上合理布置肋片，肋片材料采用高導(dǎo)熱系數(shù)材料，以保證在儲(chǔ)取熱過程中，不同位置相變介質(zhì)的溫度變化速率能夠接近一致，同時(shí)提高相變介質(zhì)的等效導(dǎo)熱系數(shù)，提高儲(chǔ)取熱過程的響應(yīng)速率，為儲(chǔ)取熱系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行提供了保證。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及儲(chǔ)熱技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種三維肋片結(jié)構(gòu)的固液相變儲(chǔ)熱取熱裝置。

背景技術(shù)

在儲(chǔ)熱技術(shù)領(lǐng)域，由于固-液相變儲(chǔ)熱技術(shù)利用了儲(chǔ)熱材料在固-液互換時(shí)的潛熱，相比顯熱儲(chǔ)熱，相同儲(chǔ)熱材料、相同質(zhì)量、相同溫升下，可以存儲(chǔ)更多的熱量，并且對(duì)于熱源為發(fā)生相變的載熱流體時(shí)，高溫載熱流體冷凝時(shí)釋放的潛熱應(yīng)儲(chǔ)存在對(duì)應(yīng)儲(chǔ)熱介質(zhì)的相變潛熱中。同理，對(duì)于冷源為發(fā)生相變的載熱流體時(shí)，低溫載熱流體蒸發(fā)過程時(shí)吸收的潛熱應(yīng)來自于儲(chǔ)熱介質(zhì)的相變潛熱。

然而，通常所用相變儲(chǔ)熱材料導(dǎo)熱系數(shù)均較低，這樣會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)熱過程中靠近熱源的相變介質(zhì)已經(jīng)被加熱至遠(yuǎn)高于熔點(diǎn)溫度，而遠(yuǎn)離熱源的相變介質(zhì)卻任處于凝固狀態(tài)，并且在固液相界處會(huì)出現(xiàn)較大的導(dǎo)熱熱阻，取熱過程反之。

常用的強(qiáng)化傳熱的肋片型式有：直肋、針肋、環(huán)肋以及在此三種肋片基礎(chǔ)上改進(jìn)的肋片，如變截面直肋、變截面針肋、H型環(huán)肋、螺旋環(huán)肋等。常見的用于傳熱強(qiáng)化的肋片多用于對(duì)流場(chǎng)合，一方面肋片起到擴(kuò)展對(duì)流換熱面積的作用；另一方面當(dāng)流體流過基管時(shí)，肋片可破壞粘性底層、增強(qiáng)湍流，進(jìn)而提高對(duì)流換熱系數(shù)。

常見肋片也可用于顯熱儲(chǔ)熱技術(shù)中，即儲(chǔ)熱介質(zhì)在儲(chǔ)取熱過程中不發(fā)生相變。但常見肋片并不適合用于相變介質(zhì)儲(chǔ)熱技術(shù)，因?yàn)閷?duì)于針肋和直肋而言，其放射性的布置方式使得隨著徑向上半徑的增加，相變介質(zhì)質(zhì)量也隨之增加，而這兩種肋并沒有相應(yīng)的增加傳熱面積，也就無法保證對(duì)相變介質(zhì)各區(qū)域均勻加熱；對(duì)于螺旋環(huán)肋和H型環(huán)肋而言，這兩種肋雖然實(shí)現(xiàn)了隨著徑向上半徑的增加，相應(yīng)的增加了傳熱面積，但是單一維度上對(duì)傳熱面積的增加仍不能實(shí)現(xiàn)對(duì)相變介質(zhì)各區(qū)域均勻加熱。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種三維肋片結(jié)構(gòu)的固液相變儲(chǔ)熱取熱裝置，在三維空間方向上合理布置肋片，肋片材料采用高導(dǎo)熱系數(shù)材料，以保證在儲(chǔ)取熱過程中，不同位置相變介質(zhì)的溫度變化速率能夠接近一致，同時(shí)提高相變介質(zhì)的等效導(dǎo)熱系數(shù)，提高儲(chǔ)取熱過程的熱響應(yīng)速率，為儲(chǔ)取熱系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行提供了保證。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：

本實(shí)用新型提供一種三維肋片結(jié)構(gòu)的固液相變儲(chǔ)熱取熱裝置，所述儲(chǔ)熱取熱裝置包括：

基管，所述基管呈管狀結(jié)構(gòu)，用于作為載熱流體的流通管道；

三維肋片機(jī)構(gòu)，所述三維肋片機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述基管外圍，用于在所述基管內(nèi)部的載熱流體與所述基管外部的儲(chǔ)熱介質(zhì)之間進(jìn)行等效導(dǎo)熱；

固定件，所述固定件可拆卸地將所述三維肋片機(jī)構(gòu)固定在所述基管的管壁外圍。

在如上所述的三維肋片結(jié)構(gòu)的固液相變儲(chǔ)熱取熱裝置，優(yōu)選，三維肋片機(jī)構(gòu)包括：

肋基，所述肋基用于所述基管與所述三維肋片機(jī)構(gòu)之間的熱量傳導(dǎo)；所述肋基內(nèi)表面與所述基管外表面接觸連接，所述肋基外表面固定連接有縱向肋；

縱向肋，所述縱向肋設(shè)置在所述肋基外表面并沿所述基管徑向方向向外延伸；

環(huán)向肋，所述環(huán)向肋設(shè)置在所述縱向肋末端區(qū)域，用于增加所述三維肋片機(jī)構(gòu)與所述儲(chǔ)熱介質(zhì)之間的傳熱面積。

在如上所述的三維肋片結(jié)構(gòu)的固液相變儲(chǔ)熱取熱裝置，優(yōu)選，縱向肋有多個(gè)，多個(gè)所述縱向肋在所述肋基外表面上均勻分布。