[發(fā)明專利]一種相變儲(chǔ)能裝置及熱量循環(huán)利用系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910367223.4
• 申請(qǐng)日: 2019-04-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110174017B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張程賓;李杰;陳永平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): F28D20/02
• 分類號(hào): F28D20/02;F28F1/00;F28F1/12
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種相變儲(chǔ)能裝置，由殼體、傳熱流體管道和相變材料組成；所述傳熱流體管道包括傳熱流體入口、傳熱流體出口以及連接傳熱流體入口與傳熱流體出口的換熱部，所述換熱部位于所述殼體內(nèi)；所述相變材料位于所述殼體內(nèi)并與所述換熱部外壁接觸；其特征在于：所述換熱部為三維分形傳熱流體管道，由進(jìn)出口對(duì)稱的至少三級(jí)傳熱流體支管連接而成，下級(jí)傳熱流體支管由上級(jí)傳熱流體支管端部正交發(fā)出，經(jīng)橫向延伸后再向縱向延伸，相鄰兩級(jí)傳熱流體支管管徑滿足默里定律，相鄰兩級(jí)傳熱流體支管長(zhǎng)度滿足構(gòu)形原則；在最后一級(jí)所述傳熱流體支管上固定有分形柵格肋片，該分形柵格肋片由具有梯級(jí)厚度的高導(dǎo)金屬肋片以最后一級(jí)傳熱流體支管為中心展開(kāi)配置，構(gòu)造了從中心到四周的最佳熱流通通道；相鄰兩級(jí)傳熱流體支管的管徑滿足關(guān)系式r_i²＝4r_i+1²，相鄰兩級(jí)傳熱流體支管的長(zhǎng)度為L(zhǎng)_i＝γ^i-1L₁，γ為常數(shù)，且γ0，i＝1、2、3…N，N為分級(jí)數(shù)，L₁為一級(jí)傳熱流體支管的長(zhǎng)度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變儲(chǔ)能裝置，其特征在于：相鄰兩級(jí)傳熱流體支管的上級(jí)傳熱流體支管端部連接四個(gè)下級(jí)傳熱流體支管。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變儲(chǔ)能裝置，其特征在于：所述高導(dǎo)金屬肋片的梯級(jí)數(shù)與所述分形傳熱流體管道的分級(jí)數(shù)相同，第一級(jí)高導(dǎo)金屬肋片從所述最后一級(jí)傳熱流體支管外壁面生出并沿正交方向生長(zhǎng)，將殼體內(nèi)的儲(chǔ)能單元初步分割，第二級(jí)高導(dǎo)金屬肋片在各第一級(jí)高導(dǎo)金屬肋片的中點(diǎn)生出并沿垂直于第一級(jí)高導(dǎo)金屬肋片的方向生長(zhǎng)至殼體內(nèi)表面，將儲(chǔ)能單元進(jìn)一步分割，第三級(jí)高導(dǎo)金屬肋片按相似生成規(guī)則將所述的儲(chǔ)能單元進(jìn)一步分割，依此類推；各級(jí)高導(dǎo)金屬肋片的厚度按照公式w_k＝w₁2^-k/2生成，k≥3，k為整數(shù)，w₁為第一級(jí)高導(dǎo)金屬肋片的厚度。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的相變儲(chǔ)能裝置，其特征在于：所述殼體呈正方形，所述第一級(jí)高導(dǎo)金屬肋片將所述殼體內(nèi)的儲(chǔ)能單元分割成四等分，第i級(jí)高導(dǎo)金屬肋片將所述殼體內(nèi)的儲(chǔ)能單元分割成4ⁱ等分。

5.一種熱量循環(huán)利用系統(tǒng)，包括產(chǎn)生熱量的高能設(shè)備以及與所述高能設(shè)備連接的用于熱交換的流體第一循環(huán)管路，其特征在于：在所述流體第一循環(huán)管路上設(shè)置有如權(quán)利要求1-4任一所述相變儲(chǔ)能裝置。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種熱量循環(huán)利用系統(tǒng)，其特征在于：所述相變儲(chǔ)能裝置構(gòu)成一流體循環(huán)支路，該流體循環(huán)支路還與一用熱設(shè)備連接形成流體第二換熱循環(huán)回路。