[發明專利]一種雙流道板翅式相變蓄熱器

在審

• 申請號: 201911392331.3
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN111306973A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 張正國;林文珠;方曉明
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: F28D20/00
• 分類號: F28D20/00;F28D9/00;F28F3/02;F28F9/18;F28F9/24;F28F21/08
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;江裕強

本發明公開了一種新型的雙流道板翅式相變蓄熱器，主要由換熱板及相變材料組成。所述雙流道換熱板包括：由兩片金屬板焊接而成的中空形板片，在板片中焊接出雙通道分布，經高壓膨脹后形成可供不同流體流經的雙流道換熱板。板片經連接件固定組成換熱板片組，在板片間隙填充相變材料進行儲能。由于相變材料導熱系數較低，進一步在板片外表面加工翅片，強化相變材料的傳熱。所述新型雙流道板翅式相變蓄熱器具有換熱面積大，儲能密度高，傳熱速率快，適用范圍廣等優點。

技術領域

本發明的目的在于提供一種板片內具有雙流道分布的板翅式相變蓄熱器，用于熱能的回收儲存再利用，屬于能源高效利用及節能環保領域。

技術背景

近幾十年來，隨著社會經濟的發展和人們生活水平的不斷提高，能源的消耗量不斷增大。我國的能源利用率遠遠低于發達國家，由此引發的能源危機及環境問題日益嚴重。提高能源利用率、降低能耗對我國實現節能減排，可持續發展具有重要意義。相變材料(Phase Change Material，PCM)是一種具有高儲能密度的材料，且相變過程溫度恒定。利用相變材料對能量進行儲存和利用，可解決能量在時間或空間上分布不均勻的問題，有助于實現能量的回收再利用，提高能源利用效率。相變材料在余熱回收，太陽能利用，建筑節能，電子器件控溫等領域均具有廣闊的應用前景。

蓄熱器是一種將相變材料及換熱器裝置結合起來的儲能換熱裝置。傳統的蓄熱器多為管殼式結構，傳熱面積較小，傳熱速率較低。板式換熱器相對管殼式換熱器具有更高的傳熱面積，適用于熱導率較低的相變材料儲能領域。目前所研究的板式蓄熱器多為單流道結構，無法應用于具有多種工作流體的場合。

中國專利CN206113738U公開了一種儲熱板和儲熱器，其包括兩個金屬板和位于兩個金屬板之間的儲熱腔，儲熱腔內填充有儲熱材料，相鄰儲熱板之間形成換熱介質通道。該實用新型將高儲熱密度的儲熱材料與金屬板相結合，提高了儲熱器的換熱面積，提升了儲熱器的儲熱性能，而且減小了儲熱器的體積，進而節約了占用空間。但該實用新型適用性較低，無法應用于具有多種工作流體的蓄能應用場合。

中國專利CN205980893U公開了一種基于相變蓄熱材料的新型蓄熱器，包括箱體，箱體內設置有多個換熱板，換熱板和換熱板之間、換熱板和箱體之間形成多個空腔，兩個相鄰的空腔分別為換熱流體空腔和蓄熱空腔。在蓄熱空腔之間填充有相變蓄熱材料，相變蓄熱材料與換熱流體進行換熱。箱體內部形成獨立的蓄熱系統和換熱系統，二者共同進行作業，完成蓄熱器的放熱蓄熱功能。該結構緊湊簡單，便于攜帶且拆裝簡單，蓄熱系統中的相變蓄熱材料可以根據使用的需要進行更換，適用范圍廣。但該實用新型難以填充固定相變材料，相變材料發生相變時容易發生泄漏，同時該結構只有一個流道分布，只能流經同一種換熱流體。

中國專利CN204555778U公開了一種管殼式多功能相變儲能換熱器，包括殼體、管箱、封頭、管板、雙層套管換熱管、若干折流元件。換熱器殼體上及管程上均設流體的進口和出口接管。儲熱流體與放熱流體均走管程或殼程或同時走管程和殼程，以加快儲熱或取熱速率。該換熱器結構簡單、操作方便、介質和工藝適應性強。但該實用新型具有換熱面積較小，占地面積大等缺點。

此外，上述現有技術中還存在相變材料導熱系數較低，系統放熱速率較慢的不足。因此，需要提供一種能夠克服現有技術所存在的上述問題的基于相變材料的蓄熱器。本發明提出一種新型的板翅式相變蓄熱器，相比于上述蓄熱器，所述板式蓄熱器具有雙流道分布，具有較大的換熱面積，換熱速率快，占地空間小，適應范圍更廣，能夠高效回收熱能及儲存能量。

發明內容

本發明的目的在于提供一種換熱面積大，換熱效率高，適用范圍廣，具有雙流道分布的板翅式相變蓄熱器。

本發明采用的技術方案如下：