[實用新型]一種多層帶孔的相變套筒蓄熱單元

有效

• 申請號: 201921479187.2
• 申請日: 2019-09-05
• 公開（公告）號: CN210664081U
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 曹興;張壯;段振亞;常志遠;高瑋
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: F28D20/02
• 分類號: F28D20/02
• 代理公司: 青島中天匯智知識產權代理有限公司 37241
• 代理人: 劉曉娟

本實用新型提供了一種多層帶孔的相變套筒蓄熱單元，裝置主要由空心管、內層60°環形肋片、多孔套筒、外層60°環形肋片、外層套筒和法蘭組成。其主要特征在于，所述蓄熱單元的中心部位固定空心管；所述空心管與多孔套筒通過內層60°環形肋片連接；所述多孔套筒與外層套筒之間通過外層60°環形肋片連接，內層60°環形肋片和外層60°環形肋片相間分布，采用石蠟作為相變材料，并置于空心管與多孔套筒以及外層套筒與多孔套筒之間。該實用新型采用可拆卸的法蘭連接，結構簡單；通過采用層與層相間分布的60°環形肋片提升了相變蓄熱速率，傳熱也更加均勻；并在多孔套筒上均勻布孔，提升了層與層之間石蠟的熱對流，降低了熱阻，蓄熱效率更高；采用套筒結構，并且可以根據需要，沿徑向增加套筒層數，蓄熱量更大。

技術領域

本實用新型涉及相變儲能技術領域，具體涉及一種多層帶孔的相變套筒蓄熱單元。

背景技術

隨著全球資源緊張以及環境污染問題的日益突出，迫切需要一種新技術應用于太陽能的開發利用、工業廢熱回收等方面，相變潛熱蓄能技術作為近年來備受關注的研究熱點，采用相變蓄能技術可以實現不連續能量的儲存，在需要時以連續的能量釋放出來，有效的解決了能源供需時間不匹配的問題，實現了能源的可回收、清潔的利用，因此相變蓄能技術的開發和應用對于未來能源發展戰略具有極為重要的意義。

中國專利CN 206683459 U公開了一種相變蓄熱單元。采用Ba(OH)₂·8H₂O 作為相變材料，通過冷熱流體進出蓄熱單元進行換熱，當相變蓄熱材料發生完全相變時，實現能量的儲存或釋放。該蓄熱單元具有耐高溫腐蝕、相變材料不易泄露的優勢，但是存在蓄熱速率低的缺陷。

中國專利CN 102967162 A公開了一種內置相變材料的蓄熱熱管。在重力式熱管中添設蓄熱段，并在蓄熱段內置蓄熱單元填充床，通過蓄熱材料發生固液相變可存儲、釋放熱量，通過熱管工質的氣液相變在蓄熱熱管各段之間傳遞熱量。增加了蓄熱材料與熱管工質的換熱面積，減小了熱阻，從而提高蓄、放熱的速率。但是結構相對復雜，并且蓄熱量較小。

因此需要一種相變儲能裝置，不僅可以提高相變材料的蓄熱速率、并且具有總蓄熱量大，結構簡單的優點。

實用新型內容

為解決現有的技術問題，提高相變材料的蓄熱速率，同時蓄熱單元具有總蓄熱量大、結構簡單的優勢，本實用新型提供了一種多層帶孔的相變套筒蓄熱單元。

為實現上述目的，本實用新型提供以下技術方案：一種多層帶孔的相變套筒蓄熱單元，主要由空心管、內層60°環形肋片、多孔套筒、外層60°環形肋片、外層套筒和法蘭組成。其主要特征在于，所述蓄熱單元的中心部位固定空心管；所述空心管與多孔套筒通過內層60°環形肋片連接；所述多孔套筒與外層套筒之間通過外層60°環形肋片連接，內層60°環形肋片和外層60°環形肋片相間分布。采用石蠟作為相變材料，并置于空心管與多孔套筒以及外層套筒與多孔套筒之間。

進一步，多孔套筒沿周向隔90°布孔，沿軸向等距分布通孔。

進一步，內層60°環形肋片與空心管焊接，外層60°環形肋片與多孔套筒焊接。

進一步，空心管采用304不銹鋼、多孔套筒和60°環形肋片的材料為銅。

進一步，外層套筒和法蘭采用保溫材料。

本實用新型的有益效果為：

1.本裝置在空心管與多孔套筒以及多孔套筒與外層套筒之間分別相間分布著60°環形肋片，提升了相變蓄熱速率，傳熱也更加均勻；并在多孔套筒上均勻布孔，提升了層與層之間石蠟的熱對流，降低了熱阻，蓄熱效率更高。

2.本裝置外層套筒兩端采用可拆卸的法蘭連接，結構簡單，便于維修及更換相變材料。

3.本裝置采用套筒結構，并且可以根據需要，沿徑向增加套筒層數，蓄熱量更大。