[發(fā)明專利]一種微環(huán)境溫控系統(tǒng)中的儲(chǔ)熱傳熱裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011462293.7
• 申請(qǐng)日: 2020-12-11
• 公開（公告）號(hào): CN112556470B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高超;鄔曉梅;宋衛(wèi)坤;郭凱先;廖麗莎;楊柳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 常熟理工學(xué)院
• 主分類號(hào): F28D20/02
• 分類號(hào): F28D20/02;C09K5/10;C09K5/06
• 代理公司: 北京和聯(lián)順知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11621
• 代理人: 吳昌旭

本發(fā)明公開了一種微環(huán)境溫控系統(tǒng)中的儲(chǔ)熱傳熱裝置，安裝于儲(chǔ)熱室的殼體的保溫層的外壁，所述儲(chǔ)熱傳熱裝置包括若干固定在儲(chǔ)熱室的殼體的保溫層的外壁上的導(dǎo)熱套管，所述導(dǎo)熱套管包括同心布置的外導(dǎo)熱管和內(nèi)導(dǎo)熱管，所述內(nèi)導(dǎo)熱管內(nèi)填滿有煤油并將內(nèi)導(dǎo)熱管兩端密封，外導(dǎo)熱管與內(nèi)導(dǎo)熱管之間填充有石蠟并將外導(dǎo)熱管兩端密封。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明儲(chǔ)熱、傳熱效果好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及相變儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種微環(huán)境溫控系統(tǒng)中的儲(chǔ)熱傳熱裝置。

背景技術(shù)

從20世紀(jì)70年代末至80年代初這段時(shí)間，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)以及中國(guó)科學(xué)院位于廣州的能源研究所等單位就積極開展了對(duì)無(wú)機(jī)鹽、無(wú)機(jī)水合鹽、具有相變性質(zhì)的金屬等相變材料研究的工作。自1978年起，有關(guān)專家學(xué)者葛新石等對(duì)針對(duì)相變材料，進(jìn)行了理論和應(yīng)用的詳細(xì)研究。有關(guān)學(xué)者阮德水等對(duì)典型的無(wú)機(jī)水合鹽，如Na₂SO₄·10H₂O等進(jìn)行了研究，相關(guān)的成分組織相圖[18～25]、制備儲(chǔ)存、過冷問題、熱物性等各個(gè)方面進(jìn)行了一系列綜合系統(tǒng)的研究。地處西藏的太陽(yáng)能研究示范中心和華中師范大學(xué)進(jìn)行了相關(guān)合作利用產(chǎn)自西藏鹽湖的芒硝、硼砂等富含無(wú)機(jī)水合鹽類礦產(chǎn)，通過加入特制的懸浮添加劑等成功制得與太陽(yáng)能相關(guān)得高密度儲(chǔ)熱材料。從20世紀(jì)90年代初我國(guó)相關(guān)單位開始對(duì)AI-Si合金進(jìn)行相變相關(guān)得研究和應(yīng)用，如華中科技大學(xué)相關(guān)研究人員黃志光等用于制造聚光式太陽(yáng)灶。位于廣州的中國(guó)科學(xué)院能源研究所和地處廣州的廣東工業(yè)大學(xué)相關(guān)研究學(xué)者張仁元、柯秀芳等多年的研究發(fā)現(xiàn)，金屬在中高溫溫度利用相變儲(chǔ)能的實(shí)際應(yīng)用中具有極大的優(yōu)勢(shì)，主要是因?yàn)槠湓谶M(jìn)行相變儲(chǔ)能時(shí)可儲(chǔ)能密度大、可儲(chǔ)熱溫度高、具有極佳熱穩(wěn)定性且導(dǎo)熱系數(shù)較高不易損失熱量、相變或結(jié)晶時(shí)過冷度小、由于不平衡相變引起的相偏析小、具有較為良好的性價(jià)比等特點(diǎn)。應(yīng)用發(fā)生相變溫度為577℃的成分的Al-Si合金設(shè)計(jì)制造的第一代以電熱相變?yōu)橹饕淼膬?chǔ)能聯(lián)供熱水熱風(fēng)裝置，儲(chǔ)熱效率極高高達(dá)90％～96％，使用壽命長(zhǎng)達(dá)10年以上，且其最大的優(yōu)勢(shì)還在于體積僅為廣泛推廣的蓄水儲(chǔ)能裝置的15％～20％。從2008年開始，一直處于進(jìn)行過程中的863計(jì)劃相關(guān)研究金屬相變儲(chǔ)能鍋爐并將其應(yīng)用于太陽(yáng)能熱發(fā)電。

20世紀(jì)90年代，有機(jī)相變材料被人們進(jìn)行深入研究，相關(guān)研究?jī)?nèi)容包含測(cè)試相變材料的各種性能，如與熱相關(guān)的物理性質(zhì)、化學(xué)穩(wěn)定性及對(duì)環(huán)保的影響等。石蠟相關(guān)材料最近炙手可熱，現(xiàn)在常作為原材料來(lái)制備定形相變材料等，所制得固相具有相變功能的材料在太陽(yáng)能蓄能系統(tǒng)，建筑節(jié)能中廣泛應(yīng)用。

定形相變儲(chǔ)能材料，顧名思義就是在相變前后均能保持原有的形狀(固態(tài))，具體又可分為兩大類，一類是固-固定形相變儲(chǔ)能材料，固-液定形相變儲(chǔ)能材料為另一類。定形相變材料由于其具有獨(dú)有的性能使其具有十分廣闊的應(yīng)用前景，將其制成隔熱保溫墻體材料在建筑節(jié)能領(lǐng)域非常適用。高密度聚乙烯等是固-固相變材料主要的組元。而固-液定形相變儲(chǔ)能材料究其本質(zhì)其實(shí)是一類復(fù)合相變材料，它主要是由工作物質(zhì)和載體基質(zhì)兩種成分組成。它的固-液相變特性是工作物質(zhì)進(jìn)行儲(chǔ)能的主要特性，載體基質(zhì)的保持材料不流動(dòng)特性和較為優(yōu)秀可加工性是其主要特性。

雖然相變材料的調(diào)研開展得越來(lái)越多，并且有些已經(jīng)有了實(shí)物，但是關(guān)于高潛熱相變材料的可靠性能以及穩(wěn)定性能的調(diào)研工作始終進(jìn)行的較為緩慢。相變材料是一種具有很高的熱密度和寬廣的熔點(diǎn)范圍的運(yùn)用價(jià)值很好的材料。在現(xiàn)為開展的諸多調(diào)研過程中，相變材料經(jīng)過重復(fù)的相變轉(zhuǎn)化過程，中間層就會(huì)開始有斷層以及過冷出現(xiàn)，這樣的話材料的性能會(huì)發(fā)生改變，所以這些對(duì)于水合鹽類相變材料來(lái)說(shuō)是一個(gè)很棘手的問題。由此可見，相變儲(chǔ)能技術(shù)最重要的也是最基本的是材料。現(xiàn)在人們面臨的一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)是因?yàn)樵S多材料的性價(jià)比、特性隨著時(shí)間慢慢消失以及對(duì)盛裝的裝備的腐蝕作用，這些問題使相變儲(chǔ)能技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用以及工業(yè)化增加了很大難度。

去除掉金屬材料，其他幾乎所有相變材料的都有一些共同需要解決的地方，比如：傳熱效率不高以及導(dǎo)熱率較小。如果解決掉這些問題，那么熱量吸收和放熱的速度就會(huì)大大改善。所以怎么加強(qiáng)換熱與材料的技術(shù)仍然需要廣大科學(xué)界的不斷努力。