[發明專利]填充床式蓄熱/冷器

有效

• 申請號: 202110594894.1
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113375488B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 季偉;郭璐娜;高詔詔;陳六彪;崔晨;郭嘉;王俊杰
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: F28D20/00
• 分類號: F28D20/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 吳歡燕

1.一種填充床式蓄熱/冷器，其特征在于，包括殼體，所述殼體的內部設有多個隔熱層，各所述隔熱層沿所述殼體的軸向依次間隔設置，所述隔熱層能夠將所述殼體的內部分隔為多個填充腔室，各所述填充腔室中均填充有儲能介質，且各所述填充腔室沿軸向的兩端分別設有均流隔板，所述均流隔板上設有篩孔；

位于所述殼體中間段的相鄰所述隔熱層之間的間距大于靠近所述殼體兩端的相鄰所述隔熱層之間的間距；

各所述隔熱層在所述殼體內的布置方法如下：

獲取所述填充床式蓄熱/冷器以及換熱流體的基本參數；

設定所述隔熱層布置的數量為n，相鄰所述隔熱層之間的間距為d，基于所述填充床式蓄熱/冷器的基本參數，建立所述填充床式蓄熱/冷器的二維軸對稱的初始物理模型；

采用傳熱模型分別計算在儲能、釋能和間歇期的所述填充床式蓄熱/冷器的內部溫度場，獲取所述初始物理模型的基本溫度場，并繪制不同時刻所述填充床式蓄熱/冷器內斜溫層的厚度變化曲線圖；

在固定理論儲能量的前提下，在所述初始物理模型的基礎上分別改變n和d的數值，搭建所述填充床式蓄熱/冷器的不同物理模型，并重復進行迭代計算，獲取不同物理模型下對應的斜溫層厚度；

對不同物理模型下對應的斜溫層厚度進行比較，確定斜溫層厚最小的物理模型下對應的n和d的數值。

2.根據權利要求1所述的填充床式蓄熱/冷器，其特征在于，所述殼體上沿軸向的兩端分別設有換熱流體進出口，各所述換熱流體進出口均與所述殼體的內部連通。

3.根據權利要求1所述的填充床式蓄熱/冷器，其特征在于，所述殼體包括殼體內壁和殼體外壁，所述殼體內壁和所述殼體外壁之間設有絕熱層。

4.根據權利要求3所述的填充床式蓄熱/冷器，其特征在于，所述殼體內壁為與所述儲能介質的顆粒形狀相適配的波浪形結構。

5.根據權利要求3所述的填充床式蓄熱/冷器，其特征在于，所述殼體內壁和所述殼體外壁均采用金屬材料制成；所述絕熱層為氣凝膠氈層、玻璃棉層、巖棉層、膨脹珍珠巖層、發泡水泥層或真空層。

6.根據權利要求1所述的填充床式蓄熱/冷器，其特征在于，所述隔熱層為多孔材料隔熱層。

7.根據權利要求1至6任一項所述的填充床式蓄熱/冷器，其特征在于，各所述篩孔從所述均流隔板的中心至外圈依次布置，且各所述篩孔的直徑從所述均流隔板的中心至外圈逐漸增大。

8.根據權利要求7所述的填充床式蓄熱/冷器，其特征在于，各所述篩孔的直徑設置方法如下：

獲取所述填充床式蓄熱/冷器以及換熱流體的基本參數；

通過計算修正雷諾數確定填充床式蓄熱/冷器內部的換熱流體的流動狀態；

設定所述均流隔板上各所述篩孔的直徑Φ，基于所述填充床式蓄熱/冷器的基本參數，采用層流模型或湍流模型，建立所述填充床式蓄熱/冷器的二維軸對稱的初始物理模型；

在所述初始物理模型的基礎上分別改變Φ的數值，搭建所述填充床式蓄熱/冷器的不同物理模型，獲取不同物理模型下對應的換熱流體流動速度場，進而獲取不同物理模型下對應的流速均勻度；

分別計算不同物理模型下所述均流隔板造成的流動阻力；

對不同物理模型下對應的流動阻力以及流速均勻度分別進行比對分析，確定流動阻力最小且流速均勻度最高的物理模型下對應的Φ的數值。