一種脈動熱管蓄熱裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及熱能儲存與釋放技術領域，具體涉及一種脈動熱管蓄熱裝置。
【背景技術】
[0002]在能源需求不斷擴大以及化石能源不斷減少的大背景下，新能源、可再生能源等越來越受到重視，新的節(jié)能技術也不斷得到推廣。然而在工業(yè)及民用領域，仍然有很多廢熱、余熱不能及時得以利用而排放，造成能源的浪費和廢熱對環(huán)境的污染，能源的有效儲存對于提高能源的利用率和減少環(huán)境污染具有重要意義。目前的蓄熱裝置存在蓄熱量小、蓄熱器體積大以及儲熱與放熱不穩(wěn)定等方面的問題。
【實用新型內容】
[0003]有鑒于此，本實用新型提供一種脈動熱管蓄熱裝置，通過將脈動熱管技術應用于蓄熱器中，利用脈動熱管內部工作工質的蒸發(fā)與冷凝實現熱量的吸收與儲存。
[0004]本實用新型采用的技術方案具體為:
[0005]一種脈動熱管蓄熱裝置，包括殼體、蓄熱室和脈動熱管，所述蓄熱室設于所述殼體內，所述殼體和所述蓄熱室的外壁之間設有保溫層，至少一組所述脈動熱管置于所述蓄熱室，所述蓄熱室內設有冷凝單元和蒸發(fā)單元，所述冷凝單元和所述蒸發(fā)單元通過擋板隔開。
[0006]在上述脈動熱管蓄熱裝置中，所述冷凝單元包括冷流體管道和相變材料，所述冷流體管道置于所述蓄熱室，所述冷流體管道內注有冷流體，所述相變材料填充于所述冷凝單元，所述冷流體管道的兩端設有冷流體進口和冷流體出口，所述冷流體進口和所述冷流體出口設于所述冷凝單元所在的蓄熱室壁，所述脈動熱管的冷凝端置于所述相變材料。
[0007]在上述脈動熱管蓄熱裝置中，所述蒸發(fā)單元包括折流板和熱流體，所述熱流體填充于所述蒸發(fā)單元，若干個所述折流板形成的通道為熱流體通道，所述熱流體通道的兩端設有熱流體進口和熱流體出口，所述熱流體進口和所述熱流體出口設于所述冷凝單元所在的蓄熱室壁，所述脈動熱管的蒸發(fā)端置于所述熱流體。
[0008]在上述脈動熱管蓄熱裝置中，所述蓄熱室的外壁為波紋板。
[0009]在上述脈動熱管蓄熱裝置中，每組所述脈動熱管包括毛細管和工作工質，所述工作工質充注于所述毛細管內，每組所述脈動熱管包括毛細管和工作工質，所述工作工質充注于所述毛細管內；所述毛細管由豎向通道和橫向彎管首尾相連而成多彎閉合回路，所述豎向通道的個數為5-50個。
[0010]在上述脈動熱管蓄熱裝置中，所述毛細管的內徑為2-3_。
[0011 ] 在上述脈動熱管蓄熱裝置中，所述毛細管上設有若干個肋片。
[0012]本實用新型產生的有益效果是:
[0013]本實用新型的脈動熱管蓄熱裝置將脈動熱管技術應用于蓄熱裝置中，利用脈動熱管內部工作工質的蒸發(fā)與冷凝，實現了熱量的吸收與儲存，將吸收的熱流體中的熱量釋放并儲存于相變材料中，將儲存于相變材料中的熱量釋放于冷流體中，實現了熱量從熱流體到冷流體的轉移，有效地將廢熱中的能量儲存并轉移到需要熱量的流體中。該脈動熱管蓄熱裝置不僅結構簡單，且脈動熱管的運行不需要輸入外界動力的輸入，具有蓄熱能流密度大、效率高以及運行穩(wěn)定可靠的明顯優(yōu)點。
【附圖說明】
[0014]當結合附圖考慮時，能夠更完整更好地理解本實用新型。此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。
[0015]圖1為本實用新型一種脈動熱管蓄熱裝置的結構示意圖；
[0016]圖2為本實用新型一種脈動熱管蓄熱裝置的冷流體管道的結構示意圖。
[0017]圖中:1、冷流體進口 2、殼體3、波紋板4、相變材料5、擋板6、折流板7、熱流體進口 8、冷流體出口 9、熱流體出口 10、脈動熱管11、冷流體管道12、保溫層13、蓄熱室14、熱流體。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖及實施例對本實用新型的技術方案作進一步詳細的說明。
[0019]如圖1所示的一種脈動熱管蓄熱裝置，包括殼體2、蓄熱室13和脈動熱管10，蓄熱室13設于殼體2內，殼體2和蓄熱室13的外壁之間設有保溫層12，至少一組脈動熱管10置于蓄熱室1，蓄熱室13內設有冷凝單元和蒸發(fā)單元，冷凝單元和蒸發(fā)單元通過擋板5隔開。
[0020]冷凝單元包括冷流體管道11和相變材料4，冷流體管道11置于蓄熱室13，冷流體管道11內注有冷流體，相變材料4填充于冷凝單元，如圖2所示，冷流體管道11的兩端設有冷流體進口 I和冷流體出口 8，冷流體進口 I和冷流體出口 8設于冷凝單元所在的蓄熱室壁，脈動熱管10的冷凝端置于相變材料4。
[0021]蒸發(fā)單元包括折流板6和熱流體14，熱流體14填充于蒸發(fā)單元，若干個折流板形成的通道為熱流體通道，熱流體通道的兩端設有熱流體進口 7和熱流體出口 9，熱流體進口7和熱流體出口 9設于蒸發(fā)單元所在的蓄熱室外壁上，脈動熱管10的蒸發(fā)端置于熱流體14，折流板6能夠實現對熱流體的擾動作用，強化傳熱。
[0022]蓄熱室13的外壁優(yōu)選為波紋板3，用以承受相變材料在相變過程中產生的體積變化。
[0023]每組脈動熱管10包括毛細管和工作工質，工作工質充注于毛細管內，毛細管的內徑優(yōu)選為2-3_，毛細管為由豎向通道和橫向彎管首尾相連構成的多彎折閉合回路型的銅管或者不銹鋼管，脈動熱管10設有5-50個豎向通道，充注工作工質前需要先對脈動熱管10進行抽真空，本實用新型中，應保證工作工質的充液率為50-70%，工作工質的種類需根據熱流體14的溫度進行選擇設計。為了增加脈動熱管10的換熱面積，脈動熱管10的毛細管上還可以設有若干個肋片。
[0024]冷流體和熱流體14均為氣體或者液體，相變材料4的選取應根據熱流體溫度進行選擇設計，相變材料4的相變溫度低于熱流體14的相變溫度。
[0025]當有廢熱存在時，為避免能量的浪費，高溫的熱流體14需要蓄熱儲存，當有可以利用的熱流體14熱量時，熱流體14流經熱流體通道釋放熱量，釋放熱量的過程具體為:
[0026]脈動熱管的蒸發(fā)端置于熱流體通道中，脈動熱管內的工作工質吸收熱流體14的熱量后發(fā)生相變，以氣塞或者液塞的形式向脈動熱管的冷凝端流動，在冷凝端將熱量釋放于相變材料14中，釋放熱量后的工作工質相變冷凝為液體，以液塞或者液膜的形式返回脈動熱管的蒸發(fā)端，如此循環(huán)，實現熱量的傳遞；在熱流體4的熱能釋放過程中，實現了對相變材料4 (即蓄熱材料)的加熱。
[0027]相變材料4吸收熱量后，達到一定溫度(熔點)發(fā)生相變，不斷將熱量儲存起來，在熱量儲存的狀態(tài)下，當無可以利用的熱流體14熱量時，在冷流體流經蓄熱室13時，冷流體通過第一流體進口 I的經冷流體管道11流出冷流體出口 8，沿途吸收相變材料4中儲存的能量，對冷流體進行加熱，使其溫度升高，如此循環(huán)，實現熱量的傳遞，在相變材料4的熱能釋放過程中，實現了對冷流體的加熱。
[0028]如上所述，對本實用新型的實施例進行了詳細地說明，顯然，只要實質上沒有脫離本實用新型的發(fā)明點及效果、對本領域的技術人員來說是顯而易見的變形，也均包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種脈動熱管蓄熱裝置，其特征在于，包括殼體、蓄熱室和脈動熱管，所述蓄熱室設于所述殼體內，所述殼體和所述蓄熱室的外壁之間設有保溫層，至少一組所述脈動熱管置于所述蓄熱室，所述蓄熱室內設有冷凝單元和蒸發(fā)單元，所述冷凝單元和所述蒸發(fā)單元通過擋板隔開。
2.根據權利要求1所述的脈動熱管蓄熱裝置，其特征在于，所述冷凝單元包括冷流體管道和相變材料，所述冷流體管道置于所述蓄熱室，所述冷流體管道內注有冷流體，所述相變材料填充于所述冷凝單元，所述冷流體管道的兩端設有冷流體進口和冷流體出口，所述冷流體進口和所述冷流體出口設于所述冷凝單元所在的蓄熱室壁，所述脈動熱管的冷凝端置于所述相變材料。
3.根據權利要求1所述的脈動熱管蓄熱裝置，其特征在于，所述蒸發(fā)單元包括折流板和熱流體，所述熱流體填充于所述蒸發(fā)單元，若干個所述折流板形成的通道為熱流體通道，所述熱流體通道的兩端設有熱流體進口和熱流體出口，所述熱流體進口和所述熱流體出口設于所述冷凝單元所在的蓄熱室壁，所述脈動熱管的蒸發(fā)端置于所述熱流體。
4.根據權利要求1所述的脈動熱管蓄熱裝置，其特征在于，所述蓄熱室的外壁為波紋板。
5.根據權利要求1所述的脈動熱管蓄熱裝置，其特征在于，每組所述脈動熱管包括毛細管和工作工質，所述工作工質充注于所述毛細管內；所述毛細管由豎向通道和橫向彎管首尾相連而成多彎閉合回路，所述豎向通道的個數為5-50個。
6.根據權利要求5所述的脈動熱管蓄熱裝置，其特征在于，所述毛細管的內徑為2_3mm0
7.根據權利要求5所述的脈動熱管蓄熱裝置，其特征在于，所述脈動熱管的毛細管上設有若干個肋片。
【專利摘要】本實用新型提供一種脈動熱管蓄熱裝置，包括殼體、蓄熱室和脈動熱管，所述蓄熱室設于所述殼體內，所述殼體和所述蓄熱室的外壁之間設有保溫層，至少一組所述脈動熱管置于所述蓄熱室，所述蓄熱室內設有冷凝單元和蒸發(fā)單元，所述冷凝單元和所述蒸發(fā)單元通過擋板隔開。通過將脈動熱管技術應用于蓄熱器中，利用脈動熱管內部工作工質的蒸發(fā)與冷凝實現熱量的吸收與儲存，將廢熱中的能量有效地儲存并轉移到需要熱量的冷流體中。
【IPC分類】F28D20-02, F28D15-02
【公開號】CN204438871
【申請?zhí)枴緾N201420866570
【發(fā)明人】史維秀, 李誠智, 劉琳琛, 魯浩, 張文鑫, 朱林峰, 劉榮, 韓沛, 齊宇, 徐欣彤, 孫爽
【申請人】北京建筑大學
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2014年12月31日