一種臥式蓄熱箱的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種綜合太陽(yáng)能、相變技術(shù)的臥式蓄熱換熱箱，屬于傳熱傳質(zhì)領(lǐng)域的發(fā)明創(chuàng)造。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)是一個(gè)能源消耗的大國(guó)，占世界總能耗1/4，因此，節(jié)約能源刻不容緩。太陽(yáng)能無(wú)疑是目前地球上可以開(kāi)發(fā)的最大可再生能源。根據(jù)對(duì)到達(dá)地球上的太陽(yáng)輻射能量進(jìn)行轉(zhuǎn)化形式的不同，太陽(yáng)能的利用可以分為光熱和光伏兩大類(lèi)別。就光熱利用而言，廣泛應(yīng)用在太陽(yáng)能熱水器以及太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)中，由于太陽(yáng)能的間歇性和不穩(wěn)定性，其利用受到一定限制，但是，如果能采用蓄熱的方式將白天的太陽(yáng)能熱量?jī)?chǔ)存起來(lái)，可以實(shí)現(xiàn)靈活利用，從而提高放熱的熱穩(wěn)定性。蓄熱箱蓄熱性能的好壞，直接關(guān)系到太陽(yáng)能熱利用效率。因此，如何提升蓄熱箱的蓄熱能力，是當(dāng)下太陽(yáng)能熱利用的主要研究方向。
[0003]但現(xiàn)有的蓄熱箱普遍存在以下問(wèn)題，如蓄熱箱體積大、換熱效率低、受蓄熱材料性質(zhì)約束等。中國(guó)專利CN201410403676.5公開(kāi)了一種高效絕熱的相變儲(chǔ)熱系統(tǒng)，該相變儲(chǔ)熱系統(tǒng)包括外殼、絕熱材料、內(nèi)殼、相變材料、換熱器及頂蓋。在容器課內(nèi)中心裝有換熱器，在容器殼內(nèi)和換熱器之間裝有相變材料，在容器外殼和內(nèi)殼之間填滿絕熱材料。雖然其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有較好的隔熱保溫性能，但其內(nèi)部的換熱器與相變材料接觸面積小，不能解決當(dāng)相變材料放熱時(shí)，首先變成固體，使得導(dǎo)熱熱阻增大，無(wú)法有效利用相變材料中蓄存的熱量。熱阻是無(wú)法解決的問(wèn)題。而本實(shí)用新型，恰恰解決了這個(gè)問(wèn)題。當(dāng)相變材料放熱變成固體后，熱阻增大，但是，此時(shí)具有良好導(dǎo)熱性能的金屬隔板起到了很好的導(dǎo)熱作用，大大抵消了熱阻的影響。
[0004]中國(guó)專利CN201510296852.4公開(kāi)了一種相變儲(chǔ)能熱水器，包括換熱器外殼，換熱器外殼內(nèi)有保溫材料層，所述保溫材料層內(nèi)是內(nèi)膽，所述內(nèi)膽包括內(nèi)膽外殼，所述內(nèi)膽內(nèi)填充有相變材料，相變材料的填充體積占內(nèi)膽體積的80 % -98 %，在所述相變材料中埋設(shè)有換熱盤(pán)管，在所述相變材料中均勻分布設(shè)置電加熱機(jī)構(gòu)，利用電加熱是使相變材料相變蓄熱，隨后將熱量加以利用。但設(shè)計(jì)存在以下不足:其一，相變材料相變放熱給冷水時(shí)，會(huì)出現(xiàn)冷凝不均勻的現(xiàn)象，其冷水管旁的相變材料先冷凝放熱，進(jìn)而凝固阻礙其余相變材料放熱，導(dǎo)致蓄熱量利用不充分;其二，換熱時(shí)間長(zhǎng)，升溫過(guò)程慢，相變材料先進(jìn)行蓄熱后再對(duì)其冷水進(jìn)行加熱，而相變材料相變潛熱較大，蓄熱時(shí)間長(zhǎng)，因而對(duì)水加熱的效率不及直接采用電加熱來(lái)的快速。其三，通過(guò)電加熱的形式使材料相變蓄熱，將高品位的電能轉(zhuǎn)化成低品位的熱能，造成了能源的浪費(fèi)。而本實(shí)用新型利用了太陽(yáng)能這種清潔可再生能源代替了傳統(tǒng)的電能，通過(guò)設(shè)計(jì)特定的換熱結(jié)構(gòu)，使相變材料均勻地相變吸熱放熱，有效地避免相變材料放熱凝固，進(jìn)而阻礙其余相變材料放熱的現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型涉及一種綜合太陽(yáng)能、相變技術(shù)的臥式蓄熱箱，屬于傳熱傳質(zhì)領(lǐng)域的發(fā)明創(chuàng)造。其目的是解決現(xiàn)有蓄熱箱換熱體積大、相變材料凝固形成熱阻、換熱效率低等問(wèn)題。
[0006]本實(shí)用新型的基本思路是:一方面，熱流體不斷地循環(huán)流動(dòng)，使相變材料不斷相變并將熱量蓄積其中；另一方面，冷流體不斷地循環(huán)流動(dòng)，使相變材料相變放熱，并不斷將熱量帶走，實(shí)現(xiàn)換熱。相變傳熱最大的問(wèn)題是放熱時(shí)會(huì)首先凝固在冷流體管外側(cè)，成為熱阻，影響放熱，本實(shí)用新型利用金屬隔板，增大有效換熱面積，同時(shí)，金屬板既起到支撐管道的作用，又起到傳熱的作用。除此之外，隔板之間的間距很小，使得相變材料凝結(jié)層變薄，利于傳熱。
[0007]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種臥式蓄熱箱，其特征在于該蓄熱箱由箱體、金屬隔板、相變材料組成，若干金屬隔板之間以及金屬隔板與箱體之間的空隙全部填滿相變材料，冷流體管道和熱流體管道均水平穿過(guò)金屬隔板，蛇形連接并交叉貫穿所有的金屬隔板。金屬隔板與冷流體管道和熱流體管道壁面完全接觸。
[0008]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:該蓄熱箱解決相變放熱時(shí)凝固在冷流體管外側(cè)形成熱阻，進(jìn)而影響放熱的問(wèn)題。利用緊密的金屬隔板，既起到支撐管道的作用，又起到傳熱的作用，同時(shí)減少相變材料凝結(jié)層厚度，利于傳熱。該蓄熱箱應(yīng)用領(lǐng)域廣，化工、傳熱、醫(yī)療等設(shè)備均可使用，具有實(shí)用性和推廣性。
【附圖說(shuō)明】
[0009]本說(shuō)明書(shū)包括4幅附圖:圖1是臥式蓄熱箱的軸測(cè)圖，圖2是臥式蓄熱箱水平斷面圖，圖3是臥式蓄熱箱的A-A剖面圖，圖4是臥式蓄熱箱的B-B剖面圖。圖中:1、箱體，2、金屬隔板，3、相變材料，4、冷流體管，5、熱流體管，6、冷流體入口，7、冷流體出口，8、熱流體入口，9、熱流體出口。
【具體實(shí)施方式】
[0010]以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述。如圖所示，一種臥式蓄熱箱，其特征在于該蓄熱箱由箱體1、金屬隔板2、相變材料3組成，若干金屬隔板2之間以及金屬隔板2與箱體I之間的空隙全部填滿相變材料3，冷流體管道4和熱流體管道5均水平穿過(guò)金屬隔板2，蛇形連接并交叉貫穿所有的金屬隔板2。金屬隔板2與冷流體管道4和熱流體管道5壁面完全接觸。
[0011]相變材料在液態(tài)狀態(tài)下灌注進(jìn)箱體，再封裝。相變材料的種類(lèi)和質(zhì)量和冷流體管道和熱流體管道之間的間距需要根據(jù)實(shí)際換熱量進(jìn)行計(jì)算而得。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種臥式蓄熱箱，其特征在于該蓄熱箱由箱體(1)、金屬隔板(2)、相變材料(3)組成，若干金屬隔板(2)之間以及金屬隔板(2)與箱體(I)之間的空隙全部填滿相變材料(3)，冷流體管道(4)和熱流體管道(5)均水平穿過(guò)金屬隔板(2)，蛇形連接并交叉貫穿所有的金屬隔板⑵。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種臥式蓄熱箱，其特征是金屬隔板(2)與冷流體管道(4)和熱流體管道(5)壁面完全接觸。
【專利摘要】該蓄熱箱由箱體、金屬隔板、相變材料組成，若干金屬隔板之間以及金屬隔板與箱體之間的空隙全部填滿相變材料，冷流體管道和熱流體管道均水平穿過(guò)金屬隔板，蛇形連接并交叉貫穿所有的金屬隔板。金屬隔板與冷流體管道和熱流體管道壁面完全接觸。
【IPC分類(lèi)】F24J2/34
【公開(kāi)號(hào)】CN205261951
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521093295
【發(fā)明人】韓如冰, 劉 東, 卿玉濤
【申請(qǐng)人】西南科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年5月25日
【申請(qǐng)日】2015年12月25日