專利名稱：一種換熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于散熱領(lǐng)域，尤其是涉及一種換熱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，換熱系統(tǒng)一般需要制冷設(shè)備產(chǎn)生冷量，例如利用壓縮機(jī)制冷，再由泵等輸送設(shè)備輸送冷量，而被冷卻的裝置往往有余能被浪費(fèi)。冷量使用過(guò)程中，一般隨工況即時(shí)生產(chǎn)冷量，某些工況下制冷設(shè)備可能頻繁起停，造成制冷設(shè)備的能效下降，同時(shí)降低了制冷設(shè)備的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種換熱系統(tǒng)，它利用自身余能作為制冷能耗，利用氣體受熱膨脹上升，從而產(chǎn)生氣流，省去了輸送設(shè)備，大幅度減少所耗電能，設(shè)置了儲(chǔ)冷層不用頻繁的起停制冷設(shè)備，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。本發(fā)明的技術(shù)方案一種換熱系統(tǒng)，包括制冷層、儲(chǔ)冷層、冷卻通道和被冷卻裝置，制冷層和儲(chǔ)冷層均設(shè)于被冷卻裝置下方，儲(chǔ)冷層設(shè)于制冷層上方，儲(chǔ)冷層外側(cè)設(shè)有保溫層冷卻通道設(shè)于被冷卻裝置內(nèi)，并且冷卻通道與儲(chǔ)冷層連接。在制冷層上方設(shè)置儲(chǔ)冷層，這樣可以不隨工況而頻繁起停制冷設(shè)備，將冷量在儲(chǔ)冷層儲(chǔ)藏，延長(zhǎng)了制冷設(shè)備的使用壽命；在儲(chǔ)冷層上方的被冷卻裝置內(nèi)設(shè)置冷卻通道，利用冷熱流體密度差，在冷流體換熱過(guò)程中被加熱后膨脹，密度降低，從而產(chǎn)生氣體流動(dòng)，產(chǎn)生局部低壓，冷流體作為補(bǔ)償流體，補(bǔ)充到系統(tǒng)中，使換熱系統(tǒng)中省去了冷量的輸送設(shè)備，減少了整個(gè)系統(tǒng)的能耗。前述的這種換熱系統(tǒng)中，所述冷卻通道與被冷卻裝置連接處設(shè)有換熱管壁。前述的這種換熱系統(tǒng)中，在冷卻通道內(nèi)部還設(shè)有10片以上散熱稽片。冷卻通道內(nèi)設(shè)置的散熱稽片，不僅增加了散熱面積，同時(shí)對(duì)冷卻通道起到支撐作用，提高了冷卻通道結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。根據(jù)換熱結(jié)構(gòu)不同，可以用增加散熱鰭片數(shù)量來(lái)增加散熱面積，如圖3所示，換熱面積可增加10倍以上，氣流方向?yàn)檠伥捚叫蟹较蜃韵露线\(yùn)動(dòng)。前述的這種換熱系統(tǒng)中，所述儲(chǔ)冷層采用相變儲(chǔ)冷。在儲(chǔ)冷層采用相變儲(chǔ)冷，利用系統(tǒng)相變時(shí)具有較大的焓變，大大提高了儲(chǔ)冷量，同時(shí)制冷區(qū)溫度變化不大，也降低了儲(chǔ)冷區(qū)域環(huán)境的溫差，降低了保溫成本，并提高了儲(chǔ)能效果。保溫層設(shè)計(jì)和施工成本主要依據(jù)工況制定，其中最主要的參數(shù)為被保溫體的溫度和保溫體溫度的溫差。溫差相差越多，保溫層厚度要求越高。利用儲(chǔ)冰進(jìn)行冷量?jī)?chǔ)存，在相同溫度下所需要的保溫層厚度相同，但是由于冰融化時(shí)的相變產(chǎn)生的焓變遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于水升溫時(shí)帶來(lái)的焓變，所以其儲(chǔ)存的冷量更加龐大。而相對(duì)與需要相同的冷量，儲(chǔ)冰相對(duì)于所需要的保溫層厚度較薄，成本更低。前述的這種換熱系統(tǒng)中，所述相變儲(chǔ)冷采用儲(chǔ)冰。前述的這種換熱系統(tǒng)中，所述保溫層采用真空隔熱層。
前述的這種換熱系統(tǒng)中，所述制冷層的能量供應(yīng)來(lái)源于被冷卻裝置余能。使用被冷卻裝置余能進(jìn)行制冷，進(jìn)一步節(jié)省了系統(tǒng)中電能損耗。尤其是鋅溴液流電池系統(tǒng)，電池堆在維護(hù)過(guò)程中，一般采取往電阻上放電，儲(chǔ)存能量損失，造成系統(tǒng)效率降低。由于本發(fā)明中有儲(chǔ)冷結(jié)構(gòu)，在電池維護(hù)過(guò)程中，將電能轉(zhuǎn)化為冷能，并儲(chǔ)存下來(lái)，實(shí)現(xiàn)“零能耗”，使系統(tǒng)能效大大提聞。前述的這種換熱系統(tǒng)中，所述散熱稽片上還設(shè)有風(fēng)扇。風(fēng)扇安裝在散熱鰭片上，以應(yīng)對(duì)有強(qiáng)換熱需求工況時(shí)的散熱要求，在不改變其主要結(jié)構(gòu)的情況下獲得更大的換熱量。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在制冷層上方設(shè)置儲(chǔ)冷層，這樣可以不隨工況而頻繁起停制冷設(shè)備，將冷量在儲(chǔ)冷層儲(chǔ)藏，延長(zhǎng)了制冷設(shè)備的使用壽命；在儲(chǔ)冷層上方的被冷卻裝置內(nèi)設(shè)置冷卻通道，利用冷熱流體密度差，在冷流體換熱過(guò)程中被加熱后膨脹，密度降低，從而產(chǎn)生氣體流動(dòng)，產(chǎn)生局部低壓，冷流體作為補(bǔ)償流體，補(bǔ)充到系統(tǒng)中，使換熱系統(tǒng)中省去了冷量的輸送設(shè)備，減少了整個(gè)系統(tǒng)的能耗；冷卻通道內(nèi)設(shè)置的散熱稽片，不僅增加了散熱面積，同時(shí)對(duì)冷卻通道起到支撐作用，提高了冷卻通道結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；在儲(chǔ)冷層采用相變儲(chǔ)冷，利用系統(tǒng)相變時(shí)的焓變量，大大提高了儲(chǔ)冷量，同時(shí)制冷區(qū)溫度變化不大，也降低了儲(chǔ)冷區(qū)域環(huán)境的溫差，降低了保溫成本，并提高了儲(chǔ)能效果；使用被冷卻裝置余能進(jìn)行制冷，進(jìn)一步節(jié)省了系統(tǒng)中電能損耗。尤其是鋅溴液流電池系統(tǒng)，電池堆在維護(hù)過(guò)程中，一般采取往電阻上放電，儲(chǔ)存能量損失，造成系統(tǒng)效率降低。由于本發(fā)明中有儲(chǔ)冷結(jié)構(gòu)，在電池維護(hù)過(guò)程中，將電能轉(zhuǎn)化為冷能，并儲(chǔ)存下來(lái)。實(shí)現(xiàn)“零能耗”，使系統(tǒng)效率大大提高。根據(jù)換熱要求，任意配合儲(chǔ)冷容量,制冷功率,并以變化散熱稽片的組合方式改變換熱面積。在鋅溴液流電池系統(tǒng)中，可用于對(duì)儲(chǔ)罐或電堆的冷卻。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是冷卻通道的俯視圖；圖3是冷卻通道局部剖視圖；圖4是散熱稽片的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中的標(biāo)記為1-制冷層，2-儲(chǔ)冷層，3-保溫層，4-冷卻通道，5-被冷卻裝置，6-散熱稽片，7-換熱管壁,8-風(fēng)扇。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明限制的依據(jù)。本發(fā)明的實(shí)施例1 :如圖1所示，一種換熱系統(tǒng)，包括制冷層1、儲(chǔ)冷層2、冷卻通道4和被冷卻裝置5，制冷層I和儲(chǔ)冷層2均設(shè)于被冷卻裝置5下方，儲(chǔ)冷層2設(shè)于制冷層I上方，儲(chǔ)冷層2外側(cè)設(shè)有保溫層3冷卻通道4設(shè)于被冷卻裝置5內(nèi)，并且冷卻通道4與儲(chǔ)冷層2連接。如圖2所示，所述冷卻通道4與被冷卻裝置5連接處設(shè)有換熱管壁I ;在冷卻通道4內(nèi)部還設(shè)有10片散熱稽片6。所述儲(chǔ)冷層2采用相變儲(chǔ)冷；所述相變儲(chǔ)冷采用儲(chǔ)冰。
所述保溫層3采用真空隔熱層。所述制冷層I的能量供應(yīng)來(lái)源于被冷卻裝置5余能。所述散熱稽片6上還設(shè)有風(fēng)扇8。本發(fā)明的實(shí)施例2 :如圖1所示，一種換熱系統(tǒng)，包括制冷層1、儲(chǔ)冷層2、冷卻通道4和被冷卻裝置5，制冷層I和儲(chǔ)冷層2均設(shè)于被冷卻裝置5下方，儲(chǔ)冷層2設(shè)于制冷層I上方，儲(chǔ)冷層2外側(cè)設(shè)有保溫層3冷卻通道4設(shè)于被冷卻裝置5內(nèi)，并且冷卻通道4與儲(chǔ)冷層2連接。如圖2所示，所述冷卻通道4與被冷卻裝置5連接處設(shè)有換熱管壁I ;在冷卻通道4內(nèi)部還設(shè)有100片散熱稽片6。所述儲(chǔ)冷層2采用相變儲(chǔ)冷；所述相變儲(chǔ)冷采用儲(chǔ)冰。所述保溫層3采用真空隔熱層。所述制冷層I的能量供應(yīng)來(lái)源于被冷卻裝置5余能。所述散熱稽片6上還設(shè)有風(fēng)扇8。本發(fā)明的實(shí)施例3 :如圖1所示，一種換熱系統(tǒng)，包括制冷層1、儲(chǔ)冷層2、冷卻通道4和被冷卻裝置5，制冷層I和儲(chǔ)冷層2均設(shè)于被冷卻裝置5下方，儲(chǔ)冷層2設(shè)于制冷層I上方，儲(chǔ)冷層2外側(cè)設(shè)有保溫層3冷卻通道4設(shè)于被冷卻裝置5內(nèi)，并且冷卻通道4與儲(chǔ)冷層2連接。如圖2所示，所述冷卻通道4與被冷卻裝置5連接處設(shè)有換熱管壁I ;在冷卻通道4內(nèi)部還設(shè)有1000片散熱稽片6。所述儲(chǔ)冷層2采用相變儲(chǔ)冷；所述相變儲(chǔ)冷采用儲(chǔ)冰。所述保溫層3采用真空隔熱層。所述制冷層I的能量供應(yīng)來(lái)源于被冷卻裝置5余能。所述散熱稽片6上還設(shè)有風(fēng)扇8。工作原理制冷層I產(chǎn)生冷量，將冰等冷量?jī)?chǔ)存在儲(chǔ)冷層2中，在保溫層3的作用下，保持溫度不變。儲(chǔ)冷層2上方氣體從冷卻通道4進(jìn)入。當(dāng)冷卻通道4內(nèi)氣體透過(guò)換熱管壁7與被冷卻裝置5發(fā)生熱交換后，氣體溫度上升，膨脹，產(chǎn)生向上的氣流，從冷卻通道4上方排出。致使冷流體從保溫層2自動(dòng)補(bǔ)償至冷卻通道4，從而在不耗費(fèi)能量的基礎(chǔ)上，利用密度差，完成系統(tǒng)換熱。本發(fā)明還可用于制熱升溫，在制熱時(shí)，下層儲(chǔ)冷層為變?yōu)槌裏釋樱藭r(shí)則形成一個(gè)上層低溫，下層高溫的逆溫環(huán)境，由于密度差的作用，下層制熱流體自然向上層移動(dòng)，進(jìn)行熱交換。
權(quán)利要求
1.一種換熱系統(tǒng)，其特征在于包括制冷層(I)、儲(chǔ)冷層(2)、冷卻通道(4)和被冷卻裝置(5)，制冷層(I)和儲(chǔ)冷層(2)均設(shè)于被冷卻裝置(5)下方，儲(chǔ)冷層(2)設(shè)于制冷層(I)上方，儲(chǔ)冷層(2 )外側(cè)設(shè)有保溫層(3 )冷卻通道(4 )設(shè)于被冷卻裝置(5 )內(nèi)，并且冷卻通道(4 )與儲(chǔ)冷層(2)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種換熱系統(tǒng)，其特征在于所述冷卻通道(4)與被冷卻裝置(5 )連接處設(shè)有換熱管壁(7 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種換熱系統(tǒng)，其特征在于在冷卻通道(4)內(nèi)部還設(shè)有10片以上散熱稽片(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種換熱系統(tǒng)，其特征在于所述儲(chǔ)冷層(2)采用相變儲(chǔ)冷。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種換熱系統(tǒng)，其特征在于所述相變儲(chǔ)冷采用儲(chǔ)冰。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種換熱系統(tǒng)，其特征在于所述保溫層(3)采用真空隔熱層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種換熱系統(tǒng)，其特征在于所述制冷層(I)的能量供應(yīng)來(lái)源于被冷卻裝置(5)余能。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種換熱系統(tǒng)，其特征在于所述散熱稽片(6)上還設(shè)有風(fēng)扇(8)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種換熱系統(tǒng)，包括制冷層(1)、儲(chǔ)冷層(2)、冷卻通道(4)和被冷卻裝置(5)，制冷層(1)和儲(chǔ)冷層(2)均設(shè)于被冷卻裝置(5)下方，儲(chǔ)冷層(2)設(shè)于制冷層(1)上方，儲(chǔ)冷層(2)外側(cè)設(shè)有保溫層(3)冷卻通道(4)設(shè)于被冷卻裝置(5)內(nèi)，并且冷卻通道(4)與儲(chǔ)冷層(2)連接。本發(fā)明利用自身余能作為制冷能耗，利用氣體受熱膨脹上升，從而產(chǎn)生氣流，省去了輸送設(shè)備，大幅度減少所耗電能，設(shè)置了儲(chǔ)冷層不用頻繁的起停制冷設(shè)備，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。
文檔編號(hào)H01M8/04GK103017449SQ201210529860
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月10日
發(fā)明者張祺, 孟琳, 劉學(xué)軍, 陸克 申請(qǐng)人:青海百能匯通新能源科技有限公司