CN100494862C - 热管蓄能器 - Google Patents
热管蓄能器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN100494862C CN100494862C CNB2007100194539A CN200710019453A CN100494862C CN 100494862 C CN100494862 C CN 100494862C CN B2007100194539 A CNB2007100194539 A CN B2007100194539A CN 200710019453 A CN200710019453 A CN 200710019453A CN 100494862 C CN100494862 C CN 100494862C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heat
- energy
- heat pipe
- compartment
- accumulation material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims abstract description 48
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 31
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims description 31
- 239000011232 storage material Substances 0.000 claims description 23
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 claims description 12
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 abstract 5
- 238000012856 packing Methods 0.000 abstract 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 23
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 10
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 8
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 5
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
- Other Air-Conditioning Systems (AREA)
Abstract
本发明公开了一种热管蓄能器，包括上隔室、下隔室和蓄能材料室，在上隔室与蓄能材料室间设有上隔板，在下隔室与蓄能材料室间设有下隔板；在上隔室和下隔室内安装有换热器，在蓄能材料室内安装有一组热管；热管的上端固定在上隔板上并与上隔室相通，热管的下端固定在下隔板上并与下隔室相通；由铜管制成的热管按正三角形叉排，在热管内设有热交换介质；相变蓄能材料位于蓄能材料室内并填充在一组热管之间；上换热器和下换热器均与空调机组连接。本发明传热热阻小、流动阻力小，蓄、放能效率高，且相变蓄能材料在蓄能器中能够均匀的凝固和熔化，提高了蓄能空调系统的蓄能量和蓄能效率，改善了蓄能空调系统的经济性。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种制冷空调的部件，具体地说是一种蓄能空调中的热管蓄能器。
二、背景技术
自改革开放以来，我国的综合国力和人民生活水平都有较大程度的提高。能源工业作为国民经济的基础产业之一，已取得长足发展。但是，能源工业的发展仍然满足不了国民经济的快速发展和人民生活用能急剧增长的需要，全国能源紧缺局面仍然存在。我国能源利用效率比国际先进水平低10个百分点，能源利用中间环节(加工、转换和储运)损失量大，浪费严重。我国能源利用效率与国外的差距表明，节能潜力巨大。根据有关单位研究，按单位产品能耗和终端用能设备能耗与国际先进水平比较，目前我国的节能潜力约为3亿吨标准煤。
由于能源的供给与需求在数量上和时间上不能很好地匹配和协调，造成大量能源浪费。如低谷电力过剩造成电能白白浪费掉，而高峰期电力又不足。采用蓄能空调技术可以很好地解决这个问题，使能源得到合理使用。
蓄能空调是在夜间电网低谷时间(同时也是空调负荷很低的时间)，空调机组开机制冷(热)并由蓄能设备将冷(热)量储存起来，待白天电网高峰用电时间(同时也是空调负荷高峰时间)，再将冷(热)量释放出来满足高峰空调负荷的需要。这样，空调系统的大部分耗电发生在夜间用电低谷期，而在白天用电高峰期只有辅助设备在运行，从而实现用电负荷“移峰填谷”。
为鼓励用户移峰填谷，电力部门已经制定了峰谷电价政策，将高峰电价与低谷电价拉开，使低谷电价只相当高峰电价的1/3-1/5，鼓励用户使用低谷电，这项政策已在我国开始实施。
在电力供应紧张的情况下，由于峰谷电价政策的实施，为蓄能空调技术提供了广阔的发展前景。
热管蓄能器是蓄能空调系统中的一个重要设备，其蓄、放能效率直接影响整个系统的正常运行，热管蓄能器是由热管、相变蓄能材料和换热器构成，相变蓄能材料是一种熔化时吸热、凝固时放热的材料。目前常用的相变蓄能材料主要包括无机物和有机物两大类。绝大多数无机物相变蓄能材料具有腐蚀性而且在相变过程中具有过冷和相分离的缺点，影响了其蓄能能力；而有机物相变蓄能材料不仅腐蚀性小、相变潜热大，在相变过程中几乎没有相分离的缺点，且化学性能稳定、价格便宜。但有机物相变蓄能材料存在导热系数低的缺点，致使其在蓄能系统的应用中传热性能差、蓄能利用率低。现有蓄能器大多采用蛇形盘管或“U”形管，这种结构的蓄能器缺点是：传热热阻大、流动阻力大，相变蓄能材料在蓄能器中不能均匀的凝固和熔化，影响了蓄能空调系统的蓄能量和蓄能效率。
三、发明内容
为了克服现有蓄能器的不足，本发明的目的在于提供了一种新型的热管蓄能器。该蓄能器在蓄能、放能时，其传热热阻小、流动阻力小，其蓄、放能效率高。由于盐水或乙二醇溶液等载冷剂对管道有腐蚀性，本发明在蓄能时可省去载冷剂的循环系统，减少了载冷剂对管道的腐蚀。另外，由于热管等温高速转移热量，使相变蓄能材料在蓄能器中能够均匀的凝固和熔化，它强化了蓄、放能过程的传热，提高了蓄能空调系统的蓄能量和蓄能效率，改善了蓄能空调系统的经济性。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种热管蓄能器，其特征在于：它包括上隔室、下隔室和蓄能材料室，在上隔室与蓄能材料室间设有上隔板，在下隔室与蓄能材料室间设有下隔板；在上隔室内安装有上换热器，在下隔室内安装有下换热器，在蓄能材料室内安装有一组热管；热管的上端固定在上隔板上并与上隔室相通，热管的下端固定在下隔板上并与下隔室相通；一组由铜管制成的热管按正三角形叉排，在热管内设有热交换介质；相变蓄能材料位于蓄能材料室内并填充在一组热管之间；上换热器和下换热器均与空调机组连接。
本发明中，所述热交换介质是氟利昂，如R134a、R22等
所述热管蓄能器为圆柱体钢制保温结构制成的桶体。
本发明所述的热管可采用翅片管，翅片强化了相变蓄能材料的导热性能。翅片为矩形翅片和圆形翅片。
蓄能材料为复合相变蓄能材料。
本发明工作原理如下：
在夜间电网低谷时间(同时也是空调负荷很低的时间)，空调主机开机制冷(热)并由蓄能器将冷(热)量储存在相变蓄能材料中，相变蓄能材料因储存冷(热)量而凝固(熔化)成固(液)体；待白天电网高峰用电时间(同时也是空调负荷高峰时间)，再将冷(热)量释放出来满足高峰空调负荷的需要，而蓄能材料则由固(液)相熔化(凝固)成液(固)相。这样，空调系统的大部分耗电发生在夜间用电低谷期，而在白天用电高峰期只有辅助设备在运行，从而实现用电负荷“移峰填谷”。
与现有技术相比，本发明的优点是：
(1)本发明在蓄能、放能时，其传热热阻小、流动阻力小，其蓄、放能效率高。
(2)相变蓄能材料在蓄能器中能够均匀的凝固和熔化。
(3)蓄能时可省去载冷剂循环系统，减少了载冷剂对管道的腐蚀。
(4)由于热管等温高速转移热量，强化了蓄、放能过程的传热，提高了蓄能空调系统的蓄能量和蓄能效率，改善了蓄能空调系统的经济性。
四、附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的A-A视图。
附图标记说明如下：
1—上换热器 2—保温材料 3—上隔室 4—热管介质蒸汽
5—上隔板 6—蓄能器 7—热管 8—下隔板
9—下隔室 10—下换热器 12—热管介质液膜
13—蓄能材料室 14—热管介质液体
五、最佳实施方式
一种本发明所述的热管蓄能器，热管蓄能器为圆柱体钢制保温结构制成的桶体。由上隔室3、下隔室9、蓄能材料室13构成，上隔板5将上隔室3和蓄能材料室13隔开、下隔板8将下隔室9和蓄能材料室13隔开，在上隔室3内安装有上换热器1、在下隔室9内安装有下换热器10，在蓄能材料室13内安装有一组热管7，热管7的上、下端分别固定在上、下隔板上，热管7在蓄能材料室13内按正三角形叉排，亦即每相邻三根热管中心线的连线构成一个等边三角形，热管的长度和根数取决于蓄能量大小，热管7采用铜管、热管内的介质采用氟利昂(如R134a、R22等)，热管7内抽成真空后灌入适量的介质。上、下隔室通过热管7相连通，在上、下换热器内可分别流入制冷剂或载冷剂。相变蓄能材料被封装在由热管蓄能器桶体、热管7、上隔板5和下隔板8构成的空腔内，相变蓄能材料与热管7内的介质发生热交换。上换热器1和下换热器10均与空调机组连接。
其工作过程叙述如下：
见图1，图中省略了空调机组。
当执行蓄冷循环时(夜间用电负荷低谷期)，制冷剂或载冷剂由空调机组降温后，进入上隔室3内的上换热器1吸收热管介质蒸汽4的热量，吸热后的制冷剂或载冷剂再次进入空调机组降温，该循环不断往复直至达到所要求的蓄冷量。上隔室3内的热管介质蒸汽4因放出热量而冷凝成液体，在自身重力的作用下向下流入热管，并在热管内表面形成液膜12，多余的热管介质液体流入下隔室9。热管内表面的介质液膜12因吸收管外蓄能材料的热量而蒸发气化，气化后的热管介质蒸汽4向上流入上隔室3被上换热器1冷凝成液体；热管7外的相变蓄能材料因放热而凝固成固态，将冷量以相变潜热的形式储存在蓄能材料内。
当执行放冷循环时(白天用电负荷高峰期)，来自空调机组的高温制冷剂或载冷剂进入下隔室9内的下换热器10向热管介质液体14放出热量，放热降温后的制冷剂或载冷剂进入室内机组冷却室内空气。热管介质液体14因吸热而气化成蒸汽，气化后的蒸汽向上流入热管7内向热管外的相变蓄能材料放热而冷凝成介质液膜12，热管介质液膜12在重力的作用下向下流入下隔室9内。热管7外的相变蓄能材料因吸热而熔化成液态，将储存的冷量释放出来，供用电负荷高峰期使用。
当执行蓄热循环时(夜间用电负荷低谷期)，制冷剂或载冷剂由空调机组加热后，进入下隔室9内的下换热器10向热管介质液体14放出热量，放热后的制冷剂或载冷剂再次进入空调机组加热，该循环不断往复直至达到所要求的蓄热量。热管介质液体14因吸热而气化成蒸汽，气化后的蒸汽向上流入热管7内向热管外的相变蓄能材料放热而冷凝成介质液膜12，热管介质液膜12在重力的作用下向下流入下隔室9内。热管7外的相变蓄能材料因吸热而熔化成液态，将热量以相变潜热的形式储存在蓄能材料内。
当执行放热循环时(白天用电负荷高峰期)，来自室内机组的低温制冷剂或载冷剂进入上隔室3内的上换热器1吸收热管介质蒸汽4的热量，吸热后的制冷剂或载冷剂进入室内机组加热室内空气。上隔室3内的热管介质蒸汽4因放出热量而冷凝成液体，在自身重力的作用下向下流入热管，并在热管内表面形成液膜12，多余的热管介质液体流入下隔室9。热管内表面的介质液膜12因吸收管外蓄能材料的热量而蒸发气化，气化后的热管介质蒸汽向上流入上隔室3被上换热器1冷凝成液体。热管7外的相变蓄能材料因放热而凝固成固态，将储存的热量释放出来，供用电负荷高峰期使用。
Claims (6)
1、一种热管蓄能器，其特征在于：它包括上隔室(3)、下隔室(9)和蓄能材料室(13)，在上隔室(3)与蓄能材料室(13)间设有上隔板(5)，在下隔室(9)与蓄能材料室(13)间设有下隔板(8)；在上隔室(3)内安装有上换热器(1)，在下隔室(9)内安装有下换热器(10)，在蓄能材料室(13)内安装有一组热管(7)；热管(7)的上端固定在上隔板(5)上并与上隔室(3)相通，热管(7)的下端固定在下隔板(8)上并与下隔室(9)相通；一组由铜管制成的热管(7)按正三角形叉排，在热管(7)内设有热交换介质；相变蓄能材料位于蓄能材料室(13)内并填充在一组热管(7)之间；上换热器(1)和下换热器(10)均与空调机组连接。
2、根据权利要求1所述的热管蓄能器，其特征在于：所述热交换介质是氟利昂。
3、根据权利要求1所述的热管蓄能器，其特征在于：所述热管蓄能器为圆柱体钢制保温结构制成的桶体。
4、根据权利要求1所述的热管蓄能器，其特征在于：所述热管(7)采用可强化相变蓄能材料导热性能的翅片管。
5、根据权利要求4所述的热管蓄能器，其特征在于：所述翅片管为矩形翅片管或圆形翅片管。
6、根据权利要求4所述的热管蓄能器，其特征在于：所述相变蓄能材料为复合相变蓄能材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2007100194539A CN100494862C (zh) | 2007-01-25 | 2007-01-25 | 热管蓄能器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2007100194539A CN100494862C (zh) | 2007-01-25 | 2007-01-25 | 热管蓄能器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101004332A CN101004332A (zh) | 2007-07-25 |
| CN100494862C true CN100494862C (zh) | 2009-06-03 |
Family
ID=38703625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB2007100194539A Expired - Fee Related CN100494862C (zh) | 2007-01-25 | 2007-01-25 | 热管蓄能器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN100494862C (zh) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102290476A (zh) * | 2011-06-27 | 2011-12-21 | 南京大学 | 光伏光热蓄能装置 |
| CN102374804A (zh) * | 2011-09-28 | 2012-03-14 | 江苏科技大学 | 一种热管式蓄冷装置 |
| CN103017449B (zh) * | 2012-12-10 | 2015-04-15 | 青海百能汇通新能源科技有限公司 | 一种换热系统 |
| CN104864625A (zh) * | 2015-06-01 | 2015-08-26 | 长沙麦融高科股份有限公司 | 一种机房热管蓄冷耦合的应急制冷系统及方法 |
| CN106403677A (zh) * | 2016-03-16 | 2017-02-15 | 内蒙古科技大学 | 热超导相变储能换热器 |
| CN110132040B (zh) * | 2019-06-18 | 2024-07-30 | 浙江百立盛新能源科技有限公司 | 一种可控制相分离且高效的无机复合相变多能储热器 |
| CN117848136A (zh) * | 2023-05-08 | 2024-04-09 | 山东大学 | 一种辅助加热相变蓄热器 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2606877Y (zh) * | 2003-03-20 | 2004-03-17 | 北京工业大学 | 双效相变蓄热式热管换热器 |
-
2007
- 2007-01-25 CN CNB2007100194539A patent/CN100494862C/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2606877Y (zh) * | 2003-03-20 | 2004-03-17 | 北京工业大学 | 双效相变蓄热式热管换热器 |
Non-Patent Citations (6)
| Title |
|---|
| 热管在空调中的应用. 余霞，王文王，如竹.暖通空调，第34卷第5期. 2004 |
| 热管在空调中的应用. 余霞，王文王，如竹.暖通空调，第34卷第5期. 2004 * |
| 热管式相变蓄热换热器储/放能过程中传热特性的实验研究. 王曾义，刘中良，马重芳.工程热物理学报，第26卷第6期. 2005 |
| 热管式相变蓄热换热器储/放能过程中传热特性的实验研究. 王曾义，刘中良，马重芳.工程热物理学报，第26卷第6期. 2005 * |
| 蓄冷空调工程实用新技术. 方贵银，73-74，人民邮电出版社. 2000 |
| 蓄冷空调工程实用新技术. 方贵银，73-74，人民邮电出版社. 2000 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101004332A (zh) | 2007-07-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100498132C (zh) | 集热蓄能蒸发一体化太阳能热泵系统 | |
| CN100494862C (zh) | 热管蓄能器 | |
| CN100458293C (zh) | 自循环式蓄冷空调系统 | |
| CN100394115C (zh) | 热管蓄冷空调装置 | |
| CN101004308A (zh) | 一种复合相变蓄冷蓄热器 | |
| CN203323422U (zh) | 一种建筑一体化蓄能型太阳能重力热管热泵供热系统 | |
| CN102353288B (zh) | 一种设有热管式蓄冰融冰蓄冷装置的蓄冰蓄冷空调 | |
| CN103245085B (zh) | 一种蓄能型太阳能振荡热管热泵供热系统及其方法 | |
| CN1229466A (zh) | 储存热能的装置和方法 | |
| CN201954694U (zh) | 一种利用相变材料蓄冷的空调器 | |
| Dong et al. | Review of latent thermal energy storage systems for solar air‐conditioning systems | |
| CN102705997A (zh) | 一种太阳能热化学吸附跨季节高效储能装置及方法 | |
| CN201000294Y (zh) | 一种复合相变蓄冷蓄热器 | |
| CN102252545A (zh) | 一种应用于太阳能空调的熔融盐相变蓄热装置 | |
| CN101000166A (zh) | 小型多功能太阳能蓄能空调机 | |
| CN100432557C (zh) | 热管蓄能空调系统 | |
| CN201401863Y (zh) | 光电储能超导太阳能暖气片 | |
| CN102261706A (zh) | 一种基于热管的自然冷源多温级蓄冷系统 | |
| CN110108044A (zh) | 一种太阳能光伏光热复合集热装置 | |
| CN107764112A (zh) | 一种平板热管、制作方法及相变蓄放热装置 | |
| CN101354223A (zh) | 一种蓄能装置 | |
| CN102927721A (zh) | 三元双向相变储能式换热器 | |
| CN201129953Y (zh) | 相变蓄能棒 | |
| CN200965370Y (zh) | 铁路客运车箱用相变蓄能式冷热交换机 | |
| CN203286777U (zh) | 蓄能型太阳能振荡热管热泵供热装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20090603 Termination date: 20120125 |