CN105444434A - 一种立式蓄热换热箱 - Google Patents

一种立式蓄热换热箱 Download PDF

Info

Publication number
CN105444434A
CN105444434A CN201510985961.7A CN201510985961A CN105444434A CN 105444434 A CN105444434 A CN 105444434A CN 201510985961 A CN201510985961 A CN 201510985961A CN 105444434 A CN105444434 A CN 105444434A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fluid space
hot fluid
heat
cover plate
cold fluid
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.)
Pending
Application number
CN201510985961.7A
Other languages
English (en)
Inventor
刘�东
韩如冰
卿玉涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southwest University of Science and Technology
Original Assignee
Southwest University of Science and Technology
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southwest University of Science and Technology filed Critical Southwest University of Science and Technology
Priority to CN201510985961.7A priority Critical patent/CN105444434A/zh
Publication of CN105444434A publication Critical patent/CN105444434A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S60/00—Arrangements for storing heat collected by solar heat collectors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Central Heating Systems (AREA)

Abstract

本发明公开了一种立式蓄热换热箱，其特征在于该换热箱包括：由内筒体、外筒体通过肋片相连组成蓄热管中填有相变材料，上盖板和下盖板的开孔与蓄热管的内筒体联结，由上盖板、上顶盖与外立壁面形成的上热流体空间与由下盖板、下底板与外立壁面形成的下热流体空间通过中空的内筒体上下相通；冷流体入口与冷流体出口之间设有有带有条形孔的均流板、冷流体空间、有带有条形孔的均流板a、左右相通；冷流体空间由均流板a、均流板b、上盖板、下盖板、前后两面外立壁面围合而成，内部有竖直安装的蓄热管；其中：A、上热流体空间与下热流体空间通过蓄热管的中空内筒体上下连通；B、上热流体空间与热流体入口相通，下热流体空间与热流体出口相通；C、冷流体空间与泄水口、安全放气阀连通。

Description

一种立式蓄热换热箱
技术领域
本发明专利涉及一种立式蓄热换热箱，属于传热传质领域的发明创造。
背景技术
太阳能作为一种可再生清洁能源，逐步被用于获取热量用于取暖、发电等。但太阳能辐射因受到昼夜、季节和天气的影响，常表现出间歇性和不稳定性，这也是太阳能利用效率低的主要原因。因此，要想把太阳能这种取之不尽用之不竭的清洁能源充分利用起来，其关键所在就是如何实现长时间对太阳能热的储存。近年来，许多学者专家都对太阳能蓄热利用技术进行了研究。目前，研究主要集中在显热蓄热、相变潜热蓄热和化学反应蓄热三个方面，其中相变潜热蓄热技术具有所需蓄热材料少、安全、可控性好等优点，利用较为广泛，例如采用石蜡作为蓄热材料，将其加入换热箱中，利用相变进行蓄热。相变材料的潜热量比显热量要大得多，利用相变材料的潜热量可以有效地减小传统热换热设备的尺寸。
但现有换热箱存在一个严重的问题就是在相变材料发生相变放热的过程中，相变材料放热不均匀，造成部分相变材料释放潜热后凝固，固体导热性能远远低于液体对流换热，因此凝固的相变材料将严重阻碍液态相变材料释放的热量向外导热，从而导致换热箱换热量达不到设计值，大大降低了换热效率。例如，中国专利CN201510296852.4公开了一种相变储能热水器，包括换热器外壳，换热器外壳内有保温材料层，所述保温材料层内是内胆，所述内胆包括内胆外壳，所述内胆内填充有相变材料，相变材料的填充体积占内胆体积的80％-98％，在所述相变材料中埋设有换热盘管，在所述相变材料中均匀分布设置电加热机构，利用电加热是使相变材料相变蓄热，随后将热量加以利用。但设计存在以下不足：其一，相变材料相变放热给冷水时，会出现冷凝不均匀的现象，其冷水管旁的相变材料先冷凝放热，进而凝固阻碍其余相变材料放热，导致蓄热量利用不充分；其二，换热时间长，升温过程慢，相变材料先进行蓄热后再对其冷水进行加热，而相变材料相变潜热较大，蓄热时间长，因而对水加热的效率不及直接采用电加热来的快速。其三，通过电加热的形式使材料相变蓄热，将高品位的电能转化成低品位的热能，造成了能源的浪费。而本发明利用了太阳能这种清洁可再生能源代替了传统的电能，通过设计特定的换热结构，使相变材料均匀地相变吸热放热，有效地避免相变材料放热凝固，进而阻碍其余相变材料放热的现象。
发明内容
本发明的基本思路是：通过将相变材料封装在蓄热管中，再配合与内外筒体相连的肋片，一方面，加大蓄热管的换热面积，让相变蓄热材料换热充分，均匀相变吸热；另一方面，避免相变材料放热过程中发生冷凝不均匀，而造成凝固阻碍其余相变材料放热的现象。换热箱中热流体采用上进下出，均匀冲刷蓄热管内筒内壁面，热量通过壁面传递给夹在内筒和外筒之间的相变材料，相变材料吸收足够的热量融化为液态，继续吸收潜热并蓄存潜热。当另外的时间需要取用热量时，可使同一断面上外筒壁面的冷流体横向流动冲刷外壁面，靠近外筒外壁面的液体持续放热并慢慢凝固，虽然凝固的相变材料的热阻值较高，相变材料的热量仍然可以通过连接内筒和外筒的肋片传热，肋片传热很好的克服了固体相变材料热阻大影响传热的问题，极大的提高了相变蓄热换热箱的换热效率。
本发明采用的技术方案是：一种立式蓄热换热箱，其特征在于该换热箱包括：由内筒体、外筒体通过肋片相连组成蓄热管中填有相变材料，上盖板和下盖板的开孔与蓄热管的内筒体联结，由上盖板、上顶盖与外立壁面形成的上热流体空间与由下盖板、下底板与外立壁面形成的下热流体空间通过中空的内筒体上下相通；冷流体入口与冷流体出口之间设有有带有条形孔的均流板a、冷流体空间、有带有条形孔的均流板a、左右相通；冷流体空间由均流板a、均流板b、上盖板、下盖板、前后两面外立壁面围合而成，内部有竖直安装的蓄热管；其中：A、上热流体空间与下热流体空间通过蓄热管的中空内筒体上下连通；B、上热流体空间与热流体入口相通，下热流体空间与热流体出口相通；C、冷流体空间与泄水口、安全放气阀连通。
本发明的优点是：利用清洁可再生太阳能进行蓄热，提高太阳能热利用率，绿色环保；同时利用相变材料相变蓄热代替传统水蓄热，大大缩小换热箱体积，提高房间面积利用率，再加上换热箱特定的蓄热管结构，使相变材料快速均匀地相变吸放热，有效避免了相变材料放热凝固阻碍其他相变材料放热的现象。使用该蓄热换热箱不受地域限制，换热效率高，安全性能好，具有实用性和推广性。
附图说明
本说明书包括6幅附图：图1是蓄热箱断面图，图2是蓄热箱A-A断面图，图3是蓄热箱B-B断面图，图4是蓄热箱C-C断面图，图5是蓄热箱D-D断面图，图6是蓄热箱的轴测图。图中：1、上顶盖，2、下底板，3、外立壁面，4、上盖板，5、下盖板，6、挡流板，7、蓄热管，8、内筒体，9、外筒体，10、肋片，11、相变材料，12、泄水口，13、均流孔板a，14、均流孔板b，15、条形孔，16、冷流体入口，17、冷流体出口，18、热流体入口，19、热流体出口，20、安全放气阀，21、上热流体空间，22、下热流体空间，23、冷流体空间。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述，如图所示，一种立式蓄热换热箱，其特征在于该换热箱包括：由内筒体8、外筒体9通过肋片10相连组成蓄热管7中填有相变材料11，上盖板4和下盖板5的开孔与蓄热管7的内筒体8联结，由上盖板4、上顶盖1与外立壁面3形成的上热流体空间21与由下盖板5、下底板2与外立壁面3形成的下热流体空间22通过中空的内筒体8上下相通；冷流体入口16与冷流体出口17之间设有有带有条形孔15的均流板a13、冷流体空间23、有带有条形孔15的均流板a13、左右相通；冷流体空间23由均流板a13、均流板b14、上盖板4、下盖板5、前后两面外立壁面3围合而成，内部有竖直安装的蓄热管7；其中：A、上热流体空间21与下热流体空间22通过蓄热管7的中空内筒体8上下连通；B、上热流体空间21与热流体入口18相通，下热流体空间22与热流体出口19相通；C、冷流体空间23与泄水口12、安全放气阀20连通。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种立式蓄热换热箱，其特征在于该换热箱包括：
由内筒体（8）、外筒体（9）通过肋片（10）相连组成蓄热管（7）中填有相变材料（11），上盖板（4）和下盖板（5）的开孔与蓄热管（7）的内筒体（8）联结，由上盖板（4）、上顶盖（1）与外立壁面（3）形成的上热流体空间（21）与由下盖板（5）、下底板（2）与外立壁面（3）形成的下热流体空间（22）通过中空的内筒体（8）上下相通；
冷流体入口（16）与冷流体出口（17）之间设有有带有条形孔（15）的均流板a（13）、冷流体空间（23）、有带有条形孔（15）的均流板a（13）、左右相通；
冷流体空间（23）由均流板a（13）、均流板b（14）、上盖板（4）、下盖板（5）、前后两面外立壁面（3）围合而成，内部有竖直安装的蓄热管（7）；
其中：
A、上热流体空间（21）与下热流体空间（22）通过蓄热管（7）的中空内筒体（8）上下连通；
B、上热流体空间（21）与热流体入口（18）相通，下热流体空间（22）与热流体出口（19）相通；
C、冷流体空间（23）与泄水口（12）、安全放气阀（20）连通。
CN201510985961.7A 2015-12-25 2015-12-25 一种立式蓄热换热箱 Pending CN105444434A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510985961.7A CN105444434A (zh) 2015-12-25 2015-12-25 一种立式蓄热换热箱

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510985961.7A CN105444434A (zh) 2015-12-25 2015-12-25 一种立式蓄热换热箱

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105444434A true CN105444434A (zh) 2016-03-30

Family

ID=55554922

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510985961.7A Pending CN105444434A (zh) 2015-12-25 2015-12-25 一种立式蓄热换热箱

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105444434A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107121003A (zh) * 2017-04-13 2017-09-01 山东国信工业设备有限公司 可更换快速换热相变蓄热蓄冷板
CN109323481A (zh) * 2018-10-22 2019-02-12 珠海格力电器股份有限公司 一种蓄冷床及具有其的磁制冷机

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63220043A (ja) * 1987-03-09 1988-09-13 Agency Of Ind Science & Technol 集蓄熱器
CN1595010A (zh) * 2004-06-29 2005-03-16 浙江大学 真空玻璃盖板热管平板式太阳能热水器
CN1632410A (zh) * 2004-11-19 2005-06-29 周航 一种复合式相变蓄能太阳能热水器
CN1731034A (zh) * 2005-08-23 2006-02-08 南京大学 空调用相变蓄冷器
CN101782273A (zh) * 2010-03-26 2010-07-21 华南理工大学 强化传热的热泵相变储热器
CN201540053U (zh) * 2009-10-09 2010-08-04 河北科技大学 一种相变蓄热换热器
CN101919436A (zh) * 2010-09-02 2010-12-22 天津大学 热泵型压差式果蔬热处理库
CN203687722U (zh) * 2014-02-14 2014-07-02 河北科技大学 一种翅片式相变蓄热换热器
CN204902272U (zh) * 2015-07-28 2015-12-23 江苏启能新能源材料有限公司 一种相变储热式太阳能热水系统
CN205261952U (zh) * 2015-12-25 2016-05-25 西南科技大学 一种立式蓄热换热箱

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63220043A (ja) * 1987-03-09 1988-09-13 Agency Of Ind Science & Technol 集蓄熱器
CN1595010A (zh) * 2004-06-29 2005-03-16 浙江大学 真空玻璃盖板热管平板式太阳能热水器
CN1632410A (zh) * 2004-11-19 2005-06-29 周航 一种复合式相变蓄能太阳能热水器
CN1731034A (zh) * 2005-08-23 2006-02-08 南京大学 空调用相变蓄冷器
CN201540053U (zh) * 2009-10-09 2010-08-04 河北科技大学 一种相变蓄热换热器
CN101782273A (zh) * 2010-03-26 2010-07-21 华南理工大学 强化传热的热泵相变储热器
CN101919436A (zh) * 2010-09-02 2010-12-22 天津大学 热泵型压差式果蔬热处理库
CN203687722U (zh) * 2014-02-14 2014-07-02 河北科技大学 一种翅片式相变蓄热换热器
CN204902272U (zh) * 2015-07-28 2015-12-23 江苏启能新能源材料有限公司 一种相变储热式太阳能热水系统
CN205261952U (zh) * 2015-12-25 2016-05-25 西南科技大学 一种立式蓄热换热箱

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107121003A (zh) * 2017-04-13 2017-09-01 山东国信工业设备有限公司 可更换快速换热相变蓄热蓄冷板
CN109323481A (zh) * 2018-10-22 2019-02-12 珠海格力电器股份有限公司 一种蓄冷床及具有其的磁制冷机

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104154788A (zh) 一种热管式固液相变蓄热器
CN106595084B (zh) 一种组合模块式相变蓄热水箱
CN105043149A (zh) 相变蓄放热一体式换热器
CN108413796A (zh) 一种温度梯度储能换热器
CN107062972A (zh) 一种扁管式相变蓄热装置
CN105928407A (zh) 一种套管相变蓄热换热器
CN104930730A (zh) 无蓄热箱相变蓄热太阳能热水器
CN204067519U (zh) 一种具有超薄轻量级散热装置的动力电池
CN205878610U (zh) 热管式电加热相变储能换热器
CN201772655U (zh) 无蓄热箱相变蓄热太阳能热水器
CN202675446U (zh) 移动利用废热能和太阳能的相变蓄热装置
CN205261952U (zh) 一种立式蓄热换热箱
CN105444434A (zh) 一种立式蓄热换热箱
CN203671962U (zh) 一种具有蓄放热功能的太阳能热水器
CN205784775U (zh) 一种套管相变蓄热换热器
CN103791629A (zh) 一种相变蓄热型太阳能集热器
CN206094972U (zh) 一种壳管式相变蓄热器
CN205505818U (zh) 一种pcm蜂窝陶瓷复合储热器
CN206056365U (zh) 采用泡沫铜相变材料的新型热管换热器
CN104501290B (zh) 一种相变蓄热大罐耦合废热能回收系统
CN208296658U (zh) 一种温度梯度储能换热器
CN203533915U (zh) 一种可兼容相变蓄热功能的紧凑型液管式真空管热水器
CN105928408A (zh) 一种螺旋导流通道换热器
CN108413797A (zh) 肋片式相变蓄放热一体式换热器
CN105444433A (zh) 一种卧式蓄热箱

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20160330