CN109974498A - 相变储能装置 - Google Patents

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Abstract

一种相变储能装置，其特征在于：包括壳体、隔板、针状肋、中央环肋以及装有相变储能材料的内、外腔体，壳体中央布置隔板，将装置分为上下两层，针状肋采用等面积方法布置，内部环形肋将腔体分为内、外两部分。本发明提出一种相变储能装置，一方面采用等面积法布置针肋，增大了导热系数，使储存的热量能够快速充分释放；另一方面通过隔板将装置分为上下两层，减小了腔体的厚度，抑制内部储能材料的自然对流作用，使吸热、放热过程更加稳定。

Description

相变储能装置
技术领域
本发明涉及一种相变储能装置，涉及储能技术领域。
背景技术
现有的相变储能装置的原理是利用该装置内的储能材料通过导热与外界进行换热，能量储存在相变材料中。但由于储热元件的大小和结构特点，内部相变储热材料易发生自然对流甚至强制对流效应，虽然在加快了装置的蓄热过程，但严重抑制了装置的放热过程，使装置吸放热过程不稳定。
发明内容
本发明的目的就是提供一种相变储能装置，克服传统储能装置内部存在的自然对流甚至强制对流现象，而导致的吸放热过程不稳定的问题，提供一种小型相变储能装置，从而解决上述问题。
上述基于一种相变储能装置，其特征在于：包括外壳、中心壳、上端盖、下端盖；
其中外壳内侧、中心壳外侧与上、下端盖之间围成的空间称为外腔体；中心壳内侧与上、下端盖之间围成的空间称为中心腔体；外腔体和中心腔体填充有用于与外界进行换热的相变储能材料；
上述外腔体被n层水平隔板分成彼此不联通的分层腔体，腔体被分层后，每层腔体的厚度变小，内部储能材料自然对流的空间变小，抑制了自然对流现象；
上述相邻水平隔板之间，以及最上层水平隔板的上方，最下层水平隔板的下方均按等面积法布置散热针肋。等面积法可以使热流均匀，保证换热的均匀性。
上述的基于一种相变储能装置，其特征在于：上述散热针肋采用等面积法布置具体指，将相应水平隔板划分为m个面积相等的圆环，且单个圆环的面积与中心腔体的水平截面面积也相等；散热针肋均匀且平均布置在每个等面积圆环上,即每个等面积圆环上的散热针肋个数相等。采用等面积法划分的m个等面积圆环对外界散热量都相同，但外部圆环相对于内部圆环更“薄”，将散热针肋均匀布置在等面积圆环上，而不是均匀布置在隔板上，可以保证对外界散热的均匀。
上述的基于一种相变储能装置，其特征在于：上述散热针肋和中心壳的总体积所占器件内部总体积15-20%，在保证了散热量的前提下，不影响器件内部相变材料的填充，保证储能量。
上述的基于一种相变储能装置，其特征在于：上述水平隔板总体积占器件内部总体积的5-10%，隔板厚度为1.5-2mm，且隔板间隔不能超过2-3倍隔板厚度，使隔板对器件内部储能量的影响尽可能小，同时一定的隔板厚度保证了器件内部的热稳定性，较小的隔板间隔可以抑制相变材料的对流现象，使吸放热过程更加稳定。
上述的基于一种相变储能装置，其特征在于：上述外壳为圆筒型结构。
上述的基于一种相变储能装置，其特征在于：上述中心壳为圆筒型结构。
上述的基于一种相变储能装置，其特征在于：上述中心壳为环肋结构。
上述的基于一种相变储能装置，其特征在于：上述改进散热针肋为十字星型结构。十字星型异形肋通过在针肋的基础上增加了直肋，提高了肋化比，可以减少针肋数目，同时增大换热面积，增加换热效率。
附图说明
图1是一种相变储能装置示意图；
图2是一种相变储能装置隔板剖视图；
图3是一种相变储能装置隔板示意图（带直肋）；
图中标号名称：1壳体，2针肋，3中心环肋，4 外腔体，5内腔体，6 隔板，7环肋结构,8改进针肋。
具体实施方式
下面结合图1对一种相变储能装置运行过程作详细说明。
一种相变储能装置通过以下方式进行工作：上述装置在壳体和内部环肋的作用下分为外腔体和内腔体，相变材料填充在内、外腔体内，可根据相变温度和输出功率的不同在内、外腔体填充不同的相变储热材料来达到储热的目的；内部储存热量通过壳体散出，针肋的布置强化了换热，解决了相变储热材料导热系数小的问题；隔板的存在使内部相变储热材料相变过程中不会发生自然对流现象；放热完成后可通过外界热源对壳体进行加热充能，实现反复利用。

Claims (8)

1.一种相变储能装置，其特征在于：
包括外壳(1-1)、中心壳（3）、上端盖（1-2）、下端盖（1-3）；
其中外壳(1-1)内侧、中心壳（3）外侧与上、下端盖之间围成的空间称为外腔体（4）；中心壳（3）内侧与上、下端盖之间围成的空间称为中心腔体（5）；外腔体（4）和中心腔体（5）填充有用于与外界进行换热的相变储能材料；
上述外腔体（4）被n层水平隔板（6）分成彼此不联通的分层腔体（4-1）；
上述相邻水平隔板（6）之间，以及最上层水平隔板的上方，最下层水平隔板的下方均按等面积法布置散热针肋（2）。
2.根据权利要求1所述的相变储能装置，其特征在于：上述散热针肋采用等面积法布置具体指，将相应水平隔板（6）划分为m个面积相等的圆环，且单个圆环的面积与中心腔体（5）的水平截面面积也相等；散热针肋均匀且平均布置在每个等面积圆环上,即每个等面积圆环上的散热针肋个数相等。
3.根据权利要求1所述的相变储能装置，其特征在于：上述散热针肋（2）和中心壳（3）的总体积所占器件内部总体积15-20%。
4.根据权利要求1所述的相变储能装置，其特征在于：上述水平隔板（6）总体积占器件内部总体积的5-10%，隔板厚度为1.5-2mm,且隔板间隔不能超过2-3倍隔板厚度。
5.根据权利要求1所述的相变储能装置，其特征在于：上述外壳（1）为圆筒型结构。
6.根据权利要求1所述的相变储能装置，其特征在于：上述中心壳（3）为圆筒型结构。
7.根据权利要求1所述的相变储能装置，其特征在于：上述中心壳（3）为环肋结构（7）。
8.根据权利要求1所述的相变储能装置，其特征在于：上述改进散热针肋（8）为十字星型结构。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110455108A (zh) * 2019-08-16 2019-11-15 南京紫晶藤节能科技有限公司 热管式相变储能装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003027592A1 (fr) * 2001-09-25 2003-04-03 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Unite d'accumulation de chaleur et procede permettant de fabriquer cette unite
EP1947411A1 (de) * 2007-01-18 2008-07-23 Tibor G. Horwath Energiesparendes Bauelement
DE102011015530A1 (de) * 2011-03-30 2012-10-04 Roto Frank Ag Schichtenspeicher zur Speicherung von Wärmeenergie
CN104713400A (zh) * 2015-03-17 2015-06-17 东南大学 一种肋片换热结构
CN108076191A (zh) * 2017-07-03 2018-05-25 宁波瑞信能源科技有限公司 一种冬夏两用的相变蓄热手机壳
CN108302969A (zh) * 2018-02-05 2018-07-20 东南大学 一种分形网状相变储能装置
CN209926951U (zh) * 2019-03-20 2020-01-10 南京航空航天大学 相变储能装置
CN115955820A (zh) * 2022-12-28 2023-04-11 北京遥感设备研究所 一种相变储热控温板及其制造方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003027592A1 (fr) * 2001-09-25 2003-04-03 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Unite d'accumulation de chaleur et procede permettant de fabriquer cette unite
EP1947411A1 (de) * 2007-01-18 2008-07-23 Tibor G. Horwath Energiesparendes Bauelement
DE102011015530A1 (de) * 2011-03-30 2012-10-04 Roto Frank Ag Schichtenspeicher zur Speicherung von Wärmeenergie
CN104713400A (zh) * 2015-03-17 2015-06-17 东南大学 一种肋片换热结构
CN108076191A (zh) * 2017-07-03 2018-05-25 宁波瑞信能源科技有限公司 一种冬夏两用的相变蓄热手机壳
CN108302969A (zh) * 2018-02-05 2018-07-20 东南大学 一种分形网状相变储能装置
CN209926951U (zh) * 2019-03-20 2020-01-10 南京航空航天大学 相变储能装置
CN115955820A (zh) * 2022-12-28 2023-04-11 北京遥感设备研究所 一种相变储热控温板及其制造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110455108A (zh) * 2019-08-16 2019-11-15 南京紫晶藤节能科技有限公司 热管式相变储能装置

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