CN210664081U - 一种多层带孔的相变套筒蓄热单元 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种多层带孔的相变套筒蓄热单元，装置主要由空心管、内层60°环形肋片、多孔套筒、外层60°环形肋片、外层套筒和法兰组成。其主要特征在于，所述蓄热单元的中心部位固定空心管；所述空心管与多孔套筒通过内层60°环形肋片连接；所述多孔套筒与外层套筒之间通过外层60°环形肋片连接，内层60°环形肋片和外层60°环形肋片相间分布，采用石蜡作为相变材料，并置于空心管与多孔套筒以及外层套筒与多孔套筒之间。该实用新型采用可拆卸的法兰连接，结构简单；通过采用层与层相间分布的60°环形肋片提升了相变蓄热速率，传热也更加均匀；并在多孔套筒上均匀布孔，提升了层与层之间石蜡的热对流，降低了热阻，蓄热效率更高；采用套筒结构，并且可以根据需要，沿径向增加套筒层数，蓄热量更大。
Description
技术领域
本实用新型涉及相变储能技术领域，具体涉及一种多层带孔的相变套筒蓄热单元。
背景技术
随着全球资源紧张以及环境污染问题的日益突出，迫切需要一种新技术应用于太阳能的开发利用、工业废热回收等方面，相变潜热蓄能技术作为近年来备受关注的研究热点，采用相变蓄能技术可以实现不连续能量的储存，在需要时以连续的能量释放出来，有效的解决了能源供需时间不匹配的问题，实现了能源的可回收、清洁的利用，因此相变蓄能技术的开发和应用对于未来能源发展战略具有极为重要的意义。
中国专利CN 206683459 U公开了一种相变蓄热单元。采用Ba(OH)2·8H2O 作为相变材料，通过冷热流体进出蓄热单元进行换热，当相变蓄热材料发生完全相变时，实现能量的储存或释放。该蓄热单元具有耐高温腐蚀、相变材料不易泄露的优势，但是存在蓄热速率低的缺陷。
中国专利CN 102967162 A公开了一种内置相变材料的蓄热热管。在重力式热管中添设蓄热段，并在蓄热段内置蓄热单元填充床，通过蓄热材料发生固液相变可存储、释放热量，通过热管工质的气液相变在蓄热热管各段之间传递热量。增加了蓄热材料与热管工质的换热面积，减小了热阻，从而提高蓄、放热的速率。但是结构相对复杂，并且蓄热量较小。
因此需要一种相变储能装置，不仅可以提高相变材料的蓄热速率、并且具有总蓄热量大，结构简单的优点。
实用新型内容
为解决现有的技术问题，提高相变材料的蓄热速率，同时蓄热单元具有总蓄热量大、结构简单的优势，本实用新型提供了一种多层带孔的相变套筒蓄热单元。
为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：一种多层带孔的相变套筒蓄热单元，主要由空心管、内层60°环形肋片、多孔套筒、外层60°环形肋片、外层套筒和法兰组成。其主要特征在于，所述蓄热单元的中心部位固定空心管；所述空心管与多孔套筒通过内层60°环形肋片连接；所述多孔套筒与外层套筒之间通过外层60°环形肋片连接，内层60°环形肋片和外层60°环形肋片相间分布。采用石蜡作为相变材料，并置于空心管与多孔套筒以及外层套筒与多孔套筒之间。
进一步，多孔套筒沿周向隔90°布孔，沿轴向等距分布通孔。
进一步，内层60°环形肋片与空心管焊接，外层60°环形肋片与多孔套筒焊接。
进一步，空心管采用304不锈钢、多孔套筒和60°环形肋片的材料为铜。
进一步，外层套筒和法兰采用保温材料。
本实用新型的有益效果为：
1.本装置在空心管与多孔套筒以及多孔套筒与外层套筒之间分别相间分布着60°环形肋片，提升了相变蓄热速率，传热也更加均匀；并在多孔套筒上均匀布孔，提升了层与层之间石蜡的热对流，降低了热阻，蓄热效率更高。
2.本装置外层套筒两端采用可拆卸的法兰连接，结构简单，便于维修及更换相变材料。
3.本装置采用套筒结构，并且可以根据需要，沿径向增加套筒层数，蓄热量更大。
附图说明
图1为本实用新型一种多层带孔的相变套筒蓄热单元的三维轴测半剖图。
图2为本实用新型一种多层带孔的相变套筒蓄热单元三维轴测图。
图3为本实用新型空心管与内层60°环形肋片的三维轴测图。
图4为本实用新型去掉外层套筒的三维轴测图。
图中：1—空心管、2—法兰、3—内层60°环形肋片、4—外层60°环形肋片、5—外层套筒、6—多孔套筒
具体实施方式
现结合附图通过以下实施方式来对本实用新型的具体过程加以说明。
参阅图1～4，一种多层带孔的相变套筒蓄热单元，主要由空心管1、内层60°环形肋片3、多孔套筒6、外层60°环形肋片3、外层套筒5和法兰2组成。其主要特征在于，所述蓄热单元的中心部位固定空心管1，用于流通冷热流体；所述空心管1与多孔套筒6通过内层60°环形肋片3连接；所述多孔套筒6与外层套筒5之间通过外层60°环形肋片4连接，内层60°环形肋片3和外层60°环形肋片4相间分布，同一层环形肋片沿周向分布4块，沿轴向等距分布，环形肋片一方面可以增强相变材料导热系数，另一方面可以保证套筒沿径向同心，便于安装。其中外层套筒5与法兰2采用保温材料，防止热量损失，多孔套筒6 与环形肋片3、4均采用铜材料，有效的保证了传热，采用石蜡作为相变材料，置于空心管1与多孔套筒6以及外层套筒5与多孔套筒6之间。
本实用新型的工作原理是：
蓄热过程：空心管1中流入热流体，热流体温度超出相变材料熔点25℃，相变材料初始温度为25℃，热量通过空心管1的管壁以及内层60°环形肋片3 传导至第一层相变材料，进一步，热量沿着多孔套筒6的管壁以及外层60°环形肋片4传导至第二层相变材料，待所有相变材料熔化完毕，蓄热结束。
放热过程：空心管1流入冷流体，冷流体温度为20℃，相变材料初始温度为70℃，第一层相变材料将热量沿空心管1的管壁传导至冷流体，同时第二层相变材料将热量沿多孔套筒6的管壁传导至第一层相变材料，有效的保证了供热的连续性，同时环形肋片3、4与通孔在提升传热速率的同时，保证了传热的均匀性，实现热量的稳定输出。当相变材料完全凝固时，放热结束。
以上实施方案仅用于说明而非限制本实用新型的技术方案。不脱离本实用新型精神的任何修改或局部替换，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一种多层带孔的相变套筒蓄热单元，主要由空心管、内层60°环形肋片、多孔套筒、外层60°环形肋片、外层套筒和法兰组成，其特征在于：
所述蓄热单元的中心部位固定空心管；所述空心管与多孔套筒通过内层60°环形肋片连接；所述多孔套筒与外层套筒之间通过外层60°环形肋片连接，内层60°环形肋片和外层60°环形肋片相间分布；采用石蜡作为相变材料，并置于空心管与多孔套筒以及外层套筒与多孔套筒之间。
2.根据权利要求1所述的一种多层带孔的相变套筒蓄热单元，其特征在于，空心管采用304不锈钢、多孔套筒和60°环形肋片的材料为铜，外层套筒和法兰采用保温材料。
3.根据权利要求1所述的一种多层带孔的相变套筒蓄热单元，其特征在于，同一层环形肋片沿周向分布4块，沿轴向等距分布。
4.根据权利要求1所述的一种多层带孔的相变套筒蓄热单元，其特征在于，多孔套筒沿周向隔90°布孔，沿轴向等距分布通孔。
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| CN116589299A (zh) * | 2023-05-05 | 2023-08-15 | 哈尔滨工业大学 | 一种仿生年轮结构的多孔碳化硅陶瓷骨架及其制备方法和在高性能复合相变材料中的应用 |
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