一種立式蓄熱換熱箱的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型專(zhuān)利涉及一種立式蓄熱換熱箱，屬于傳熱傳質(zhì)領(lǐng)域的發(fā)明創(chuàng)造。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽(yáng)能作為一種可再生清潔能源，逐步被用于獲取熱量用于取暖、發(fā)電等。但太陽(yáng)能輻射因受到晝夜、季節(jié)和天氣的影響，常表現(xiàn)出間歇性和不穩(wěn)定性，這也是太陽(yáng)能利用效率低的主要原因。因此，要想把太陽(yáng)能這種取之不盡用之不竭的清潔能源充分利用起來(lái)，其關(guān)鍵所在就是如何實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間對(duì)太陽(yáng)能熱的儲(chǔ)存。近年來(lái)，許多學(xué)者專(zhuān)家都對(duì)太陽(yáng)能蓄熱利用技術(shù)進(jìn)行了研究。目前，研究主要集中在顯熱蓄熱、相變潛熱蓄熱和化學(xué)反應(yīng)蓄熱三個(gè)方面，其中相變潛熱蓄熱技術(shù)具有所需蓄熱材料少、安全、可控性好等優(yōu)點(diǎn)，利用較為廣泛，例如采用石蠟作為蓄熱材料，將其加入換熱箱中，利用相變進(jìn)行蓄熱。相變材料的潛熱量比顯熱量要大得多，利用相變材料的潛熱量可以有效地減小傳統(tǒng)熱換熱設(shè)備的尺寸。
[0003]但現(xiàn)有換熱箱存在一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題就是在相變材料發(fā)生相變放熱的過(guò)程中，相變材料放熱不均勻，造成部分相變材料釋放潛熱后凝固，固體導(dǎo)熱性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于液體對(duì)流換熱，因此凝固的相變材料將嚴(yán)重阻礙液態(tài)相變材料釋放的熱量向外導(dǎo)熱，從而導(dǎo)致?lián)Q熱箱換熱量達(dá)不到設(shè)計(jì)值，大大降低了換熱效率。例如，中國(guó)專(zhuān)利CN201510296852.4公開(kāi)了一種相變儲(chǔ)能熱水器，包括換熱器外殼，換熱器外殼內(nèi)有保溫材料層，所述保溫材料層內(nèi)是內(nèi)膽，所述內(nèi)膽包括內(nèi)膽外殼，所述內(nèi)膽內(nèi)填充有相變材料，相變材料的填充體積占內(nèi)膽體積的80 %~98%,在所述相變材料中埋設(shè)有換熱盤(pán)管，在所述相變材料中均勻分布設(shè)置電加熱機(jī)構(gòu)，利用電加熱是使相變材料相變蓄熱，隨后將熱量加以利用。但設(shè)計(jì)存在以下不足:其一，相變材料相變放熱給冷水時(shí)，會(huì)出現(xiàn)冷凝不均勻的現(xiàn)象，其冷水管旁的相變材料先冷凝放熱，進(jìn)而凝固阻礙其余相變材料放熱，導(dǎo)致蓄熱量利用不充分;其二，換熱時(shí)間長(zhǎng)，升溫過(guò)程慢，相變材料先進(jìn)行蓄熱后再對(duì)其冷水進(jìn)行加熱，而相變材料相變潛熱較大，蓄熱時(shí)間長(zhǎng)，因而對(duì)水加熱的效率不及直接采用電加熱來(lái)的快速。其三，通過(guò)電加熱的形式使材料相變蓄熱，將高品位的電能轉(zhuǎn)化成低品位的熱能，造成了能源的浪費(fèi)。而本發(fā)明利用了太陽(yáng)能這種清潔可再生能源代替了傳統(tǒng)的電能，通過(guò)設(shè)計(jì)特定的換熱結(jié)構(gòu)，使相變材料均勻地相變吸熱放熱，有效地避免相變材料放熱凝固，進(jìn)而阻礙其余相變材料放熱的現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的基本思路是:通過(guò)將相變材料封裝在蓄熱管中，再配合與內(nèi)外筒體相連的肋片，一方面，加大蓄熱管的換熱面積，讓相變蓄熱材料換熱充分，均勻相變吸熱；另一方面，避免相變材料放熱過(guò)程中發(fā)生冷凝不均勻，而造成凝固阻礙其余相變材料放熱的現(xiàn)象。換熱箱中熱流體采用上進(jìn)下出，均勻沖刷蓄熱管內(nèi)筒內(nèi)壁面，熱量通過(guò)壁面?zhèn)鬟f給夾在內(nèi)筒和外筒之間的相變材料，相變材料吸收足夠的熱量融化為液態(tài)，繼續(xù)吸收潛熱并蓄存潛熱。當(dāng)另外的時(shí)間需要取用熱量時(shí)，可使同一斷面上外筒壁面的冷流體橫向流動(dòng)沖刷外壁面，靠近外筒外壁面的液體持續(xù)放熱并慢慢凝固，雖然凝固的相變材料的熱阻值較高，相變材料的熱量仍然可以通過(guò)連接內(nèi)筒和外筒的肋片傳熱，肋片傳熱很好的克服了固體相變材料熱阻大影響傳熱的問(wèn)題，極大的提高了相變蓄熱換熱箱的換熱效率。
[0005]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種立式蓄熱換熱箱，其特征在于該換熱箱包括:由內(nèi)筒體、外筒體通過(guò)肋片相連組成蓄熱管中填有相變材料，上蓋板和下蓋板的開(kāi)孔與蓄熱管的內(nèi)筒體聯(lián)結(jié)，由上蓋板、上頂蓋與外立壁面形成的上熱流體空間與由下蓋板、下底板與外立壁面形成的下熱流體空間通過(guò)中空的內(nèi)筒體上下相通;冷流體入口與冷流體出口之間設(shè)有有帶有條形孔的均流板a、冷流體空間、有帶有條形孔的均流板a、左右相通;冷流體空間由均流板a、均流板b、上蓋板、下蓋板、前后兩面外立壁面圍合而成，內(nèi)部有豎直安裝的蓄熱管;其中:A、上熱流體空間與下熱流體空間通過(guò)蓄熱管的中空內(nèi)筒體上下連通;B、上熱流體空間與熱流體入口相通，下熱流體空間與熱流體出口相通;C、冷流體空間與泄水口、安全放氣閥連通。
[0006]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:利用清潔可再生太陽(yáng)能進(jìn)行蓄熱，提高太陽(yáng)能熱利用率，綠色環(huán)保；同時(shí)利用相變材料相變蓄熱代替?zhèn)鹘y(tǒng)水蓄熱，大大縮小換熱箱體積，提高房間面積利用率，再加上換熱箱特定的蓄熱管結(jié)構(gòu)，使相變材料快速均勻地相變吸放熱，有效避免了相變材料放熱凝固阻礙其他相變材料放熱的現(xiàn)象。使用該蓄熱換熱箱不受地域限制，換熱效率高，安全性能好，具有實(shí)用性和推廣性。
【附圖說(shuō)明】
[0007]本說(shuō)明書(shū)包括6幅附圖:圖1是蓄熱箱斷面圖，圖2是蓄熱箱A-A斷面圖，圖3是蓄熱箱B-B斷面圖，圖4是蓄熱箱C-C斷面圖，圖5是蓄熱箱D-D斷面圖，圖6是蓄熱箱的軸測(cè)圖。圖中:1、上頂蓋，2、下底板，3、外立壁面，4、上蓋板，5、下蓋板，6、擋流板，7、蓄熱管，8、內(nèi)筒體，
9、外筒體，10、肋片，11、相變材料，12、泄水口，13、均流孔板a，14、均流孔板b，15、條形孔，16、冷流體入口，17、冷流體出口，18、熱流體入口，19、熱流體出口，20、安全放氣閥，21、上熱流體空間，22、下熱流體空間，23、冷流體空間。
【具體實(shí)施方式】
[0008]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步進(jìn)行描述，如圖所示，一種立式蓄熱換熱箱，其特征在于該換熱箱包括:由內(nèi)筒體8、外筒體9通過(guò)肋片10相連組成蓄熱管7中填有相變材料11，上蓋板4和下蓋板5的開(kāi)孔與蓄熱管7的內(nèi)筒體8聯(lián)結(jié)，由上蓋板4、上頂蓋I與外立壁面3形成的上熱流體空間21與由下蓋板5、下底板2與外立壁面3形成的下熱流體空間22通過(guò)中空的內(nèi)筒體8上下相通;冷流體入口 16與冷流體出口 17之間設(shè)有有帶有條形孔15的均流板a 13、冷流體空間23、有帶有條形孔15的均流板a 13、左右相通;冷流體空間23由均流板al3、均流板bl4、上蓋板4、下蓋板5、前后兩面外立壁面3圍合而成，內(nèi)部有豎直安裝的蓄熱管7;其中:A、上熱流體空間21與下熱流體空間22通過(guò)蓄熱管7的中空內(nèi)筒體8上下連通；
B、上熱流體空間21與熱流體入口 18相通，下熱流體空間22與熱流體出口 19相通;C、冷流體空間23與泄水口 12、安全放氣閥20連通。
[0009]以上示意性的對(duì)本實(shí)用新型及其實(shí)施方式進(jìn)行了描述，該描述沒(méi)有限制性，附圖中所示的也只是本實(shí)用新型的實(shí)施方式之一，實(shí)際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實(shí)施例，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種立式蓄熱換熱箱，其特征在于該換熱箱包括: 由內(nèi)筒體(8)、外筒體(9)通過(guò)肋片(10)相連組成蓄熱管(7)中填有相變材料(11)，上蓋板(4)和下蓋板(5)的開(kāi)孔與蓄熱管(7)的內(nèi)筒體(8)聯(lián)結(jié)，由上蓋板(4)、上頂蓋(I)與外立壁面(3)形成的上熱流體空間(21)與由下蓋板(5)、下底板(2)與外立壁面(3)形成的下熱流體空間(22)通過(guò)中空的內(nèi)筒體(8)上下相通； 冷流體入口( 16 )與冷流體出口( 17 )之間設(shè)有有帶有條形孔(15 )的均流板a (13 )、冷流體空間(23)、有帶有條形孔(15)的均流板a( 13)、左右相通； 冷流體空間(23)由均流板a(13)、均流板b(14)、上蓋板(4)、下蓋板(5)、前后兩面外立壁面(3)圍合而成，內(nèi)部有豎直安裝的蓄熱管(7); 其中: A、上熱流體空間(21)與下熱流體空間(22)通過(guò)蓄熱管(7)的中空內(nèi)筒體(8)上下連通； B、上熱流體空間(21)與熱流體入口(18 )相通，下熱流體空間(22 )與熱流體出口( 19)相通； C、冷流體空間(23)與泄水口( 12 )、安全放氣閥(20 )連通。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種立式蓄熱換熱箱，其特征在于該換熱箱包括：由內(nèi)筒體、外筒體通過(guò)肋片相連組成蓄熱管中填有相變材料，上蓋板和下蓋板的開(kāi)孔與蓄熱管的內(nèi)筒體聯(lián)結(jié)，由上蓋板、上頂蓋與外立壁面形成的上熱流體空間與由下蓋板、下底板與外立壁面形成的下熱流體空間通過(guò)中空的內(nèi)筒體上下相通；冷流體入口與冷流體出口之間設(shè)有有帶有條形孔的均流板、冷流體空間、有帶有條形孔的均流板a、左右相通；冷流體空間由均流板a、均流板b、上蓋板、下蓋板、前后兩面外立壁面圍合而成，內(nèi)部有豎直安裝的蓄熱管。
【IPC分類(lèi)】F24J2/34
【公開(kāi)號(hào)】CN205261952
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521093307
【發(fā)明人】劉 東, 韓如冰, 卿玉濤
【申請(qǐng)人】西南科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年5月25日
【申請(qǐng)日】2015年12月25日