專利名稱：：整體針翅管式相變蓄熱、換熱器的制作方法
技術領域：
：本實用新型屬于蓄熱/換熱器，具體地講，是一種適用于太陽能熱利用和工業(yè)過程中的針翅管類相變蓄熱/換熱器。技術背景相變蓄熱由于蓄能密度高、蓄熱溫差變化小等優(yōu)點而得到廣泛使用。常用相變蓄熱\換熱器結構隨應用范圍的不同而不同。目前，包覆換熱管的相變材料容器可采用兩種結構形式:(1)同心套管形式。套管的環(huán)形空間由徑向翅片分隔，每個翅片上開兩個孔。制造時先將翅片焊在內管上，再套上外套管，從端部充灌相變蓄熱材料(PCM)后密封。翅片既能強化傳熱，又能改善空穴分布，防止出現(xiàn)熱松脫。(2)單個獨立的相變材料容器。每個小容器分別套裝在工質導管上，容器與導管的交界面用釬焊連接以減少接觸熱阻。這種蓄熱/換熱器加工工藝復雜、結構的熱穩(wěn)定性差、蓄熱換熱效率低，必須改善蓄熱介質的熱傳導性能、提高結構穩(wěn)定性、降低加工制造成本，才能達到實用的目的。至今為止，提出了很多相變蓄熱材料強化傳熱的方法。常用的方法有相變蓄熱材料內添加金屬、翅片管和翅片板、添加鋁屑或鋁片等，還有一種方法是將相變蓄熱材料灌注在金屬多孔層中以增大介質中的熱傳導性能。最近幾年，有研究者提出在石墨多孔材料內充灌相變蓄熱材料來強化傳熱。最近也有采用微膠囊相變蓄熱材料制備蓄熱換熱器的技術，其主要目的是增大換熱面積。這兩種蓄熱換熱方式雖然都能較大提高蓄熱換熱性能，但較高的初投資成本限制了其推廣應用。此外，這些現(xiàn)有的換熱管在加工或是換熱方面都有一定的缺陷如繞簧有間隙，擠肋有限，疊片有間隙又廢料等，上述元件還有間接傳熱的缺陷。另外，當出現(xiàn)負荷變化或是供應熱量變化時，這些設備都無法做出相應的調整，不能起到很好的緩沖調節(jié)和保護作用，造成能源的浪費并影響相關設備的壽命。如對于具有間斷性特征的太陽能，不能保證連續(xù)穩(wěn)定的供能，對于調峰電站，不能優(yōu)化能源的使用。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種既能解決能源的間斷性、獲得穩(wěn)定的供能，又能大大擴大傳熱面積、獲得高強度傳熱效果的帶相變蓄熱材料的整體針翅管式的蓄熱、換熱器。本實用新型的具體技術方案設計一種整體針翅管式相變蓄熱、換熱器，在外殼內裝有針翅管，其要點是在外殼與針翅管之間填充有相變蓄熱材料，所述針翅管上的針翅片通過切削整體加工制成，該針翅片按旋向一致的三維螺旋形分布在基管表面，所述針翅片與基管切線夾角為60。90°，針翅片高度為510mm，具有10倍左右的擴展表面比。所述外殼為圓筒管，在該圓筒管內裝有一個針翅管，該圓筒管與所述針翅管的基管同心，并通過過盈配合對相變蓄熱材料進行封裝。所述外殼為由蓋板、底板、左側板、右側板、前端板、后端板組成的矩形箱結構，在該矩形箱內按矩陣形排列有針翅管，所述針翅管的基管兩頭安裝在前、后端板上，該前、后端板與蓋板、底板、左側板、右側板一并對相變蓄熱材料進行封裝。本實用新型所述的相變蓄熱材料可以是高密度聚乙烯或RT110石蠟或赤藻糖醇等，具體材料及熱物性參數(shù)詳見表1表1部分中溫相變蓄熱材料及熱物性參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>采用上述方案，可根據(jù)具體的應用要求設計不同的相變蓄熱材料，通過對換熱管翅片尺寸的優(yōu)化，可使整個換熱器在各種工況下達到最優(yōu)狀態(tài)。本實用新型采用了相變蓄熱材料，很好地解決了太陽能或其它工業(yè)用能的間斷性，保證了供能的連續(xù)性要求，避免了相關熱力設備的過熱，能夠起到很好的保護效果。另外，三維整體翅片在管上布置較密，高度可達510mm左右，因而大大擴大了傳熱面積，具有10倍左右的擴展表面比，很好的解決了相變材料的傳熱問題，起到了很好的強化傳熱效果。并且由于針翅片是通過對基管切削加工制成，因此不存在任何接觸熱阻，翅肋效率高。此外，整體針翅管加工制造方便、成本低廉。圖1是本實用新型的第一種實施例的主視圖2是圖1的A—A剖視圖3是本實用新型第二種實施例的主視圖4是圖3的左視圖；圖5是圖3內部結構示意圖6是圖4中針翅管1的截面圖。具體實施方式實施例l:請參見圖l、圖2，該實施例所述整體針翅管式相變蓄熱、換熱器，由外殼、針翅管和相變蓄熱材料2組成，其中在外殼內裝有針翅管，在外殼與針翅管之間填充有相變蓄熱材料2。所述外殼為圓筒管4，在該圓筒管4內裝有一個針翅管，該圓筒管4與所述針翅管的基管1同心，并通過過盈配合對相變蓄熱材料2進行封裝。所述針翅管上的針翅片3通過切削整體加工制成，該針翅片3按旋向一致的三維螺旋形分布在基管1表面，所述針翅片3與基管1切線夾角為60。90°，針翅片3高度為5lOmiii，針翅片3與基管1表面面積之間具有10倍左右的擴展表面比。實施例2:請參見圖3、圖4、圖5、圖6，該實施例所述整體針翅管式相變蓄熱、換熱器，由外殼、針翅管和相變蓄熱材料2組成，其中在外殼內裝有針翅管，在外殼與針翅管之間填充有相變蓄熱材料2。所述外殼為由蓋板5、底板6、左側板8、右側板7、前端板9、后端板10組成的矩形箱結構，在該矩形箱內按矩陣形排列有針翅管，所裝針翅管的個數(shù)可按熱傳遞需要來定。所述針翅管的基管1兩頭安裝在前、后端板9、10上，該前、后端板9、10與蓋板5、底板6、左側板8、右側板7—并對相變蓄熱材料2進行封裝。所述針翅管上的針翅片3通過切削整體加工制成，該針翅片3按旋向一致的三維螺旋形分布在基管1表面，所述針翅片3與基管1切線夾角為60。90°，針翅片3高度為510mm，具有10倍左右的擴展表面比。權利要求1.一種整體針翅管式相變蓄熱、換熱器，在外殼內裝有針翅管，其特征在于在外殼與針翅管之間填充有相變蓄熱材料(2)，所述針翅管上的針翅片(3)通過切削整體加工制成，該針翅片(3)按旋向一致的三維螺旋形分布在基管(1)表面，所述針翅片(3)與基管(1)切線夾角為60°～90°，針翅片(3)高度為5～10mm。2.根據(jù)權利要求1所述的整體針翅管式相變蓄熱、換熱器，其特征在于所述外殼為圓筒管(4)，在該圓筒管(4)內裝有一個針翅管，該圓筒管(4)與所述針翅管的基管(1)同心，并通過過盈配合對相變蓄熱材料(2)進行封裝。3.根據(jù)權利要求1所述的整體針翅管式相變蓄熱、換熱器，其特征在于所述外殼為由蓋板(5)、底板(6)、左側板(8)、右側板(7)、前端板(9)、后端板(10)組成的矩形箱結構，在該矩形箱內按矩陣形排列有針翅管，所述針翅管的基管(1)兩頭安裝在前、后端板(9、10)上，該前、后端板(9、10)與蓋板(5)、底板(6)、左側板(8)、右側板(7)一并對相變蓄熱材料(2)進行封裝。專利摘要本實用新型是一種整體針翅管式相變蓄熱、換熱器，在外殼內裝有針翅管(1)，其特征在于在外殼與針翅管(1)之間填充有相變蓄熱材料(2)，所述針翅管(1)上的針翅片通過切削整體加工制成，該針翅片(1a)按旋向一致的三維螺旋形分布在基管(1b)表面，所述針翅片(1a)與基管(1b)切線夾角為60°～90°，針翅片(1a)高度為5～10mm。所述外殼可以是圓筒管，也可以是矩形箱。在外殼內可以裝一個針翅管(1)，也可以裝數(shù)個針翅管(1)。該實用新型結構簡單，既能解決能源的間斷性、獲得穩(wěn)定的供能，又能大大擴大傳熱面積、獲得高強度傳熱效果。針翅片與基管間不存在任何接觸熱阻，翅肋效率高。文檔編號F28F1/36GK201110732SQ20072018801公開日2008年9月3日申請日期2007年10月19日優(yōu)先權日2007年10月19日發(fā)明者崔文智,李隆鍵申請人:重慶大學