專利名稱：一種中低溫蓄熱單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種適用于中低溫蓄熱單元，特別是涉及一種提高蓄熱釋熱效率的中低溫蓄熱單元。
背景技術(shù)：
隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展，對能源需求越來越大，蓄熱技術(shù)在工業(yè)廢熱回收、供暖、建筑節(jié)能、太陽能熱利用等領(lǐng)域廣泛運用。目前蓄熱主要有三種方式顯熱方式蓄熱、潛熱方式蓄熱及化學(xué)反應(yīng)方式蓄熱。其中利用相變復(fù)合材料從環(huán)境吸收熱(冷)量或者向環(huán)境放出熱(冷)量，從而達到能量的儲存和釋放的目的。這種利用潛熱方式的蓄熱具有相變溫度近似恒溫、容易控制、可以重復(fù)利用等獨特優(yōu)點，使其在民用、工業(yè)領(lǐng)域的實際運行上具有廣闊的前景。目前國內(nèi)現(xiàn)有的蓄熱系統(tǒng)在現(xiàn)實運用中，蓄熱換熱器結(jié)構(gòu)主要采用蛇形或者螺旋形外加直翅片，且換熱管的引入方式不良使得換熱效率低下。這樣的蓄熱系統(tǒng)普遍存在，工質(zhì)與蓄熱體換熱面積有限，換熱效率低的情況。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型就是為了解決上述的問題，改變換熱器結(jié)構(gòu)，提高換熱效率的一種中低溫高效蓄熱單元。—種中低溫蓄熱單兀，包括蓄熱體殼體I，設(shè)置在殼體內(nèi)的換熱管15、16和相變蓄熱材料17，其特征在于所述的換熱管包括回型蓄熱換熱管15，載熱工質(zhì)從熱源入口 6進入蓄熱體11，把熱量儲存在相變蓄熱材料中；所述的換熱管還包括回型釋熱換熱管16，釋熱工質(zhì)經(jīng)冷源從冷源入口 4進入蓄熱體11，吸收相變蓄熱材料的潛熱和顯熱，帶著熱量排出冷源出口 3 ;所述的回型釋熱換熱管和回型蓄熱換熱管彼此獨立設(shè)置。所述的換熱管包括直銅管13和套在銅管外面的波紋翅片5。所述的換熱管包括U形彎頭14焊接在直銅管兩端，所述的U型彎頭組成兩套獨立換熱管回形結(jié)構(gòu)通路。所述的波紋翅片5伸向相變材料側(cè)向外延伸，該翅片徑向方向呈45度角前后彎折。所述的波紋翅片5浸入在相變蓄熱材料中，該相變材料的相變溫度是50-60°C。所述的回型蓄熱換熱管的熱源入口 6設(shè)置在所述中低溫蓄熱單元的中心位置，載熱工質(zhì)從熱源入口 6進入蓄熱體11，把熱量儲存在相變蓄熱材料中。所述的回型釋熱換熱管的冷源出口 3設(shè)置在所述中低溫蓄熱單元的中心位置，釋熱工質(zhì)從冷源入口 4進入蓄熱體11，吸收相變蓄熱材料的潛熱和顯熱，帶著熱量排出冷源出口 3。所述的外殼設(shè)置有測溫套筒10，放置溫度傳感器。本實用新型采用太陽能、工業(yè)余熱能源為主要熱源，一方面可以有效的利用高溫工業(yè)廢氣中的能量進行儲存，另一方面，儲存之后的能源，通過另外一套盤管釋放能源供用戶所用。熱源從中間開始向周圍散熱，有效提高傳熱效率和保溫效果，同時兼顧蓄熱和釋熱的。

圖1為本實用新型一種中低溫蓄熱單元主剖視圖；圖2為本實用新型一種中低溫蓄熱單元A-A剖視圖；圖3為本實用新型一種中低溫蓄熱單元蓄熱體外觀右視圖；圖4為本實用新型一種中低溫蓄熱單元內(nèi)部換熱器立體圖；圖5為本實用新型一種中低溫蓄熱單元波紋翅片與銅管連接剖視圖；圖6為本實用新型一種中低溫蓄熱單元實施方案示意系統(tǒng)圖。其中1為蓄熱殼體；2為保溫材料；3為冷源入口 ；4為冷源出口 ；5為翅片；6為熱源入口 ；7為熱源出口 ；8為相變蓄熱材料出口 ；9為相變蓄熱材料入口 ；10為測溫套筒；11為蓄熱體；12為固定套件；13為直銅管；14為U形彎頭；15為回型蓄熱換熱管；16為回型釋熱換熱管；17為相變蓄熱材料。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述。實施例如圖1至圖6所示，本實用新型提供一種中低溫蓄熱單元，包括蓄熱體殼體1，設(shè)置在殼體內(nèi)的換熱管15、16和相變蓄熱材料17,其中換熱管包括回型蓄熱換熱管15,載熱工質(zhì)從熱源入口 6進入蓄熱體11，把熱量儲存在相變蓄熱材料中；還包括回型釋熱換熱管16，釋熱工質(zhì)經(jīng)冷源從冷源入口 4進入蓄熱體11，吸收相變蓄熱材料的潛熱和顯熱，并通過冷源出口 3將熱量帶出；所述的回型釋熱換熱管和回型蓄熱換熱管彼此獨立設(shè)置。如圖5所示，殼體內(nèi)部換熱器結(jié)構(gòu)包括換熱15、16套接波紋翅片5，波紋翅片5伸向相變材料側(cè)向外延伸，該翅片徑向方向呈45度角前后彎折。波紋翅片采用該結(jié)構(gòu)可以提高換熱面積，使得在蓄熱和釋熱過程中，提高換熱效率，減少工質(zhì)循環(huán)，降低能源成本，能夠儲存較低品質(zhì)的熱能。所述的波紋翅片5還包括兩側(cè)的固定套件12為支撐波紋翅片和換熱管作用。換熱管還包括U形彎頭14焊接在直銅管13兩端。波紋翅片5浸入相變蓄熱材料中，該相變蓄熱材料的相變溫度在50-60°C之間，利用石蠟添加石墨吸收100°C以下的低品位熱源。所述的石蠟與石墨根據(jù)配比不同具有不同的相變點，本實施例中，石蠟和石墨的比例按照相變溫度為50-60°C進行配制。U形彎頭組成兩套獨立換熱管回形結(jié)構(gòu)通路，回型蓄熱換熱管的熱源入口 6設(shè)置在所述中低溫蓄熱單元的中心位置，有利于溫度較高的工質(zhì)通過中心管路將熱量由中心向周圍的相變材料傳遞，使得熱量從中間逐步擴散到外圍的蓄熱材料，在該蓄熱過程中外圍的蓄熱材料充當(dāng)保溫材料。載熱工質(zhì)從熱源入口 6進入蓄熱體11，把熱量儲存在相變蓄熱材料中；回型釋熱換熱管的冷源出口 3設(shè)置在所述中低溫蓄熱單元的中心位置，釋熱工質(zhì)從冷源入口 4進入蓄熱體11，吸收相變蓄熱材料的潛熱和顯熱，經(jīng)過冷源出口 3將熱量帶出。釋熱工質(zhì)優(yōu)先把溫度較高部分的相變蓄熱材料的熱量帶走。在蓄熱和釋熱過程中，這種回形結(jié)構(gòu)蓄熱方式可以減少熱量損失，提高蓄熱效率。蓄熱殼體外部設(shè)有保溫材料2，殼體上下分別焊接有相變蓄熱材料入口 9和相變蓄熱材料出口 8的接口。在蓄熱體外圍和中間部位放置熱電阻套筒10，供溫度采集使用。本實用新型利用工業(yè)廢熱、余熱和太陽能的能量為主要熱源，一方面可以有效的利用工業(yè)廢熱、余熱中的能量進行儲存，另一方面，儲存在相變蓄熱材料中的能量，通過另外一套盤管釋放熱能供用戶所用。通過上述兩套回型結(jié)構(gòu)換熱系統(tǒng)相對獨立的循環(huán)運行，使能量在蓄熱和釋熱過程能夠快速切換，不斷的循環(huán)利用。
權(quán)利要求1.一種中低溫蓄熱單兀，包括蓄熱體殼體(1)，設(shè)置在殼體內(nèi)的換熱管(15、16)和相變蓄熱材料(17)，其特征在于所述的換熱管包括回型蓄熱換熱管(15)，載熱工質(zhì)從熱源入口(6)進入蓄熱體(11)，把熱量儲存在相變蓄熱材料中；所述的換熱管還包括回型釋熱換熱管(16)，釋熱工質(zhì)經(jīng)冷源從冷源入口(4)進入蓄熱體(11)，吸收相變蓄熱材料的潛熱和顯熱，帶著熱量排出冷源出口(3);所述的回型釋熱換熱管和回型蓄熱換熱管彼此獨立設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中低溫蓄熱單元，其特征在于所述的換熱管包括直銅管(13)和套在銅管外面的波紋翅片(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種中低溫蓄熱單元，其特征在于所述的換熱管包括U形彎頭(14)焊接在直銅管兩端，所述的U型彎頭組成兩套獨立換熱管回形結(jié)構(gòu)通路。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種中低溫蓄熱單元，其特征在于所述的波紋翅片(5)伸向相變材料側(cè)向外延伸，該翅片徑向方向呈45度角前后彎折。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種中低溫蓄熱單元，其特征在于所述的波紋翅片(5)浸入在相變蓄熱材料中，該相變材料的相變溫度是50-60°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的一種適用于中低溫蓄熱單元，其特征在于所述的回型蓄熱換熱管的熱源入口(6)設(shè)置在所述中低溫蓄熱單元的中心位置，載熱工質(zhì)從熱源入口(6)進入蓄熱體(11)，把熱量儲存在相變蓄熱材料中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種中低溫蓄熱單元，其特征在于所述的回型釋熱換熱管的冷源出口(3)設(shè)置在所述中低溫蓄熱單元的中心位置，釋熱工質(zhì)從冷源入口(4)進入蓄熱體(11)，吸收相變蓄熱材料的潛熱和顯熱，并經(jīng)過冷源出口(3)將熱量帶出。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中低溫蓄熱單元，其特征在于所述的外殼設(shè)置有測溫套筒(10)，放置溫度傳感器。
專利摘要本實用新型涉及一種適用于中低溫蓄熱單元，特別是涉及一種提高蓄熱放熱效率的中低溫蓄熱單元。具體的為一種中低溫蓄熱單元，包括蓄熱殼體1，設(shè)置在殼體內(nèi)的換熱器15、16和相變蓄熱材料17，其特征在于所述的換熱管包括回型蓄熱換熱管15，載熱工質(zhì)從熱源入口6進入蓄熱體11，把熱量儲存在相變蓄熱材料中；所述的換熱管還包括回型放熱換熱管16，放熱工質(zhì)經(jīng)冷源從冷源入口4進入蓄熱體11，吸收相變蓄熱材料的潛熱和顯熱，帶著熱量排出冷源出口3；所述的回型蓄熱換熱管和回型放熱換熱管彼此獨立設(shè)置。采用本技術(shù)方案，可以改變換熱器結(jié)構(gòu)，提高換熱效率。
文檔編號F28D20/02GK202885621SQ20122041858
公開日2013年4月17日 申請日期2012年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月22日
發(fā)明者張信榮, 鄭秋云, 張欽真 申請人:北大工學(xué)院紹興技術(shù)研究院, 北京大學(xué)