一種平板微熱管相變蓄放熱系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱量高效存儲(chǔ)、釋放與交換系統(tǒng)，具體的涉及一種高效相變蓄能系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]21世紀(jì)的今天，能源的利用和開發(fā)成為了全球的熱點(diǎn)，能源的充分利用儼然成為各行各業(yè)致力研究的方向。節(jié)能和提高能源的利用率是目前最為熱門的話題。為減少碳的排放、保護(hù)環(huán)境，提高能源利用率已成為當(dāng)今國際社會(huì)需要解決的重要課題，其中蓄能技術(shù)的開發(fā)與利用又是提高能源利用率的關(guān)鍵手段，主要應(yīng)用于太陽能熱儲(chǔ)存、電力“移峰填谷”、工業(yè)廢熱和余熱的回收等領(lǐng)域。
[0003]相變蓄熱以其蓄熱密度大、溫度變化小、容易控制等優(yōu)點(diǎn)，日益成為合理利用能源、提高能源利用率、減小環(huán)境污染的首要選擇。相變材料與蓄熱裝置結(jié)構(gòu)是目前蓄熱技術(shù)研究的兩個(gè)主要方面，只有將兩方面有機(jī)的結(jié)合才能達(dá)到理想的蓄熱效果。蓄熱系統(tǒng)中，蓄熱裝置結(jié)構(gòu)是相變儲(chǔ)能技術(shù)的骨架，目前絕大多數(shù)的蓄熱裝置主要以盤管為主要換熱結(jié)構(gòu)，不但體積大、阻力大、成本高，同時(shí)對換熱器換熱性能的提高也不是很明顯，所以優(yōu)化蓄熱裝置的結(jié)構(gòu)是本領(lǐng)域一直在嘗試和探索的方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種平板微熱管相變蓄熱系統(tǒng)，它能有效地解決現(xiàn)有盤管式換熱器改造的蓄熱裝置體積大、管路阻力大、制造成本高、蓄放熱效果不理想、難以在產(chǎn)業(yè)上推廣應(yīng)用的問題，同時(shí)也能解決建設(shè)大型太陽能蓄熱、供熱設(shè)施需要占用龐大地面空間的問題。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]1、一種平板微熱管相變蓄熱系統(tǒng)，其特征在于包括平板微熱管蓄熱裝置、第一四通閥、換熱器、第二四通閥及管路，
[0007]其中所述蓄熱裝置內(nèi)包括換熱平板，所述換熱平板內(nèi)部排列有若干微型熱管，熱管內(nèi)部包括換熱工質(zhì)，換熱平板上端為取熱端、下端為加熱端，取熱端與放熱管貼合，加熱端與充熱管貼合，至少所述換熱平板由蓄熱箱體所包裹，蓄熱箱體內(nèi)部空隙處填充蓄熱材料，
[0008]所述換熱器連接第一四通閥的第一輸入管路進(jìn)入第一四通閥后分成兩路，分別與蓄熱裝置的放熱管和充熱管連通并返回第一四通閥，且均再連通第一四通閥通往換熱器的第一輸出管路，其中與放熱管連通的管路形成系統(tǒng)放熱環(huán)路，與充熱管連通的管路形成系統(tǒng)充熱環(huán)路；
[0009]所述換熱器連接第二四通閥的第二輸出管路進(jìn)入第二四通閥后分成兩路，分別與用戶側(cè)和熱源連通并返回第二四通閥，且均再連通第二四通閥通往換熱器的第二輸入管路，其中與用戶側(cè)連通的管路形成用戶側(cè)放熱環(huán)路，與熱源連通的管路形成熱源充熱環(huán)路。
[0010]2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述蓄熱材料包括石蠟。
[0011]3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于所述石蠟中還含有銅納米粉。
[0012]4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述微型熱管的孔徑在0.3?2.5mm之間。
[0013]5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述換熱平板板面上貼合散熱翅片。
[0014]6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于所述散熱翅片為鋁制板材擠壓成型的翅片，翅高為25mm?32mm,翅厚為0.8?1.2mm,翅間間距為5?7mm。
[0015]7、根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于在所述換熱平板的加熱端與充熱管相互接觸的表面、所述換熱平板的取熱端與放熱管相互接觸的表面和/或所述換熱平板與散熱翅片相互接觸的表面涂覆導(dǎo)熱硅脂。
[0016]8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述放熱管與充熱管均為鋁材擠壓成型的異形管，所述異型管一側(cè)為與換熱平板貼合的平面。
[0017]9、根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述換熱器與第一四通閥連通的輸入管路包括膨脹水箱和循環(huán)泵。
[0018]10、根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述換熱平板為3-5組，每組所述換熱平板內(nèi)包括6-12只微型熱管。
[0019]本發(fā)明的系統(tǒng)為封閉系統(tǒng)，其充放熱均通過換熱器與外界進(jìn)行熱量交換，當(dāng)熱源(工廠廢熱、太陽能等)有多余熱量產(chǎn)生而用戶消耗不完時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入蓄熱階段，熱源通過熱源充熱環(huán)路將熱量傳給換熱器，然后換熱器再通過系統(tǒng)放熱環(huán)路將熱量供給蓄熱裝置，從而使熱量儲(chǔ)存起來；當(dāng)外界熱源不能滿足用戶需求時(shí)(比如太陽能系統(tǒng)夜間需要熱量時(shí))，系統(tǒng)進(jìn)入放熱階段，熱量通過系統(tǒng)放熱環(huán)路將熱量傳至換熱器，然后將熱量通過用戶側(cè)放熱環(huán)路輸送給用戶側(cè)，從而使得用戶側(cè)溫度升高滿足加熱需要。各環(huán)路工作的開啟和關(guān)閉通過各四通閥結(jié)合實(shí)際需求控制。本發(fā)明將一種新型平板微熱管相變蓄熱裝置作為主要的蓄熱核心元件，利用一套簡單的環(huán)路從而實(shí)現(xiàn)了對廢熱及太陽能等間斷性熱源進(jìn)行熱量儲(chǔ)存，并對儲(chǔ)存的熱量在需要利用時(shí)進(jìn)行快速釋放，從而達(dá)到熱量的儲(chǔ)存和釋放。本發(fā)明在蓄熱和取熱過程中，通過換熱器與外界進(jìn)行熱量交換，將外界熱源和系統(tǒng)本身分隔開，因此對外界熱源形式?jīng)]有特別的要求，傳熱流體可以是多種形式的，這樣的話使用范圍更加的廣泛。
[0020]本發(fā)明利用新型平板微熱管相變蓄熱裝置作為相變蓄熱系統(tǒng)的傳熱核心部件，并通過增加換熱器和包括四通閥的充放熱環(huán)路，將系統(tǒng)內(nèi)部充放熱循環(huán)與外界用戶和熱源循環(huán)分隔開，利用換熱器完成兩者間的熱量儲(chǔ)存和釋放，在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和換熱過程上改善了換蓄熱系統(tǒng)的換熱傳熱方式，從而使得系統(tǒng)傳熱蓄熱效能提高且能夠以不同形式組合利用，滿足不同形式對熱量的高效儲(chǔ)存和利用。
[0021]本發(fā)明可方便地實(shí)現(xiàn)蓄熱和放熱的分階段控制，充放熱過程中換熱流體流動(dòng)順暢，所受阻力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于盤管換熱器中換熱流體所受的阻力，同時(shí)本發(fā)明形成的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，蓄熱密度大、整體溫度均勻、操作控制方便，不僅如此，本發(fā)明的產(chǎn)品還可方便地進(jìn)行串聯(lián)、并聯(lián)組裝，從而形成各種規(guī)模的蓄熱集成產(chǎn)品。
[0022]本發(fā)明在蓄熱裝置內(nèi)將微型熱管作為傳熱導(dǎo)體，代替常規(guī)的盤管式換熱，較普通的盤管式蓄熱換熱器相比，結(jié)構(gòu)上比較簡單，滿足同等換熱量下的費(fèi)用也大大降低，使得裝置更加緊湊，且在采用有微熱管組成的換熱平板作為傳熱核心部件、采用石蠟作為相變蓄熱材料后，蓄、放熱效率達(dá)到96%左右。在采用納米技術(shù)對相變蓄熱材料石蠟進(jìn)行改性后，蓄、放熱性能進(jìn)一步得到保證；本發(fā)明采用散熱翅片后，換熱面積大幅增大，換熱效果得到增強(qiáng)；本發(fā)明在所述換熱平板的加熱端與充熱管相互接觸的表面、換熱平板的取熱端與放熱管相互接觸的表面、換熱平板與散熱翅片相互接觸的表面分別涂覆導(dǎo)熱硅脂后，換熱效果進(jìn)一步得到保證。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明蓄熱系統(tǒng)的實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2是實(shí)施例的蓄熱裝置的正視圖；
[0025]圖3是實(shí)施例的換熱平板立體示意圖；
[0026]圖4是實(shí)施例的蓄熱裝置內(nèi)部熱管工作原理圖；
[0027]圖5是實(shí)施例的蓄熱裝置內(nèi)的翅片立體圖；
[0028]圖6是實(shí)施例的蓄熱裝置內(nèi)的異型管立體圖。
[0029]圖中附圖標(biāo)記列示如下:
[0030]1-蓄熱裝置，2-第一四通閥，3-換熱器，4-第二四通閥，5-第一輸入管路，6_第一輸出管路，7-第二輸出管路，8-第二輸入管路，9-用戶側(cè)，10-熱源，11-膨脹水箱，12-循環(huán)泵，13-放熱管，14-充熱管，15-換熱平