一种卧式蓄热箱制造技术

该蓄热箱由箱体、金属隔板、相变材料组成，若干金属隔板之间以及金属隔板与箱体之间的空隙全部填满相变材料，冷流体管道和热流体管道均水平穿过金属隔板，蛇形连接并交叉贯穿所有的金属隔板。金属隔板与冷流体管道和热流体管道壁面完全接触。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种综合太阳能、相变技术的卧式蓄热换热箱，属于传热传质领域的专利技术创造。
技术介绍
我国是一个能源消耗的大国，占世界总能耗1/4，因此，节约能源刻不容缓。太阳能无疑是目前地球上可以开发的最大可再生能源。根据对到达地球上的太阳辐射能量进行转化形式的不同，太阳能的利用可以分为光热和光伏两大类别。就光热利用而言，广泛应用在太阳能热水器以及太阳能采暖系统中，由于太阳能的间歇性和不稳定性，其利用受到一定限制，但是，如果能采用蓄热的方式将白天的太阳能热量储存起来，可以实现灵活利用，从而提高放热的热稳定性。蓄热箱蓄热性能的好坏，直接关系到太阳能热利用效率。因此，如何提升蓄热箱的蓄热能力，是当下太阳能热利用的主要研究方向。但现有的蓄热箱普遍存在以下问题，如蓄热箱体积大、换热效率低、受蓄热材料性质约束等。中国专利CN201410403676.5公开了一种高效绝热的相变储热系统，该相变储热系统包括外壳、绝热材料、内壳、相变材料、换热器及顶盖。在容器课内中心装有换热器，在容器壳内和换热器之间装有相变材料，在容器外壳和内壳之间填满绝热材料。虽然其结构设计具有较好的隔热保温性能，但其内部的换热器与相变材料接触面积小，不能解决当相变材料放热时，首先变成固体，使得导热热阻增大，无法有效利用相变材料中蓄存的热量。热阻是无法解决的问题。而本技术，恰恰解决了这个问题。当相变材料放热变成固体后，热阻增大，但是，此时具有良好导热性能的金属隔板起到了很好的导热作用，大大抵消了热阻的影响。中国专利CN201510296852.4公开了一种相变储能热水器，包括换热器外壳，换热器外壳内有保温材料层，所述保温材料层内是内胆，所述内胆包括内胆外壳，所述内胆内填充有相变材料，相变材料的填充体积占内胆体积的80％-98％，在所述相变材料中埋设有换热盘管，在所述相变材料中均匀分布设置电加热机构，利用电加热是使相变材料相变蓄热，随后将热量加以利用。但设计存在以下不足：其一，相变材料相变放热给冷水时，会出现冷凝不均匀的现象，其冷水管旁的相变材料先冷凝放热，进而凝固阻碍其余相变材料放热，导致蓄热量利用不充分；其二，换热时间长，升温过程慢，相变材料先进行蓄热后再对其冷水进行加热，而相变材料相变潜热较大，蓄热时间长，因而对水加热的效率不及直接采用电加热来的快速。其三，通过电加热的形式使材料相变蓄热，将高品位的电能转化成低品位的热能，造成了能源的浪费。而本技术利用了太阳能这种清洁可再生能源代替了传统的电能，通过设计特定的换热结构，使相变材料均匀地相变吸热放热，有效地避免相变材料放热凝固，进而阻碍其余相变材料放热的现象。
技术实现思路
本技术涉及一种综合太阳能、相变技术的卧式蓄热箱，属于传热传质领域的专利技术创造。其目的是解决现有蓄热箱换热体积大、相变材料凝固形成热阻、换热效率低等问题。本技术的基本思路是：一方面，热流体不断地循环流动，使相变材料不断相变并将热量蓄积其中；另一方面，冷流体不断地循环流动，使相变材料相变放热，并不断将热量带走，实现换热。相变传热最大的问题是放热时会首先凝固在冷流体管外侧，成为热阻，影响放热，本技术利用金属隔板，增大有效换热面积，同时，金属板既起到支撑管道的作用，又起到传热的作用。除此之外，隔板之间的间距很小，使得相变材料凝结层变薄，利于传热。本技术采用的技术方案是：一种卧式蓄热箱，其特征在于该蓄热箱由箱体、金属隔板、相变材料组成，若干金属隔板之间以及金属隔板与箱体之间的空隙全部填满相变材料，冷流体管道和热流体管道均水平穿过金属隔板，蛇形连接并交叉贯穿所有的金属隔板。金属隔板与冷流体管道和热流体管道壁面完全接触。本技术的优点是：该蓄热箱解决相变放热时凝固在冷流体管外侧形成热阻，进而影响放热的问题。利用紧密的金属隔板，既起到支撑管道的作用，又起到传热的作用，同时减少相变材料凝结层厚度，利于传热。该蓄热箱应用领域广，化工、传热、医疗等设备均可使用，具有实用性和推广性。附图说明本说明书包括4幅附图：图1是卧式蓄热箱的轴测图，图2是卧式蓄热箱水平断面图，图3是卧式蓄热箱的A-A剖面图，图4是卧式蓄热箱的B-B剖面图。图中：1、箱体，2、金属隔板，3、相变材料，4、冷流体管，5、热流体管，6、冷流体入口，7、冷流体出口，8、热流体入口，9、热流体出口。具体实施方式以下结合附图，对本技术做进一步的描述。如图所示，一种卧式蓄热箱，其特征在于该蓄热箱由箱体1、金属隔板2、相变材料3组成，若干金属隔板2之间以及金属隔板2与箱体1之间的空隙全部填满相变材料3，冷流体管道4和热流体管道5均水平穿过金属隔板2，蛇形连接并交叉贯穿所有的金属隔板2。金属隔板2与冷流体管道4和热流体管道5壁面完全接触。相变材料在液态状态下灌注进箱体，再封装。相变材料的种类和质量和冷流体管道和热流体管道之间的间距需要根据实际换热量进行计算而得。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种卧式蓄热箱，其特征在于该蓄热箱由箱体（1）、金属隔板（2）、相变材料（3）组成，若干金属隔板（2）之间以及金属隔板（2）与箱体（1）之间的空隙全部填满相变材料（3），冷流体管道（4）和热流体管道（5）均水平穿过金属隔板（2），蛇形连接并交叉贯穿所有的金属隔板（2）。

【技术特征摘要】
1.一种卧式蓄热箱，其特征在于该蓄热箱由箱体（1）、金属隔板（2）、相变材料（3）组成，若干金属隔板（2）之间以及金属隔板（2）与箱体（1）之间的空隙全部填满相变材料（3），冷流体管道（4）和热流体管道（...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩如冰，刘东，卿玉涛，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：新型
国别省市：四川;51