一种旋转式相变蓄热器制造技术

本实用新型专利技术提供一种旋转式相变蓄热器，包括：外壳，呈圆筒状；换热管道，呈圆筒状，设置在外壳内且相对于外壳转动，换热管道的内腔用于容纳传热工质，换热管道与外壳之间的空腔形成用于填充相变蓄热颗粒的填充腔；以及至少一个搅拌叶片，固定设置在换热管道位于外壳内的部分的外周面上，用于搅拌相变蓄热颗粒，其中，换热管道的一端沿外壳的中心轴方向伸出外壳而形成伸出端部。由于换热管道相对于外壳转动以及换热管道的外周面上设置有搅拌叶片，在换热管道转动的作用下，搅拌叶片使填充腔内的相变蓄热材料产生强烈流动并使相变蓄热材料的温度更加均匀，提高了蓄热器的换热效率，减少了蓄热器因放置方式和位置对其换热性能的影响。

A kind of rotating phase change heat accumulator

The utility model provides a rotating phase change heat accumulator, which includes a cylindrical shell, a cylinder shaped heat exchange pipe, a cylinder in a shell, and a rotation relative to the shell. The inner cavity of the heat exchange pipe is used for holding the heat transfer working fluid, and the cavity between the heat transfer pipe and the shell is formed to fill the filling cavity filled with the phase change heat storage particles. At least one stirring blade is fixed on the outer circumferential surface of the part of the heat transfer pipe in the shell to stir the phase change heat storage particles, in which one end of the heat transfer pipeline extends the outer shell along the center axis of the shell to form the protruding end. Due to the rotation of the heat transfer pipe relative to the shell and the stirring blade on the outer surface of the heat transfer pipe, the mixing blade makes the phase change storage material in the filled cavity strong flow and even the temperature of the phase change heat storage material more uniform under the rotation of the heat exchange pipe, which improves the heat transfer efficiency of the regenerator and reduces the heat storage. The influence of placement and location of the actuator on its heat transfer performance is discussed.

【技术实现步骤摘要】
一种旋转式相变蓄热器
本技术涉及一种蓄热装置
，具体涉及一种旋转式相变蓄热器。
技术介绍
蓄热技术是一种有效解决热能需求和供给不匹配的技术，它可以有效地避免能源的浪费，提高能源的利用效率。随着相变材料的发展，将其应用在蓄能领域中的技术已日趋成熟，并且市场上已有产品进行推广。相变材料因其独特的热学属性，能够通过相变过程，吸收或者释放潜热，进行储能，因此该技术可用于设计相变蓄热装置。根据已有研究，通常情况下无机相变材料用于高温蓄热，而有机相变材料用于低温蓄热。基于相变材料的蓄热器拥有蓄热量大，装置生产简单，应用效果好等特点，但由于相变材料蓄热速率低的原因，导致蓄热性能不足。同时，由于重力作用，蓄热器放置方式和位置对蓄热器蓄热性能造成了不小的影响。在以往的研究中，只考虑改进装置的放置方式，蓄热效率虽然有所改观，但是在不同的工况下的应用仍然受限。
技术实现思路
针对上述现有技术的缺点或不足，本技术要解决的技术问题是提供一种旋转式相变蓄热器。为解决上述技术问题，本技术采用了如下技术方案：本技术提供一种旋转式相变蓄热器，用于与高温热源相连通来将高温热源的传热工质中的热能进行储存，其特征在于，包括：外壳，呈圆筒状；换热管道，呈圆筒状，设置在外壳内且相对于外壳转动，换热管道的内腔用于容纳传热工质，换热管道与外壳之间的空腔形成用于填充相变蓄热颗粒的填充腔；以及至少一个搅拌叶片，固定设置在换热管道位于外壳内的部分的外周面上，用于搅拌相变蓄热颗粒，其中，换热管道的一端沿外壳的中心轴方向伸出外壳而形成伸出端部，用于与旋转驱动部件相连接。本技术提供的旋转式相变蓄热器，还可以具有这样的特征：还包括：支撑架，用于活动支撑换热管道，其中，支撑架设置在外壳的外部且与伸出端部对应设置。本技术提供的旋转式相变蓄热器，还可以具有这样的特征：其中，搅拌叶片的横截面呈圆弧形，搅拌叶片沿换热管道的中心轴方向延伸。本技术提供的旋转式相变蓄热器，还可以具有这样的特征：其中，搅拌叶片为由钢、铝以及铜中任一种材料制成的叶片。本技术提供的旋转式相变蓄热器，还可以具有这样的特征：其中，换热管道为由钢、铝以及铜中任一种材料制成的管道。本技术提供的旋转式相变蓄热器，还可以具有这样的特征：其中，换热管道的内径为30～50mm，壁厚为0.5～1.5mm。本技术提供的旋转式相变蓄热器，还可以具有这样的特征：其中，外壳为由聚丙烯材料制成的壳。本技术提供的旋转式相变蓄热器，还可以具有这样的特征：其中，外壳的内径为70～90mm，壁厚为0.5～1.5mm。本技术提供的旋转式相变蓄热器，还可以具有这样的特征：其中，外壳的外表面还设置有保温层，用于对外壳进行保温。本技术提供的旋转式相变蓄热器，还可以具有这样的特征：其中，相变蓄热颗粒为由RT25型相变石蜡材料制成的颗粒。技术作用与效果根据本技术涉及的旋转式相变蓄热器，由于换热管道相对于外壳转动以及换热管道的外周面上设置有搅拌叶片，在换热管道转动的作用下，搅拌叶片使填充腔内的相变蓄热材料产生强烈流动，促进了传热工质对相变蓄热材料的传热，缩短了蓄热时间，提高了蓄热器的换热效率；同时，通过搅拌叶片的搅拌使相变蓄热材料的温度更加均匀，减少了蓄热器因放置方式和位置对其换热性能的影响。附图说明图1是本技术的实施例中旋转式相变蓄热器的平面结构示意图；图2是图1中沿A-A线的剖面图；图3是本技术的实施例中旋转式相变蓄热器的侧视图；图4是图3中沿B-B线的剖面图；图5是本技术的实施例中在不同转速工况下的相变蓄热颗粒的液相分数；图6是本技术的实施例中在不同转速工况下的相变蓄热颗粒的平均温度；以及图7是本技术的实施例中旋转式相变蓄热器应用于锅炉系统的示意图。具体实施方式以下将结合附图对本技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本技术的目的、特征和效果。图1是本技术的实施例中旋转式相变蓄热器的平面结构示意图；图2是图1中沿A-A线的剖面图。如图1和图2所示，本实施例中的旋转式相变蓄热器100，用于与高温热源相连通来将高温热源的传热工质中的热能进行储存，包括外壳10、换热管道20、四个搅拌叶片30、支撑架40以及旋转联动部件(图中未示出)。图3是本技术的实施例中旋转式相变蓄热器的侧视图；图4是图3中沿B-B线的剖面图。如图1至图4所示，外壳10由聚丙烯(PB)材料制成，呈圆筒状，内径为70～90mm，壁厚为0.5～1.5mm。在本实施例中，外壳10的内径为80mm，壁厚为1mm；外壳10的外表面上还设置有具有良好保温功能的保温层(图中未示出)。如图1至图4所示，换热管道20由钢、铝或者铜材料制成，呈圆筒状，内径为30～50mm，壁厚为0.5～1.5mm。在本实施例中，换热管道20的内径为40mm，壁厚为1mm。换热管道20设置在外壳10内且相对于外壳10转动，其一端沿外壳10的中心轴方向伸出外壳10而形成伸出端部，用于与旋转驱动部件相连接。换热管道20的内腔用于容纳传热工质；换热管道20与外壳10之间的空腔形成填充腔101，该填充腔101用于填充相变蓄热颗粒。在本实施例中，相变蓄热颗粒为由RT25型相变石蜡材料制成的颗粒。如图2和图3所示，搅拌叶片30用于搅拌填充在填充腔101内的相变蓄热颗粒，固定设置换热管道20位于外壳10内的部分的外周面上。搅拌叶片21沿换热管道的中心轴方向延伸。在本实施例中，搅拌叶片21由钢、铝或者铜制成，其横截面呈圆弧形。如图1、图3和图4所示，支撑架40用于活动支撑换热管道20，设置在外壳10的外部，且与换热管道20的伸出端部对应设置。图5是本技术的实施例中在不同转速工况下的相变蓄热颗粒的液相分数；图6是本技术的实施例中在不同转速工况下的相变蓄热颗粒的平均温度。旋转联动部件与换热管道20的伸出端部相连接，用于驱动换热管道20旋转。在本实施例中，换热管道20内容纳有353.15K的热水，填充腔101内的相变蓄热颗粒在不同转速的工况下的液相分数和平均温度，如图5和图6所示。图7是本技术的实施例中旋转式相变蓄热器应用于锅炉系统的示意图。如图7所示，本实施例中的旋转式相变蓄热器100与锅炉系统200相连通，用于对锅炉系统200的蒸汽进行调节，以保证锅炉的安全运行。在温控单元60的作用下，通过旋转联动部件50调节蓄热器的换热管道20进行旋转，以保证蓄热器的正常工作。速率自控单元70用于自动控制换热管道20的转速。当然，本实施例中的旋转式相变蓄热器也可用于化工、石油、冶金等领域，效率较高，较为节能环保。实施例作用与效果根据本实施例涉及的旋转式相变蓄热器，由于换热管道相对于外壳转动以及换热管道的外周面上设置有搅拌叶片，在换热管道转动的作用下，搅拌叶片使填充腔内的相变蓄热材料产生强烈流动，促进了传热工质对相变蓄热材料的传热，缩短了蓄热时间，提高了蓄热器的换热效率；同时，通过搅拌叶片的搅拌使相变蓄热材料的温度更加均匀，减少了蓄热器因放置方式和位置对其换热性能的影响。另外，由于搅拌叶片的横切面呈圆弧形且沿换热管道的中心轴方向延伸，增强了对相变蓄热材料的搅拌效果，进一步提高了蓄热器的换热效率。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋转式相变蓄热器，用于与高温热源相连通来将所述高温热源的传热工质中的热能进行储存，其特征在于，包括：外壳，呈圆筒状；换热管道，呈圆筒状，设置在所述外壳内且相对于所述外壳转动，所述换热管道的内腔用于容纳所述传热工质，所述换热管道与所述外壳之间的空腔形成用于填充相变蓄热颗粒的填充腔；以及至少一个搅拌叶片，固定设置在所述换热管道位于所述外壳内的部分的外周面上，用于搅拌所述相变蓄热颗粒，其中，所述换热管道的一端沿所述外壳的中心轴方向伸出所述外壳而形成伸出端部，用于与旋转驱动部件相连接。

【技术特征摘要】
1.一种旋转式相变蓄热器，用于与高温热源相连通来将所述高温热源的传热工质中的热能进行储存，其特征在于，包括：外壳，呈圆筒状；换热管道，呈圆筒状，设置在所述外壳内且相对于所述外壳转动，所述换热管道的内腔用于容纳所述传热工质，所述换热管道与所述外壳之间的空腔形成用于填充相变蓄热颗粒的填充腔；以及至少一个搅拌叶片，固定设置在所述换热管道位于所述外壳内的部分的外周面上，用于搅拌所述相变蓄热颗粒，其中，所述换热管道的一端沿所述外壳的中心轴方向伸出所述外壳而形成伸出端部，用于与旋转驱动部件相连接。2.根据权利要求1所述的旋转式相变蓄热器，其特征在于，还包括：支撑架，用于活动支撑所述换热管道，其中，所述支撑架设置在所述外壳的外部且与所述伸出端部对应设置。3.根据权利要求1所述的旋转式相变蓄热器，其特征在于：其中，所述搅拌叶片的横截面呈圆弧形，所述搅拌叶片沿所述换热管道的中心轴方向延伸。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵明，张峰鸣，田扬，陈跃，任书锐，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：新型
国别省市：上海,31