一种复合相变蓄冷介质的蓄冷器、系统及布置方法技术方案

本发明专利技术涉及制冷技术领域，尤其涉及一种复合相变蓄冷介质的蓄冷器、系统及布置方法，包括：壳体、内翅片空心管、上散流器和下散流器，所述上散流器设置在壳体内部的上端，上散流器的入水口穿过壳体上端的通孔，所述下散流器设置在壳体内部的下端，下散流器的入水口穿过壳体下端的通孔，所述壳体内部纵向阵列设置有若干根内翅片空心管，若干根内翅片空心管均通过水平设置的固定支架与壳体内壁连接，所述壳体的侧壁上同侧设置有第一出水口和第二出水口，第一出水口和第二出水口分别设置在壳体的上、下两端，提高了蓄冷量，导热系数高，解决了现有的采用单一相变材料的蓄冷器蓄冷量低、蓄冷率低的问题。

A regenerator, system and arrangement method for composite phase change cool storage medium

The invention relates to the refrigeration technical field, in particular to a storage, system and arrangement method of a composite phase change cold storage medium, including a shell, an inner finned hollow tube, an upper diffuser and a lower diffuser. The upper diffuser is arranged at the upper end of the shell, and the inlet of the upper diffuser passes through a through hole at the upper end of the shell. The lower diffuser is arranged at the lower end of the shell, and the water inlet of the lower diffuser passes through the through hole at the lower end of the shell. A number of hollow tubes with inner fins are arranged in the longitudinal array of the shell, and a number of hollow tubes with inner fins are connected with the inner wall of the shell through a fixed bracket arranged horizontally. The first outlet and the second outlet are respectively arranged at the upper and lower ends of the shell, which improves the cold storage capacity and high thermal conductivity, and solves the problems of low cold storage capacity and low cold storage rate of the existing condenser with single phase change material.

【技术实现步骤摘要】
一种复合相变蓄冷介质的蓄冷器、系统及布置方法
本专利技术涉及制冷
，尤其涉及一种复合相变蓄冷介质的蓄冷器、系统及布置方法。
技术介绍
近年来，随着现代化进程的不断加快和社会经济的高速腾飞，空调系统成为了城市生活中不可或缺的重要组成部分，但也使城市电力系统峰谷差急剧增加，造成了巨大的能源浪费。而蓄冷空调能够有效缩减电网容量，是国家大力推广的节能措施之一。水蓄冷和冰蓄冷是目前蓄冷空调用两种主要方法，但都无法很好的满足用户需求。水蓄冷存在着蓄冷密度小，占用空间大的问题。冰蓄冷虽然蓄冷密度大，但由于相变温度较低，会导致机组制冷系数(COP)较传统空调相比低约35％左右，并且内部结构复杂，不利于维护维修。新型的相变材料是解决上述弊端的关键。由于无机相变材料稳定性差，无法长期使用，且存在过冷度，使得蒸发温度进一步减小，降低了机组COP，所以现集中工况下的蓄冷器多采用有机相变材料，但有机相变材料相变潜热较小，导热系数低，且造价昂贵，为满足空调7℃的供水温度，在采用单一相变材料时，能够满足该相变温度的相变材料多为有机物，有机物的相变潜热小且导热性差，使得相变密度变小，即单位体积蓄冷量减小，且蓄冷速率低，影响蓄冷器的整体性能，少数符合这一相变温度的无机相变材料潜热值也很低，且相变潜热衰减性大；采用单一相变材料，很难满足即符合集中空调工况又具备高蓄冷量、蓄冷率且稳定的要求，同时单一相变材料具有相变潜热小、导热系数低的问题，占用空间大，能量浪费多。
技术实现思路
本专利技术克服了上述现有技术的不足，提供了一种复合相变蓄冷介质协同换热的多温域蓄冷器，采用组合式蓄冷器，且多种相变材料按不同比例混合，可以扩宽集中工况与蓄冷介质匹配的窗口温度，解决了现有的采用单一相变材料的蓄冷器蓄冷量低、蓄冷率低的问题。本专利技术的技术方案：一种复合相变蓄冷介质的蓄冷器，包括：壳体、内翅片空心管、上散流器和下散流器，所述上散流器设置在壳体内部的上端，上散流器的入水口穿过壳体上端的通孔，所述下散流器设置在壳体内部的下端，下散流器的入水口穿过壳体下端的通孔，所述壳体内部纵向阵列设置有若干根内翅片空心管，若干根内翅片空心管均通过水平设置的固定支架与壳体内壁连接，所述壳体的侧壁上同侧设置有第一出水口和第二出水口，第一出水口和第二出水口分别设置在壳体的上、下两端；所述内翅片空心管包括：外空心管、内空心管、导液通道、波纹翅片和隔板翅片，所述外空心管套接在内空心管的外侧，且外空心管和内空心管同轴设置，外空心管和内空心管之间形成的空间两端密封后构成筒状腔体，筒状腔体内沿轴向设置有若干个隔板翅片形成若干个相变材料腔，每个相变材料腔内均设置有若干个波纹翅片，所述波纹翅片呈波纹状，波纹翅片的一端与外空心管的内壁连接，波纹翅片的另一端与内空心管的外壁连接，若干个所述波纹翅片以外空心管和内空心管的轴线为圆心呈放射状环形阵列设置，每个所述的相变材料腔均与一根导液通道的一端连接，若干个导液通道的另一端均连接至内翅片空心管的上端。进一步地，所述的壳体包括：外壳体、内壳体和保温层，所述外壳体套接在内壳体的外部，内壳体和外壳体之间填充有保温层。进一步地，每个所述的相变材料腔的侧面上端均设置有排气孔，所述排气孔为设置在所述的外空心管侧壁上的通孔。进一步地，所述的内翅片空心管的下端还设置有托盘，托盘上设置有若干个通孔，托盘的下表面外沿与环形肋板相接触，环形肋板与壳体的内壁固定连接。一种复合相变蓄冷介质的蓄冷器的空调系统，包括冷水机组、蓄冷模块和用户终端，所述冷水机组的出水口通过第一水泵与G1管路的一端连接，G1管路的另一端通过第一阀体与G2管路的一端连接，G2管路的另一端通过第二水泵与用户终端的入水口连接，用户终端的出水口与G6管路的一端连接，G6管路的另一端通过第二阀体与G5管路的一端连接，G5管路的另一端与冷水机组的入水口连接，所述G1管路上设置有分支G3管路，G3管路与蓄冷器的下端入水口连接，且G1管路上设置有第三阀体，所述G2管路上设置有分支G4管路，G4管路与蓄冷器的下端出水口连接，且G4管路上设置有第四阀体，所述G6管路上设置有分支G8管路，G8管路与蓄冷器的上端入水口连接，且G8管路上设置有第五阀体，所述G5管路上设置有分支G7管路，G7管路与蓄冷器的上端出水口连接，且G7管路上设置有第六阀体。进一步地，所述冷水机组包括：压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器和循环水箱，所述压缩机的制冷剂出口与冷凝器的制冷剂入口连接，冷凝器的制冷剂出口通过节流阀与蒸发器的制冷剂入口连接，蒸发器的制冷剂出口与压缩机的制冷剂入口连接构成制冷剂循环回路；所述蒸发器的冷水出口与循环水箱的冷水入口连接，循环水箱的冷水回水出口与蒸发器的冷水回水入口连接，所述循环水箱的循环水出口与第一水泵的入口连接，循环水箱的循环水回水口与G5管路连接。一种复合相变蓄冷介质的蓄冷器的载冷剂布置方法，包括以下步骤：步骤a：将内翅片空心管内的相变材料腔沿轴向分成三段，形成三个相变材料腔，保证底端相变材料腔体积占三个相变材料腔总体积的30-50％；步骤b：分别从一个导液通道向一个相变材料腔注入一种相变材料，将三个相变材料腔沿轴向由下往上依次注满，并按照三种相变材料的相变温度由小到大的顺序注入；步骤c：注入完成后采用防水胶将导液通道口进行密封。进一步地，所述步骤a中分成的三个相变材料腔从下到上的体积比为2:2:1。进一步地，所述步骤b中的三种相变材料包括：有机相变材料和无机相变材料，所述有机相变材料中添加有纳米金属氧化物，所述无机相变材料中添加有成核剂与表面活性剂。进一步地，所述三种相变材料相变潜热分别为205kJ/kg、213kJ/kg、271.2kJ/kg，由氯化钠、硝酸钾、氯化铵、十二烷、十四烷、辛酸、环乙醇、二氧化硅、硼砂、二氧化钛、聚丙烯酸钠和乙二醇中的两种或多种组合而成，并采用超声震动进行混合。本专利技术的有益效果为：1)本专利技术的内翅片空心管的，筒状腔体内沿轴向设置有若干个隔板翅片形成若干个相变材料腔，由此结构可以实现在内翅片空心管内添加多种相变材料，相对于现有的单一相变材料的蓄冷器具有相变潜热大、导热系数高、大大提高了单位体积的蓄冷量，节约空间且提高了蓄冷率。2)本专利技术外空心管套接在内空心管的外侧，外空心管和内空心管之间形成的空间两端密封后构成筒状腔体，由此结构使换热流体能够从内空心管流过进行换热，解决了管状相变材料存储结构与换热流体换热时，管中央的相变材料由于导热热阻过大，导致的蓄冷时间过长的问题。3)本专利技术的每个相变材料腔内均设置有若干个波纹翅片，波纹翅片呈波纹状，波纹翅片的一端与外空心管的内壁连接，波纹翅片的另一端与内空心管的外壁连接，若干个波纹翅片以外空心管和内空心管的轴线为圆心呈放射状环形阵列设置，由此结构，可以使热量沿波纹翅片部分快速进入到空心管内部，增加了空心管的换热面积，进一步加强了换热。附图说明图1为一种复合相变蓄冷介质的蓄冷器的立体结构示意图；图2为一种复合相变蓄冷介质的蓄冷器的整体结构示意图；图3为图2的俯视图；图4为图2中的内翅片空心管的结构示意图；图5为图4的俯视图；图6为图2中的固定支架的结构示意图；图7为图2中的托盘的结构示意图；图8为一种复合相变蓄冷介质的蓄冷器的空调系统的结构示意图。图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合相变蓄冷介质的蓄冷器，其特征在于，包括：壳体(1)、内翅片空心管(2)、上散流器(3)和下散流器(4)，所述上散流器(3)设置在壳体(11)内部的上端，上散流器(3)的入水口穿过壳体(1)上端的通孔，所述下散流器(4)设置在壳体(1)内部的下端，下散流器(4)的入水口穿过壳体(1)下端的通孔，所述壳体(1)内部纵向阵列设置有若干根内翅片空心管(2)，若干根内翅片空心管(2)均通过水平设置的固定支架(5)与壳体内壁连接，所述壳体(1)的侧壁上同侧设置有第一出水口(6)和第二出水口(7)，第一出水口(6)和第二出水口(7)分别设置在壳体(1)的上、下两端；所述内翅片空心管(2)包括：外空心管(21)、内空心管(22)、导液通道(23)、波纹翅片(24)和隔板翅片(25)，所述外空心管(21)套接在内空心管(22)的外侧，且外空心管(21)和内空心管(22)同轴设置，外空心管(21)和内空心管(22)之间形成的空间两端密封后构成筒状腔体，筒状腔体内沿轴向设置有若干个隔板翅片(25)形成若干个相变材料腔(25)，每个相变材料腔(25)内均设置有若干个波纹翅片(24)，所述波纹翅片(24)呈波纹状，波纹翅片(24)的一端与外空心管(21)的内壁连接，波纹翅片(24)的另一端与内空心管(22)的外壁连接，若干个所述波纹翅片(24)以外空心管(21)和内空心管(22)的轴线为圆心呈放射状环形阵列设置，每个所述的相变材料腔(25)均与一根导液通道(23)的一端连接，若干个导液通道(23)的另一端均连接至内翅片空心管(2)的上端。...

【技术特征摘要】
1.一种复合相变蓄冷介质的蓄冷器，其特征在于，包括：壳体(1)、内翅片空心管(2)、上散流器(3)和下散流器(4)，所述上散流器(3)设置在壳体(11)内部的上端，上散流器(3)的入水口穿过壳体(1)上端的通孔，所述下散流器(4)设置在壳体(1)内部的下端，下散流器(4)的入水口穿过壳体(1)下端的通孔，所述壳体(1)内部纵向阵列设置有若干根内翅片空心管(2)，若干根内翅片空心管(2)均通过水平设置的固定支架(5)与壳体内壁连接，所述壳体(1)的侧壁上同侧设置有第一出水口(6)和第二出水口(7)，第一出水口(6)和第二出水口(7)分别设置在壳体(1)的上、下两端；所述内翅片空心管(2)包括：外空心管(21)、内空心管(22)、导液通道(23)、波纹翅片(24)和隔板翅片(25)，所述外空心管(21)套接在内空心管(22)的外侧，且外空心管(21)和内空心管(22)同轴设置，外空心管(21)和内空心管(22)之间形成的空间两端密封后构成筒状腔体，筒状腔体内沿轴向设置有若干个隔板翅片(25)形成若干个相变材料腔(25)，每个相变材料腔(25)内均设置有若干个波纹翅片(24)，所述波纹翅片(24)呈波纹状，波纹翅片(24)的一端与外空心管(21)的内壁连接，波纹翅片(24)的另一端与内空心管(22)的外壁连接，若干个所述波纹翅片(24)以外空心管(21)和内空心管(22)的轴线为圆心呈放射状环形阵列设置，每个所述的相变材料腔(25)均与一根导液通道(23)的一端连接，若干个导液通道(23)的另一端均连接至内翅片空心管(2)的上端。2.根据权利要求1所述的一种复合相变蓄冷介质的蓄冷器，其特征在于，所述的壳体(1)包括：外壳体(11)、内壳体(12)和保温层(13)，所述外壳体(11)套接在内壳体(12)的外部，内壳体(12)和外壳体(11)之间填充有保温层(13)。3.根据权利要求1所述的一种复合相变蓄冷介质的蓄冷器，其特征在于，每个所述的相变材料腔(25)的侧面上端均设置有排气孔(251)，所述排气孔(251)为设置在所述的外空心管(21)侧壁上的通孔。4.根据权利要求1所述的一种复合相变蓄冷介质的蓄冷器，其特征在于，所述的内翅片空心管(2)的下端还设置有托盘(8)，托盘(8)上设置有若干个通孔，托盘(8)的下表面外沿与环形肋板相接触，环形肋板与壳体(1)的内壁固定连接。5.一种包含权利要求1、2、3或4所述的一种复合相变蓄冷介质的蓄冷器的空调系统，其特征在于，包括冷水机组(9)、蓄冷模块(10)和用户终端(100)，所述冷水机组(9)的出水口通过第一水泵(91)与G1管路的一端连接，G1管路的另一端通过第一阀体(101)与G2管路的一端连接，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓燕，苗馨月，刘亚斌，王雪雷，张晓雅，么宇，马进军，张爱琳，强秋秋，张金铭，
申请(专利权)人：哈尔滨商业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23