一种高效热交换相变换热器、变形翅片及相变储能箱制造技术

本实用新型专利技术提供一种高效热交换相变换热器、变形翅片及相变储能箱。变形翅片包括至少两个纵向区域，在其中每个纵向区域内该片变形翅片具有与相变换热器的各根热管横管相交界并供各根热管横管穿过的通孔，且在每个纵向区域内，变形翅片在与每根热管横管的交界处翅片的厚度最小；随着变形翅片在所述纵向区域内以与每根热管横管的交界处为中心，向上下两侧分别延伸，翅片的厚度逐渐增加。本实用新型专利技术通过加装该变形翅片，来解决现有技术中相变储能箱的换热器热传导不均匀、热交换效率低、相变材料在换热器外壁凝结等一系列的技术问题，实现热交换效率的最优化。

A High Efficiency Heat Exchange Phase Change Heat Exchanger, Deformed Fins and Phase Change Energy Storage Box

The utility model provides an efficient heat exchange phase change heat exchanger, deformed fins and phase change energy storage box. The deformed fin consists of at least two longitudinal regions in which each deformed fin has a hole intersecting each heat pipe transverse tube of the phase change heat exchanger and passing through each heat pipe transverse tube. In each longitudinal region, the thickness of the deformed fin at the junction with each heat pipe transverse tube is the smallest; with the deformed fin in the longitudinal region, the thickness of the deformed fin is the smallest; and with each heat pipe transverse tube, the thickness of the deformed fin is the smallest. The junction of the transverse tube is centered, extending upward and downward respectively, and the fin thickness increases gradually. By installing the deformed fin, the utility model solves a series of technical problems in the heat exchanger of the phase change energy storage box in the prior art, such as uneven heat conduction, low heat exchange efficiency, condensation of phase change material on the outer wall of the heat exchanger, and realizes the optimization of heat exchange efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种高效热交换相变换热器、变形翅片及相变储能箱
本技术涉及新能源
，尤其涉及一种高效热交换相变换热器、变形翅片及相变储能箱。
技术介绍
对于热电联产、分布式三联供、供暖系统等各种对外实现热能输出的系统来说，当系统的热量产出大于实时热量需求时，就需要进行储能。相变储能装置利用相变材料实现热能的储存与释放。相变材料具有如下温度特性：温度升高达到相变温度时，相变材料的物理状态发生变化，而相变材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变，这一过程中，大量相变热被吸收或释放出来。从而，在相变阶段，产生了一个比较宽的温度平台，这个平台的出现，使得我们能够获得一个相对稳定的恒温时间。相变储能的储能密度高，而且热量主要分布在相变温度附近，因此实际利用比较容易，常用的相变蓄能材料包括六水合硝酸镁等。现有的相变储能装置包括一储能箱，储能箱内放置相变材料，热管负责向储能箱内输入和输出热水、热气等流体热介质。并且通过储能箱内安装的换热器，实现相变材料与热管内热介质之间的热量交换。储能箱常用的换热器包括管式换热器和翅片式换热器。管式换热器的导热管由入口处通入储能箱，在储能箱内盘旋布置，再从出口处从储能箱引出。由于换热接触面积仅限于导热管的外壁，因此导热效率不高。翅片式换热器是在管式换热器的导热管外部平行、等间距地设置一系列平板导热翅片，可以增大换热接触面积；但是，由于相变材料本身不易导热，使得在两片翅片之间中部的相变材料热传导不均匀，储热效率低；相变材料还容易在热管外壁、翅片表面以及翅片与热管的接触部位发生板结成块的现象，阻碍热传导，对相变储能装置的寿命也很不利。可见，目前相变储能箱内部安装的换热器存在热交换效率低、热传导不充分、相变材料容易板结的缺点。
技术实现思路
有鉴于此，本申请的目的在于提出一种高效热交换相变换热器、变形翅片及相变储能箱。热交换相变换热器和相变储能箱通过加装该变形翅片，来解决现有技术中相变储能箱的换热器热传导不均匀、热交换效率低、相变材料在换热器外壁凝结等一系列的技术问题，实现热交换效率的最优化。基于上述目的，本申请提出了一种热交换相变换热器变形翅片；每片所述变形翅片包括至少两个纵向区域，在其中每个纵向区域内该片变形翅片具有与相变换热器的各根热管横管相交界并供各根热管横管穿过的通孔，且在每个纵向区域内纵向相邻的两个通孔的纵向间距为L；并且，在每个纵向区域内，变形翅片在与每根热管横管的交界处翅片的厚度最小；随着变形翅片在所述纵向区域内以与每根热管横管的交界处为中心，向上下两侧分别延伸至的间距L的1/2处，翅片的厚度逐渐增加；其中在与每根热管横管的交界处变形翅片的厚度为0.15mm-0.25mm，在间距L的1/2处变形翅片的厚度为0.3-0.35mm。优选的是，所述变形翅片每个纵向区域的横向宽度为5.5-8.5em。优选的是，所述变形翅片横向相邻的两个通孔的间距为5.5-8.5cm。优选的是，所述变形翅片每个通孔的孔内直径为14-18mm。优选的是，在每个所述纵向区域内设置的通孔数量为8-12个。本技术还提供了一种热交换相变换热器，其特征在于，包括至少两组热管以及若干片上述变形翅片，其中每组热管包括相互平行的多根热管横管，并通过设置在所述热管横管端部的热管曲管将该组热管的多根所述热管横管连接成为一根迂回的热管整管；一组热管的多根热管横管从每片变形翅片的一个纵向区域内的通孔穿过。优选的是，相邻两片所述变形翅片在通孔处的彼此间距为3.5-4.5mm。优选的是，一组相变换热器包括的变形翅片片数为40-65片。本技术还提供了一种相变储能箱，包括一密封箱体，所述密封箱体内安装上述热交换相变换热器，并且所述密封箱体内填充相变材料。优选的是，所述密封箱体具有真空隔层。本申请提供的热交换相变换热器、变形翅片及相变储能箱有效加大了热交换相变换热器的换热面积，增强了热管内热流体与相变材料之间的热传导，相比现有技术中只采用热管结构，其传热参数是3-11倍；并且，变形翅片具有良好的热胀冷缩效应，使得已经结晶的相变材料能够自行脱落，避免长时间粘结在热管和翅片表面而影响传热；采用非均匀厚度的翅片，进一步加强了热传导能力，而且有利于相变材料在液相状态的对流，可以更有效清除与防止热管和管翅表面的相变材料凝结；本技术变形翅片的厚度、通孔间距、通孔数量(即热管间距与热管数量)、通孔孔径等参数均相应予以优化，可以实现优化的热交换性能。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1是本申请实施例的变形翅片结构示意图；图2是本申请实施例的相变储能箱结构示意图；图3是本申请实施例的热交换相变换热器的结构示意图；图4是本申请实施例的变形翅片及热管剖面结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关技术，而非对该技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关技术相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。本技术实施例提供一种热交换相变换热器、变形翅片及相变储能箱，图1是该变形翅片的结构示意图。每片所述变形翅片包括至少两个纵向区域Z1，Z2......，在其中每个纵向区域内，该片变形翅片具有与相变换热器的各根热管横管相交界并供各根热管横管穿过的通孔H，且在每个纵向区域内，纵向相邻的两个通孔H的纵向间距为L；并且，在每个纵向区域内，变形翅片在与每根热管横管的交界处翅片的厚度T1最小；随着变形翅片在所述纵向区域内以与每根热管横管的交界处为中心，向上下两侧分别延伸至的间距L的1/2处，翅片的厚度逐渐增加至T2；其中在与每根热管横管的交界处变形翅片的厚度T1为0.15mm-0.25mm，优选可采用0.21mm；在间距L的1/2处变形翅片的厚度T2为0.3-0.35mm，优选0.33mm。所述变形翅片每个纵向区域Z1，Z2......具有均等宽度，且每个纵向区域的横向宽度W为5.5-8.5cm，优选7.3cm，相应地，所述变形翅片横向相邻的两个通孔H的间距W也为5.5-8.5cm，优选7.3cm。所述变形翅片每个通孔H的孔内直径为14-18mm，优选16mm，与每根热管横管的管外径相一致。虽然图1中只画出了两个通孔，但本领域技术人员可以了解，为了达到足够的换热效率，在每个所述纵向区域Z1，Z2......内设置的通孔数量为8-12个。如图1和4所示，变形翅片4的外壁面呈弧面。由于翅片本身的导热性能要高于所述相变材料，因此，在远离所述热管的位置，翅片的厚度可以适当增厚，从而为远离所述热管处的相变材料传导更多的热量。另外，相变材料在热管外壁凝结成垢现象是影响换热效率的一大因素；通过上述渐变厚度的非均匀弧面变形翅片，可以实现非均匀热胀冷缩，越接近热管热胀冷缩效应越明显，可以对凝结相变材料起到搅拌脱离的作用；在液相状态下，相变材料在热管和翅片之间进行对流，变形翅片的非均匀形状有利于在交界处的对流，使得已经结晶的相变材料能够被对流清除，避免长时间粘结在热管和翅片表面而影响传热。通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热交换相变换热器变形翅片，其特征在于，每片所述变形翅片包括至少两个纵向区域，在其中每个纵向区域内该片变形翅片具有与相变换热器的各根热管横管相交界并供各根热管横管穿过的通孔，且在每个纵向区域内纵向相邻的两个通孔的纵向间距为L；并且，在每个纵向区域内，变形翅片在与每根热管横管的交界处翅片的厚度最小；随着变形翅片在所述纵向区域内以与每根热管横管的交界处为中心，向上下两侧分别延伸至的间距L的1/2处，翅片的厚度逐渐增加；其中在与每根热管横管的交界处变形翅片的厚度为0.15mm‑0.25mm，在间距L的1/2处变形翅片的厚度为0.3‑0.35mm。

【技术特征摘要】
1.一种热交换相变换热器变形翅片，其特征在于，每片所述变形翅片包括至少两个纵向区域，在其中每个纵向区域内该片变形翅片具有与相变换热器的各根热管横管相交界并供各根热管横管穿过的通孔，且在每个纵向区域内纵向相邻的两个通孔的纵向间距为L；并且，在每个纵向区域内，变形翅片在与每根热管横管的交界处翅片的厚度最小；随着变形翅片在所述纵向区域内以与每根热管横管的交界处为中心，向上下两侧分别延伸至的间距L的1/2处，翅片的厚度逐渐增加；其中在与每根热管横管的交界处变形翅片的厚度为0.15mm-0.25mm，在间距L的1/2处变形翅片的厚度为0.3-0.35mm。2.根据权利要求1所述的热交换相变换热器变形翅片，其特征在于，所述变形翅片每个纵向区域的横向宽度为5.5-8.5cm。3.根据权利要求1所述的热交换相变换热器变形翅片，其特征在于，所述变形翅片横向相邻的两个通孔的间距为10-15.5cm。4.根据权利要求1所述的热交换相变换热器变形翅片，其特征在于，所述变形翅片每个通孔的孔内...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文亮，胡迎辉，
申请(专利权)人：北京今日能源科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11