本发明专利技术提供了一种提高相变材料蓄热效率的相变蓄热装置，包括密封铝质盒体、S型导热铝管、多个长条型导热铝片、相变材料以及多个测温热电偶。S型导热铝管设置在铝质盒体内底部，S型导热铝管的一端为进水端、另一端为出水端，进水端和出水端伸出铝质盒体外；长条型导热铝片间隔固设在S型导热铝管上；相变材料填充在铝质盒体内；测温热电偶一端插设在铝质盒体内，另一端露在铝质盒体外。本发明专利技术采用套设有长条型导热铝片的S型导热铝管为蓄热源，有效地提高了相变材料的蓄热效率。此外，本发明专利技术装置结构简单、装拆方便，能够实现多次重复利用，而且成本较低。
A Phase Change Heat Storage Device for Improving the Heat Storage Efficiency of Phase Change Materials
【技术实现步骤摘要】
一种提高相变材料蓄热效率的相变蓄热装置
本专利技术涉及一种提高相变材料蓄热效率的相变蓄热装置，属于相变蓄热
技术介绍
随着经济的不断发展以及城市化进程的加快，人类对于能源的需求日益增加。现阶段人类社会面临着严重的能源短缺问题，因此开发利用生态环保、高效的新能源，提高能源利用率，已成为影响人类社会可持续发展的关键性问题。相变材料是一种随着温度变化能够改变物质形态和结构发生相变，同时伴随有较大能量的吸收或释放，并且在相变过程中保持温度不变的高效储能材料。相变材料在相变过程中的等温或近似等温特性，能够有效地将室内温度变化控制在较小范围内，给人们创造舒适的生活居住环境。但相变材料的导热系数较低，且相变过程中存在固-液相变过程，相变材料的封装问题也是其应用的一大难点，这些问题在一定程度上限制了相变材料的广泛应用。通常采用的解决措施有以下几种方式：一种方式是用多孔介质吸附相变材料，或采用微胶囊封装，但该种方式效果较差，相变蓄热效率较低，而且相变材料多次冻融循环后，相变材料容易从多孔介质中渗出；一种方式是将相变材料封装在金属容器中，并在装置中设置金属构件提高传热效率，但该种方式大多存在结构复杂、难以重复利用以及生产成本高的问题。另外，传统的相变材料蓄热装置虽然提高了相变材料的蓄热效率，但其较难采用便捷的方式应用到建筑当中。综上所述，基于以上相变材料在建筑中应用的诸多缺陷，现在亟需一种新型相变材料蓄热装置，以解决相变材料蓄热效率低，以及相变材料蓄热装置在建筑中应用较难的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种提高相变材料蓄热效率的相变蓄热装置，该装置不仅能有效提高相变材料的蓄热效率，而且其设计简单，为相变材料在建筑地采暖中的应用提供了设计思路。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种提高相变材料蓄热效率的相变蓄热装置，包括密封铝质盒体、S型导热铝管、多个长条型导热铝片、相变材料以及多个测温热电偶，S型导热铝管设置在铝质盒体内底部，S型导热铝管的一端为进水端、另一端为出水端，进水端和出水端伸出铝质盒体外；长条型导热铝片间隔固设在S型导热铝管上；相变材料填充在铝质盒体内；测温热电偶一端插设在铝质盒体内，另一端露在铝质盒体外。进一步地，所述S型导热铝管的进水端和出水端与铝质盒体的连接处、所述测温热电偶与铝质盒体的连接处均采用先橡皮泥包裹后环氧树脂粘结的方式进行密封。进一步地，所述长条型导热铝片底部开设有与S型导热铝管相匹配的半圆形孔，所述长条型导热铝片通过半圆形孔嵌套在S型导热铝管上，所述嵌套处粘结有环氧树脂。进一步地，所述多个测温热电偶插设在铝质盒体内不同深度处。进一步地，所述铝质盒体上表面的不同部位开设有小孔，所述测温热电偶插设在所述小孔内。进一步地，所述测温热电偶露在铝质盒体外的部分的直径大于小孔直径。进一步地，所述铝质盒体上表面的角部位设置有直径为2mm的溢流孔。进一步地，所述填充在铝质盒体内的相变材料的体积占铝质盒体体积的90%。进一步地，所述相变材料的相变温度为20-30℃。进一步地，所述铝质盒体外表面包裹有聚氨酯泡沫板。相比于现有技术，本专利技术具有以下有益技术效果：1）采用套设有长条型导热铝片的S型导热铝管为蓄热源，极大地增加了相变材料与导热体的接触面积，有效地提高了相变材料的蓄热效率；2）S型导热铝管置于铝质盒体的底部，在蓄热过程中能够有效利用相变材料相变过程中产生的对流现象，提高蓄热速率，不会造成相变材料的浪费；3）铝质盒体内插设有测温热电偶，能够有效测量相变材料内部的温度变化情况，且操作简单；4）模拟了普通地暖管在建筑室内的应用形式，为相变材料在建筑地采暖中的应用提供了设计思路；5）所用材质均为铝材，导热系数高，材料来源广泛，价格低廉；6）结构简单、装拆方便，能够实现多次重复利用。附图说明图1为本专利技术一实施例的一种提高相变材料蓄热效率的相变蓄热装置的三维立体结构图；图2为本专利技术一实施例的一种提高相变材料蓄热效率的相变蓄热装置的三维立体外观图。其中，1铝质盒体；2S型导热铝管；3长条型导热铝片；4进水端；5出水端；6相变材料；7测温热电偶；8橡皮泥；9聚氨酯泡沫板；10溢流孔。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。如图1至图2所示，在本专利技术一实施例中，一种提高相变材料蓄热效率的相变蓄热装置，包括铝质盒体1、S型导热铝管2、长条型导热铝片3。铝质盒体1可以是由铝质薄板制成的矩形盒体，内部填充有相变材料6，相变材料6的相变温度为20-30℃。S型导热铝管2放置于铝质盒体1的底部，其一端为进水端4，另一端为出水端5。铝质盒体1的侧面开设有与S型导热铝管2直径相同的两个圆孔，用于使S型导热铝管2的进水端4与出水端5分别从两个圆孔伸出铝质盒体1外部。在进行蓄热测试实验时，热水从进水端4流入铝质盒体1中，然后从出水端5流出。所述进水端4和出水端5与铝质盒体1的连接部位首先采用橡皮泥8包裹，然后采用环氧树脂粘结，这样不仅能够实现装置的密封，还便于S型导热铝管2的拆装。其中，将S型导热铝管2置于铝质盒体1底部，可以使相变材料6完全处于S型导热铝管2上方，通水进行蓄热时，由于相变材料6相变过程中对流现象的存在，相变材料6很快全部进行相变蓄热，不会造成相变材料6局部难以熔化而导致相变材料6浪费的情况发生。另外，S型导热铝管2置于铝质盒体1底部，还使得S型导热铝管2及通水过程中产生的重力全部由地面承担，增加了相变蓄热装置的使用寿命。长条型导热铝片3设置在S型导热铝管2上。长条型导热铝片3底部与S型导热铝管2的接触部位开设有多个与S型导热铝管2相匹配的半圆形孔，长条型导热铝片3通过半圆形孔与S型导热铝管2嵌固在一起，然后在其连接处采用环氧树脂进行粘结。采用S型导热铝管2上套设长条型导热铝片3的结构设计，能够极大地增加相变材料6与导热体的接触面积，有效地提高相变材料6的蓄热效率。上述铝质盒体1、S型导热铝管2和长条型导热铝片3，其材质均为铝材，导热系数高，能有效提高相变材料6的蓄热效率，且来源广泛，价格低廉。如图2所示，所述的铝质盒体1上表面不同部位开设有小孔，测温热电偶7安装在小孔中。安装时，首先将测温热电偶7插入小孔中，然后将测温热电偶7露在铝质盒体1外的部分包裹一定厚度的胶带，使得测温热电偶7露在铝质盒体1外的部分的直径大于小孔的直径，防止测温热电偶7掉入铝质盒体1中。接着测温热电偶7与铝质盒体1的连接处同样首先用橡皮泥包裹8，然后用环氧树脂进行粘结，这样也便于测温热电偶7的拆装。所述测温热电偶7为K型热电偶，可直接测量材料的温度变化，精度高、测量范围广、测量数据容易获取。进一步，所述测温热电偶7可以插设在铝质盒体1内不同深度处。这样，通过将测温热电偶7插设在铝质盒体1不同部位、不同深度，可以测量铝质盒体1内不同部位和不同深度的相变材料的相变情况，以便于对蓄热时间以及蓄热效果进行控制。当铝质盒体1中装填完相变材料6后，将铝质盒体1的上表面板放置在其四个侧面板上，上表面板与四个侧面板的连接处也采用环氧树脂粘结。在本专利技术实施例中，所述橡皮泥8具有良好的延展性，易剥离。所述环氧树脂粘结性强，粘结速度快，可进行各种本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种提高相变材料蓄热效率的相变蓄热装置，其特征在于，包括密封铝质盒体、S型导热铝管、多个长条型导热铝片、相变材料以及多个测温热电偶；S型导热铝管设置在铝质盒体内底部，S型导热铝管的一端为进水端、另一端为出水端，进水端和出水端伸出铝质盒体外；长条型导热铝片间隔固设在S型导热铝管上；相变材料填充在铝质盒体内；测温热电偶一端插设在铝质盒体内，另一端露在铝质盒体外。
【技术特征摘要】
1.一种提高相变材料蓄热效率的相变蓄热装置，其特征在于，包括密封铝质盒体、S型导热铝管、多个长条型导热铝片、相变材料以及多个测温热电偶；S型导热铝管设置在铝质盒体内底部，S型导热铝管的一端为进水端、另一端为出水端，进水端和出水端伸出铝质盒体外；长条型导热铝片间隔固设在S型导热铝管上；相变材料填充在铝质盒体内；测温热电偶一端插设在铝质盒体内，另一端露在铝质盒体外。2.根据权利要求1所述的提高相变材料蓄热效率的相变蓄热装置，其特征在于，所述S型导热铝管的进水端和出水端与铝质盒体的连接处、所述测温热电偶与铝质盒体的连接处均采用先橡皮泥包裹后环氧树脂粘结的方式进行密封。3.根据权利要求1所述的提高相变材料蓄热效率的相变蓄热装置，其特征在于，所述长条型导热铝片底部开设有与S型导热铝管相匹配的半圆形孔，所述长条型导热铝片通过半圆形孔嵌套在S型导热铝管上，所述嵌套处粘结有环氧树脂。4.根据权利要求1所述的提高相变材料蓄热效率...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋林华，靳卫准，陈磊，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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