填充体（１０）式蓄能－交换器，其刚性球壳（１２）部分填有高液－固转化潜热的热和／或冷贮存介质，如水，水合盐或石蜡以及可压缩物质（２４），用来吸收贮存介质相变时的体积变量，还有增加其交换表面积的装置，其特点在于：上述装置具有在上述填充体（１０）壳（１２）上刻出的凸起部（１８），所有凸起部都有对称轴（２０），通过底部（２２）对称中心和填充体中心（Ｏ），另外凸起部（１８）上述底部（２２）都完全一样以及上述凸起部均匀分布在壳（１２）整个表面上。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种填充体式热和/或冷蓄能-交换装置，其中装入具有高液-固转化潜热，特别是水的贮存介质。人们知道，有些设备在规定期限内，需要产生可变热量和冷量，设计这种设备，以便大大降低预定产生热和/或冷的用电量。这种设备的示例公布在专利FR-A-2,469,678中。这种设备总是装有热和/或冷蓄能-交换器。其中有些蓄能-交换器叫做填充体式蓄能-交换器，它由装有许多填充体的贮槽组成，填充体中贮有非峰值时期热和/或冷量，然后利用液态传热介质(水，乙二醇溶液等)在峰值期间通过流过贮槽填充体间进行交换，再重新分配。通常，这些蓄能-交换器填充体装有高液-固转化潜热物质(水，水合盐，石蜡等)，封装在非常普通的球壳里，由于性能均匀，便于补充贮槽，而且引起形成传热的传热介质流动均匀，所以这种形状最佳。这种设备的示例公布在专利US-A-2,525,261，FR-A-2,244,969或EP-A-076,884。人们知道，许多供这种大众型蓄能-交换器用的填充体，除能贮存大量有限体积的热和/或冷能外，还可无损耗地吸收由于这种填充体壳内所装高转化潜热物质液-固相变化造成的体积变量。这种填充体是-最好全部充填贮存介质，这种介质具有挠性结构，如专利US-A-2,525,261或EP-A-0,277,847中所述；-最好全部充满贮存介质，这种介质具有弹性结构，如专利FR-A-1,104,400中所述；-局部充填贮存介质，这种介质具有变形结构和气阱或可压缩物质，装入填充体，如专利DE3005450A1或EP-A-076,884中所述。人们知道，把填充体装入蓄能-交换器的方法是制成塑料壳，充填液态贮存物质，然后封闭起来。所有填充体壳皆用塑料制成，因为用其他材料(特别是金属)制造成本过高。由于需要大量填充体，所以要用挤压吹模法大量生产这些壳体，因为这种方法的制造成本低于其他已知方法，例如注模法或注射吹模法。挤压吹模法是一项使用非常广泛的方法；就是吹送压缩空气，将一挤压的软塑料管伸到型腔，其几何形状为填充体所需达到的形状。模具冷却时，沉积在模具内壁上的塑料冷却硬化，然后打开模具，从而使成型体脱模，然而这种方法本身简单，有相当的局限性，选择允许的形状有条件；其原因，一方面是所有模具零件必须从塑料管直接检查，因而使隐蔽件在吹塑时具有未装入物料的危险，倒锥必须极小，以便使零部件没有损坏便能脱模。另外，众所周知，贮存物质与传热流体间取得的交换量决定蓄能 交换器的热力性质；人们还知道，当蓄能-交换器为填充体式时，传热流体交换量越大，则1.填充体壳越薄；2.填充体表面积越大；3.决定壳与传热流体间交换的对流系数越大；4.填充体壳的导热系数越大。因此，本专利技术的目的是生产一种填充体式热和/或冷蓄能-交换器，这些填充体装有高液 固转化潜热的贮存介质，这种装置把最佳机械性能与热力性质结合起来，而同时还考虑到工艺制造约束条件和市场经济约束因素。影响决定蓄能-交换器传热流体交换量各种因素的特性调查如下1.蓄能-交换器填充体壳厚度最佳化蓄能-交换器填充体必须具有极佳的机械强度，以便没有损坏地承受贮槽内的自由流动负荷和承受高转化潜热物质在相变时，由于膨胀产生的机械内应力。为了达到这一目的，不言而喻，要把填充体壳壁厚提高到足够程度，就足能取得足够的机械强度。这对如下实际情况可能被忽略，即随制造这些填充体所用塑料重量而增加填充体制造成本和壳厚度增加时，交换量降低。所以生产填充体壳的技术经济目的在于即使采用塑料最小重量和厚度，也有可能保证壳具有适合所受应力条件的机械强度。因此，装相变物质的填充体壳形状最广泛采用的是球形，因为球形具有良好的应力阻力，特别是对相变物质膨胀时产生的径向内应力。其原因是，当壳呈球形时，与相变物质膨胀相关的应力为径向各向同性，所以整个壳表面受力均匀，方位相同(径向)，在这种条件下，由于与最小厚度壳一致，而且该厚度在整个表面不变，故可以达到生产填充体所用塑料重量最佳值。本文对生产填充体式蓄能-交换器填充体，制造厚度最小、恒定和均匀的单一球壳没有提出权利要求。2-蓄能-交换器填充体壳表面积最佳化人们知道，采用球形填充体的填充体式蓄能-交换器贮槽充填系数与堆积在蓄能-交换器槽内填充体直径无关，但是，当填充体直径缩小时，则交换表面积增加。所以，在理论上有可能采用很多直径很小的填充体得到很大的交换表面积；但是，由于可能忽略与填充体生产率直接相关的生产成本实际增加，要比填充体直径缩小时交换表面积增加快得多这一事实，所以，不应采用这种解决方法。现举例如下一个容量17升主槽组成的蓄能-交换器可贮存能量一千瓦小时，填充球体为(a)20个直径100mm球体，其交换表面积0.62m2，大量生产的基准成本为1法国法朗/个，或20法国法朗/贮存千瓦小时；或(b)160个直径50mm球体，其交换表面积1.24m2，可以每个65％基准成本大量生产，即每个0.65法国法朗或104法国法朗/千瓦小时。这一示例清楚表明，为了使蓄能 交换器球形填充体交换表面积(即交换量)增加一倍，则需要把填充体数量乘8，生产成本乘5。所以制造的填充体要有最佳极小直径，低于该值，经济上下降不合理，只有采取手段，使直径等于或大于这一最小直径，才在经济上有可能提高填充体交换表面积。目前已知提高球形填充体表面积，又不改变其视在直径的手段是在其表面切割凹口，细沟，槽口，如专利US-A-1,944,726，DE-A-2,003,392，US-A-2,525,261或EP-A-0,118,720中所示；不过，这些实例由于遇到如下生产问题，而从未兑现；-由于如上面部分1所述，与平滑球形相比，没有径向对称，故不可能使塑料壳厚度最佳化；-由于有隐蔽件，故不可能吹塑出权利要求的形状；-由于内接凹形部倒锥过大，故不可能使权利要求的形状脱模。这就是为什么本专利技术要生产一种填充体式蓄能-交换器的原因，其刚性球壳部分充填具有高液-固转化潜热的热和/或冷贮存介质，如水，水合盐或石蜡以及可压缩物质，用来吸收贮存介质相变时的体积变量，还有增加其交换表面积的装置，其特点在于上述装置具有上述填充体壳上内接凸起部，这些凸起部都有对称轴，通过其底部重心和填充体中心，另外，凸起部上述底部都完全一样以及上述凸起部均匀分布在壳整个表面上。按照本专利技术非限制实施例，上述凸起部包括有旋转圆柱，直立棱柱，正棱锥，正截棱锥，旋转锥体，旋转截锥体或球形帽以及普通形式的旋转表面，其对称轴通过底部表面对称中心，也通过球形填充体中心，其底部都一样，并均匀分布在壳表面上。不言而喻，有关本专利技术的上述特征甚为重要，是取得采用最佳壳直径和厚度球形填充体高级蓄能 交换器决定因素，原因是由于达到与单一球体相同的球对称，使凸起部有可能非常明显地增加壳表面积，同时又纯化了塑料重量。3-提高对流系数，促进蓄能-交换器填充体壳与传热流体之间的交换填充体式蓄能-交换器是一种非常普通的“泛监”式蓄能-交换器，也就是说，与填充体进行热交换用的传热介质是液体(水，乙二醇溶液或盐水)，能充满槽内空留的所有空间，当蓄能-交换器填充体为球形时，由于占有大约40％的贮槽总容量，所以球体之间空留的空间很多，相应地，由于球体间传热介质流速很低，故工况为层流，且传热流体与壳之间对流系本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：简·帕特里，克洛德·勒布尔，
申请(专利权)人：简·帕特里，克洛德·勒布尔，
类型：发明
国别省市：
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