一种翅片和螺旋带复合强化传热技术的相变储能箱制造技术

本实用新型专利技术涉及空气能热水器领域和太阳能热水器领域，尤其涉及一种翅片和螺旋带复合强化传热技术的相变储能箱。一种翅片和螺旋带复合强化传热技术的相变储能箱，包括相变储能换热器箱体、相变材料、传热流道、进水腔、出水腔、导流挡板、多孔翅片和螺旋交叉带，传热管上设置有多孔翅片，传热管与不锈钢封盖通过焊接固定。相变储能箱通过固液相变进行能量的存储和释放，温度波动小，能以恒温供热，相对传统水箱的显热蓄热，其密度约比显热高一个数量级，设备占用体积小，水温容易控制。同时，相变储能箱还具有环保，使用安全，安装维护方便等特点。安装维护方便等特点。安装维护方便等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种翅片和螺旋带复合强化传热技术的相变储能箱


[0001]本技术涉及空气能热水器领域和太阳能热水器领域，尤其涉及一种翅片和螺旋带复合强化传热技术的相变储能箱。

技术介绍

[0002]在中国的能够消费结构中，对化石能源的依赖一直占据主体地位，节能减耗已经成为现当代经济发展的一个中心主题，同时也成为缓解当前能源危机的一个重要途径。新能源利用技术如空气能热水器热利用技术和太阳能热水器热利用技术成为缓解能源短缺、温室效应和环境污染等问题的有效途径。典型的空气能热水器基于逆卡诺循环原理，通过压缩机的做功和制冷剂在回路中的循环，可以将蒸发器吸收的空气热量，传递给冷凝器的放热端冷水，从而提升冷水水温，通过管路输送，存储于水箱之中，供给用户商用和生活用。典型的太阳能热水器，如真空管型太阳能热水器和平板型太阳能热水器，吸热器内的涂层吸收太阳能，再将能量传递给冷水，进一步通过管道输送到水箱之中存储。不管是空气能热水器还是太阳能热水器，它们大部分采用的都是传统水箱蓄热的方式，都存在水箱体积过大的弊端，特别是房价高企的城市，放在室内会影响房屋面积，降低舒适性，放在室外，也会一定程度影响建筑承载结构和美观；另外，传统水箱蓄热采用显热蓄热，蓄热密度不高，蓄热能力有限，传统水箱内部的换热管为光滑管，还存在传热效率不高和容易产生水垢等问题。

技术实现思路

[0003]为了克服上述传统水箱的问题和不足，进一步提升空气能热水器和太阳能热水器的装备空间利用率，本技术提出一种翅片和螺旋交叉带复合强化传热技术的相变储能箱。
[0004]为实现本技术之目的，采用以下技术方案予以实现：
[0005]一种翅片和螺旋带复合强化传热技术的相变储能箱，包括相变储能换热器箱体、相变材料、传热流道、进水腔、出水腔、导流挡板、多孔翅片和螺旋交叉带，相变储能换热器箱体包括不锈钢内壳、不锈钢封盖、保温层和不锈钢外壳，不锈钢内壳上端和下端分别设有不锈钢封盖，不锈钢内壳、不锈钢封盖和不锈钢外壳之间为保温层，所述相变储能换热器箱体为圆柱状，传热流道包括传热管、进水管和出水管，进水腔外侧连接进水管，出水腔外侧连接出水管，进水腔和出水腔内设置有导流挡板对流体进行引流，导流挡板与进水腔和出水腔形成了圆盘形流道，所述螺旋交叉带内置于传热管内，并与传热管焊接固定，所述相变材料填充在不锈钢内壳、不锈钢封盖和传热管之间围成的区域，传热管与不锈钢封盖通过焊接固定。
[0006]作为优选方案：所述多孔翅片为沿周向开孔的翅片，多孔翅片焊接在传热管外表面上。
[0007]作为优选方案：所述多孔翅片的开孔由圆形和椭圆形组成，开孔数为4~8。
[0008]作为优选方案：所述传热管可以为直管或盘管。
[0009]作为优选方案：所述螺旋交叉带为矩形截面交叉并整体沿流向旋转的管内强化元件，螺旋交叉带的截面为矩形交叉组成，矩形数量为2~8。
[0010]作为优选方案：螺旋交叉带旋转360
°
的螺距i与截面矩形长度h之比为4:1~10:1；螺旋交叉带矩形截面宽度g为0.5~3mm；螺旋交叉带旋转360
°
后往相反方向旋转。
[0011]作为优选方案：所述相变材料中的导热率提高填充材料包括碳纳米管、石墨烯、碳纤维、纳米二氧化钛、纳米二氧化镁、纳米氧化铜、纳米氧化锌的一种或几种。
[0012]作为优选方案：所述保温层为发泡聚氨酯。
[0013]与现有技术相比较，本技术的有益效果是：为了增加储放能性能，提出一种多孔翅片，在储放能过程中，能提高储放能速率。储能时，焊接于传热管外表面的多孔翅片能扩展传热面积，形成多个热源，同时由于其开孔特性，相对不开孔时，可以提高相变材料装填量；在相变材料自然对流占主导时，还能降低对自然对流的阻挡，增加自然对流通路，提升自然对流效果。放能时，多孔翅片则可以扩展传热面积。为了增加传热效率和延缓水垢形成，提出一种螺旋交叉带，通过该螺旋带产生的纵向涡，极大地增加了管内剪切流的对流强度，加强了管内流体的混合能力，削弱了边界层的发展，提升了传热速率，同时由于管内的纵向涡旋流效应，还可以延缓水垢的形成。通过对相变材料配比、进水腔结构参数、出水腔结构参数、传热管结构参数和螺旋交叉带结构参数的有效调控，可以进一步改善该相变储能箱的热力学效率和传热综合性能。相变储能箱通过固液相变进行能量的存储和释放，温度波动小，能以恒温供热，相对传统水箱的显热蓄热，其密度约比显热高一个数量级，设备占用体积小，水温容易控制。同时，相变储能箱还具有环保，使用安全，安装维护方便等特点。
附图说明
[0014]图1是本技术流道结构示意图；
[0015]图2是本技术流道结构轴测图；
[0016]图3是本技术相变储能换热器箱体1的外部结构示意图；
[0017]图4是本技术相变储能换热器箱体1的内部结构示意图；
[0018]图5是本技术翅片7的截面示意图；
[0019]图6是本技术螺旋交叉带8的一种结构三视图；
[0020]图7是本技术螺旋交叉带8的另一种结构三视图。
具体实施方式
[0021]下面根据附图1
‑
7对本技术的具体实施方式做一个详细的说明。
[0022]一种翅片和螺旋带复合强化传热技术的相变储能箱，包括相变储能换热器箱体1、相变材料2、传热流道3、进水腔4、出水腔5、导流挡板6、多孔翅片7和螺旋交叉带8。相变储能换热器箱体1包括不锈钢内壳11、不锈钢封盖12、保温层13和不锈钢外壳14，不锈钢内壳11上端和下端分别设有不锈钢封盖12，不锈钢内壳11、不锈钢封盖12和不锈钢外壳14之间为保温层13，保温层13为发泡聚氨酯，所述相变储能换热器箱体1为圆柱状。传热流道3包括传热管31、进水管32和出水管33，所述传热管31可以为直管或盘管。进水腔4外侧连接进水管
32，出水腔5外侧连接出水管33，进水腔4和出水腔5内设置有导流挡板6对流体进行引流，导流挡板6与进水腔4和出水腔5形成了圆盘形流道。所述多孔翅片7为沿周向开孔的翅片，并焊接在传热管31上，所述多孔翅片7的开孔由圆形和椭圆形组成，开孔数为4~8。所述螺旋交叉带8内置于传热管31内，并与传热管31焊接固定。所述相变材料2填充在不锈钢内壳11、不锈钢封盖12和传热管31围成的区域内。传热管31与不锈钢封盖12通过焊接固定，所述螺旋交叉带8为矩形截面交叉并整体沿流向旋转的管内强化元件。所述相变材料2为石蜡，所述相变材料2中的导热率提高填充材料包括碳纳米管、石墨烯、碳纤维、纳米二氧化钛、纳米二氧化镁、纳米氧化铜、纳米氧化锌的一种或多种。
[0023]实施例1
[0024]如附图1
‑
6所示，不锈钢内壳11的外径为450mm，壁厚为10mm。保温层13为发泡聚氨酯，厚度为60mm。不锈钢封盖12的直径为430mm，壁厚为10mm。不锈钢外壳14的外径为590mm，壁厚为10mm。传热管31的布本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种翅片和螺旋带复合强化传热技术的相变储能箱，其特征在于，包括相变储能换热器箱体、相变材料、传热流道、进水腔、出水腔、导流挡板、多孔翅片和螺旋交叉带，相变储能换热器箱体包括不锈钢内壳、不锈钢封盖、保温层和不锈钢外壳，不锈钢内壳上端和下端分别设有不锈钢封盖，不锈钢内壳、不锈钢封盖和不锈钢外壳之间为保温层，所述相变储能换热器箱体为圆柱状，传热流道包括传热管、进水管和出水管，进水腔外侧连接进水管，出水腔外侧连接出水管，进水腔和出水腔内设置有导流挡板对流体进行引流，导流挡板与进水腔和出水腔形成了圆盘形流道，所述螺旋交叉带内置于传热管内，并与传热管焊接固定，所述相变材料填充在不锈钢内壳、不锈钢封盖和传热管之间围成的区域内，传热管与不锈钢封盖通过焊接固定。2.根据权利要求1所述的一种翅片和螺旋带复合强化传热技术的相变储能箱，其特征在于：所述多孔翅片为沿周向开孔的翅片，多孔翅片焊接在传热管外表面上。3.根据权利要求1所述的一种翅片和螺旋带复合强化传热技术的...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪宇翔，杜娟，
申请(专利权)人：丽水学院，
类型：新型
国别省市：