一种内置间断型组合扭曲肋的同心三套管相变蓄热器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种内置间断型组合扭曲肋的同心三套管相变蓄热器，其中包括：三套管相变蓄热器外管、内管、相变材料充填管和内置于相变材料充填管与内管间的外侧间断型扭曲肋和内侧间断型扭曲肋。所述的外管内表面和相变材料充填管外表面的交集区域构成外侧换热流体通路，所述的内管外表面和相变材料充填管内表面的交集区域构成半流体通路。外侧间断型扭曲肋和内侧间断型扭曲肋是由铝材薄片裁去既定几何形状后扭转一定角度制备而成，其轴向长度与外管等长,可增加相变区的传热面积，提升传热流体与相变材料热交换的速率，加快相变材料熔化或凝固的时间，进而可有效增强换热流体与相变材料填充管侧的传热效果及三套管相变蓄热器的综合性能。变蓄热器的综合性能。变蓄热器的综合性能。

【技术实现步骤摘要】
一种内置间断型组合扭曲肋的同心三套管相变蓄热器


[0001]本技术涉及一种内置间断型组合扭曲肋的同心三套管相变蓄热器。

技术介绍

[0002]相较于传统的重力式热管，同心三套管内外两侧的换热通路具备更强的热负荷能力，内外侧热量传递的路程更短，传热系数增加，因而内外两侧换热热阻较小，是目前套管式相变蓄热器的研究热点之一。鉴于现有的相变蓄热材料储热密度有限而高性能复合储热材料制备成本较高，致使相变蓄热材料难以满足新型高性能相变蓄热器换热要求的突出问题，提升三套管换热性能势在必行。从已有的文献基础来看，内置肋片部件是同心三套管相变蓄热器强化传热技术的重要发展方向之一。基于此，本技术通过在同心三套管内管外表面和相变材料充填管内表面加装间断型组合扭曲肋，以增加相变材料充填区的换热面积，提升内外侧换热流体与相变蓄热材料的换热速率，同时间断型组合扭曲肋的置入可使液态相变材料区的自然对流效应增强，缩短蓄放热时间，进而对优化同心三套管相变蓄热器的蓄能密度、结构参数升级起到一定的促进作用。
[0003]本专利技术专利的目的在于克服现有相变蓄热材料储热密度有限而高性能复合储热材料制备成本较高，致使相变蓄热材料难以满足新型高性能相变蓄热器换热要求的突出问题，通过在内管外表面及相变材料充填管内表面加装间断型组合扭曲肋，制备出一种高效紧凑、蓄放热性能良好的同心三套管相变蓄热器。

技术实现思路

[0004]本技术提出一种结构紧凑、高效节能、更高换热效率的内置间断型组合扭曲肋的同心三套管相变蓄热器。通过在内管和相变材料填充套管之间置入间断型组合扭曲肋，可有效增强液态相变区的自然对流，改善相变材料填充管内的温度分布，加速相变材料的熔化，进而进一步提升同心三套管相变蓄热器的热响应能力。
[0005]为了达到上述目的，本技术采用的技术方案是：
[0006]提供一种内置间断型组合扭曲肋的同心三套管相变蓄热器，包括有：三套管相变蓄热器外管、相变材料充填管、内管、外侧间断型扭曲肋和内侧间断型扭曲肋，其特征在于：三套管相变蓄热器外管内表面和相变材料充填管外表面的交集区域构成外侧换热流体通路，内管外表面和相变材料充填管内表面的交集区域构成半流体通路。
[0007]提供一种内置间断型组合扭曲肋的同心三套管相变蓄热器，其特征在于：所述的半流体通路内置间断型组合扭曲肋，三套管相变蓄热器外管、相变材料充填管和内管均以三套管相变蓄热器外管的中心线呈对称分布，外侧间断型扭曲肋和内侧间断型扭曲肋与三套管相变蓄热器外管等长，为周期型结构，是在裁去既定几何形状的铝材薄片的基础上，将其沿管轴向方向扭转一定角度制备而成。
[0008]提供一种内置间断型组合扭曲肋的同心三套管相变蓄热器，其特征在于：所述的外侧间断型扭曲肋置于相变材料充填管的内表面，内侧间断型扭曲肋置于内管的外表面，
两者共同构成了间断型组合扭曲肋。
[0009]提供一种内置间断型组合扭曲肋的同心三套管相变蓄热器，其特征在于：所述的外侧间断型扭曲肋置于相变材料充填管的内表面，内侧间断型扭曲肋置于内管的外表面，所述的外侧间断型扭曲肋和内侧间断型扭曲肋分别置入2个，扭转角度为90
°
，两者共同构成了间断型组合扭曲肋。
[0010]提供一种内置间断型组合扭曲肋的同心三套管相变蓄热器，其特征在于：在该同心三套管相变蓄热器的任一横截面处，所述的外侧间断型扭曲肋和内侧间断型扭曲肋沿顺时针方向扭转呈现涡轮状。
[0011]提供一种内置间断型组合扭曲肋的同心三套管相变蓄热器，其特征在于：所述的外侧换热流体通路分别设有外侧换热流体入口和外侧换热流体出口。
[0012]本技术采用同心三套管相变蓄热器与间断型组合扭曲肋相结合的方式，并将套管相变蓄热器的换热特性与相变蓄热材料的蓄放热特性有机结合，结构紧凑，对提高相变区的传热面积，加速传热流体与相变材料的热量交换，改善相变材料填充管内的温度分布，降低相变材料充能时间，使得相变蓄热材料进行热能存储的同时，换热流体也能正常进行热交换。
附图说明
[0013]图1为内置间断型组合扭曲肋的同心三套管相变蓄热器的三维结构示意图；
[0014]图2为内置间断型组合扭曲肋的同心三套管相变蓄热器的三维结构剖面图；
[0015]图3为图2的正视图；
[0016]图4为图1的侧视图；
[0017]图5为未扭转的间断型组合扭曲肋的结构示意图；
[0018]图6为扭转过后的间断型组合扭曲肋的正视图；
[0019]图7为扭转过后的间断型组合扭曲肋的侧视图；
[0020]图8为内侧间断型扭曲肋及三套管相变蓄热器内管的结构剖面图；
[0021]图9为内侧间断型扭曲肋及三套管相变蓄热器内管的结构侧视图；
[0022]图10为外侧间断型扭曲肋及相变蓄热材料充填套管的结构剖面图；
[0023]图11为外侧间断型扭曲肋及相变蓄热材料充填套管的结构侧视图；
[0024]图12为扭转过后的间断型组合扭曲矩形肋的正视图；
[0025]图13为扭转过后的间断型组合扭曲矩形肋的侧视图；
[0026]图14为扭转过后的间断型组合扭曲平行四边形肋的正视图；
[0027]图15为扭转过后的间断型组合扭曲平行四边形肋的侧视图；
[0028]图16为扭转过后的间断型组合扭曲直角梯形肋的正视图；
[0029]图17为扭转过后的间断型组合扭曲直角梯形肋的侧视图；
[0030]图中，1—三套管相变蓄热器外管；2—相变材料充填管；3—内管；4—外侧换热流体通路；5—内侧换热流体入口；6—半流体通路；7—外侧间断型扭曲肋；8—外侧换热流体出口；9—外侧换热流体入口；10—内侧换热流体出口；11—内侧间断型扭曲肋
具体实施方式
[0031]为了更好地理解本技术，下面结合附图对本技术作进一步详细描述。如图1所示，一种内置间断型组合扭曲肋的同心三套管相变蓄热器，包括三套管相变蓄热器外管1、相变材料充填管2、内管3、外侧间断型扭曲肋7和内侧间断型扭曲肋11。所述的外管1内表面和相变材料充填管2外表面的交集区域构成外侧换热流体通路4，所述的内管3外表面和相变材料充填管2内表面的交集区域构成半流体通路6，所述的半流体通路6内置外侧间断型扭曲肋7和内侧间断型扭曲肋11，三套管相变蓄热器外管1、相变材料充填管2和内管3均以三套管相变蓄热器外管1的中心线呈对称分布，外侧间断型扭曲肋7和内侧间断型扭曲肋11与三套管相变蓄热器外管1等长，为周期型结构，是在裁去既定几何形状的铝材薄片的基础上，将其沿管轴向方向扭转制备而成。
[0032]来自太阳能光伏、风能、热力回收等可再生能源与低品位热能领域的热源流体经外侧换热流体入口9进入三套管相变蓄热器外管1，由外侧换热流体出口8流出，经内侧换热流体入口5进入三套管相变蓄热器内管3，由内侧换热流体出口10流出。在内外侧换热流体通路内，换热流体通过导热方式将热量传递给相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种内置间断型组合扭曲肋的同心三套管相变蓄热器，其特征在于：包括三套管相变蓄热器外管(1)、相变材料充填管(2)、内管(3)、外侧间断型扭曲肋(7)和内侧间断型扭曲肋(11)，所述的三套管相变蓄热器外管(1)内表面和相变材料充填管(2)外表面的交集区域构成外侧换热流体通路(4)，所述的内管(3)外表面和相变材料充填管(2)内表面的交集区域构成半流体通路(6)，所述的外侧间断型扭曲肋(7)和内侧间断型扭曲肋(11)内置于半流体通路(6)，与三套管相变蓄热器外管(1)等长，为周期型结构，是在裁去既定几何形状的铝材薄片的基础上，将其沿管轴向方向扭转一定角度制备而成。2.根据权利要求1所述的一种内置间断型组合扭曲肋的同心三套管相变蓄热器，其特征在于：所述的外侧间断型扭曲肋(7)设置于相变材料充填管(2)的内表面，内侧间断型扭曲肋(11)设置于内管(3)的外表面，两者共同构成了间断型组合...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴林凯，谢尚奎，熊帅超，王潇芹，林志敏，
申请(专利权)人：兰州交通大学，
类型：新型
国别省市：