一种球凸状翅片式相变蓄热器

1.本实用新型涉及一种能源存储与释放装置，尤其涉及一种翅片式相变蓄热换热器。


背景技术：

2.随着社会经济的不断发展以及不可再生能源的大量消耗，节能现已成为全球关注的热点话题。太阳能、风能、地热能等可再生能源和工业余热、废热的利用已经成为研究重点。但是这些能源都具有间断性和不稳定性的特点。所以，我们需要把这些能量通过技术手段储存起来。相变蓄热是通过利用相变蓄热材料（pcm）的潜热能力将生活中的余热储存起来，然后在需要的时候通过放热能力将储存的热量释放出来。套管式蓄热器是目前应用较为广泛的相变蓄热装置。高温流体流入壳管内部时，热量将从内管传递至内管壁面和翅片进而传递至相变蓄热材料，相变材料吸收热量开始熔化.，利用潜热将热能进行储存最后再在需要的地方将热量释放出来。在过去的研究中，因为相变材料低导热率，强化传热的研究成为了发展相变蓄热技术的重中之重。通过添加翅片也是一种在工业中最常见的强化传热方法，但是传统模型的翅片结构均是矩形翅片，相变蓄热材料熔化速率较低，传热性能不佳。


技术实现要素：

3.为了解决相变材料导热率低，整体温度不均匀，本实用新型提供一种结构简单、加工方便、成本低廉的球凸状翅片式相变蓄热换热器，增大与相变材料的接触面积，提高传热能力，以此达到强化传热的目的。
4.为此，本实用新型采用的技术方案如下：一种球凸状翅片式相变蓄热器，其特征在于，包括：蓄热器壳体1，两侧端盖2，内管3，冷热流体通道4，相变蓄热材料5，内管翅片6，球凸部分7。蓄热器壳体1和内管3之间形成蓄热腔体，内管3同轴设置在壳体内；两侧端盖2和壳体1工业粘结在一起；内管3内部为冷热流体通道4；相变蓄热材料5将内管翅片6包裹；内管翅片6和球凸部分7与内管3固接在一起。所述相变蓄热材料5填充于内管3和壳体之间，所述的内管翅片6使用钣金冲压的方式在翅片上形成球凸部分7，所述翅片呈圆周方向均匀分布在内管3上，共12个翅片单元，所述蓄热相变材料（5）为结晶水合盐类、或石蜡、或脂肪酸类相变材料.
5.本实用新型有显著的优点和效果。
6.本实用新型通过在蓄热腔体内部应用具有球凸状的翅片，增大翅片与相变材料之间的传热面积，提升传热效果，加快相变材料的熔化速度，提高相变材料的利用率。而且装置结构简单，成本低廉，容易制造。
附图说明
7.图1是本实用新型一种球凸状翅片式相变蓄热器整体形状图示意图。
8.图2是本实用新型一种球凸状翅片式相变蓄热器具体结构示意图。
9.图3是本实用新型一种球凸状翅片式相变蓄热器横剖面示意图。
10.图4是本实用新型一种球凸状翅片式相变蓄热器纵剖面示意图。
11.图5是本实用新型一种球凸状翅片式相变蓄热器球凸状翅片结构示意图。
12.图中，1-蓄热箱壳体，2-端盖，3-内管，4-冷热流体通道，5-相变蓄热材料，6-内管翅片，7-球凸部分。
具体实施方式
13.为了更好的理解本使用新型，下面结合附图做进一步说明。
14.如图1所示，本实用新型的整体结构为长管圆柱形。外部主要包括蓄热箱壳体1，两侧密封端盖2对内部蓄热材料起密封保护作用，内部的流体管道3的长度长于壳体。两侧端盖2与内管3外壁与蓄热器壳体之间采用工业密封的方式粘结起来。
15.如图2所示，本实用新型主要包括蓄热器壳体1，两侧端盖2，内管3，冷热流体通道4，相变蓄热材料5，内管翅片6，球凸部分7。蓄热器壳体1和内管3之间形成蓄热腔体，内管3同轴设置在壳体内；两侧端盖2和壳体1工业粘结在一起；内管3内部为冷热流体通道4；相变蓄热材料5将内管翅片6包裹；内管翅片6和球凸部分7与内管3固接在一起。所述相变蓄热材料5填充于内管3和壳体之间，所述的内管翅片6使用钣金冲压的方式在翅片上形成球凸部分7，所述翅片呈圆周方向均匀分布在内管3上，共12个翅片单元，所述蓄热相变材料5为结晶水合盐类、或石蜡、或脂肪酸类相变材料.
16.如图3和图4所示，当内管3中有流体经过时，流体和相变蓄热材料5之间通过球凸状翅片以及内管壁进行热量传递，从而使相变材料熔化或凝固完成吸热或放热。
17.如图5所示，矩形翅片6通过钣金冲压的方式在其两侧叫错均匀形成球凸状7，这样相对于普通的矩形翅片，会增加整个翅片6的总体表面积，从而使翅片6与相变蓄热材料5的传热接触面积增大，以此提高综合传热效率，增大传热量，加快相变蓄热材料的熔化速率，从而达到强化传热的目的，实现高效换热。


技术特征：
1.一种球凸状翅片式相变蓄热器，其特征在于，包括：蓄热器壳体（1），两侧端盖（2），内管（3），冷热流体通道（4），相变蓄热材料（5），内管翅片（6），球凸部分（7）；蓄热器壳体（1）和内管（3）之间形成蓄热腔体，内管（3）同轴设置在壳体（1）内；两侧端盖（2）和壳体（1）工业粘结在一起；内管（3）内部为冷热流体通道（4）；相变蓄热材料（5）将内管翅片（6）包裹；内管翅片（6）和球凸部分（7）与内管（3）固接在一起。2.根据权利要求1所述的球凸状翅片式相变蓄热器，其特征在于，所述相变蓄热材料（5）填充于内管（3）和壳体之间。3.根据权利要求1所述的球凸状翅片式相变蓄热器，其特征在于，所述的内管翅片（6）使用钣金冲压的方式在翅片上形成球凸部分（7）。4.根据权利要求1所述的球凸状翅片式相变蓄热器，其特征在于，所述内管翅片（6）和内管（3）通过焊接的方式固接在一起，翅片呈圆周方向均匀分布在内管（3）上，共12个翅片单元。5.根据权利要求1所述的球凸状翅片式相变蓄热器，其特征在于，所述两侧端盖（2）和壳体（1）使用工业密封的方式粘接在一起，并对相变蓄热材料起到密封和保护作用。6.根据权利要求1所述的球凸状翅片式相变蓄热器，其特征在于，所述冷热流体通道（4）中的冷热流体通过内管（3）和内管翅片（6）与相变蓄热材料进行热量交换。7.根据权利要求1所述的球凸状翅片式相变蓄热器，其特征在于，所述相变蓄热材料（5）为结晶水合盐类、或石蜡、或脂肪酸类相变材料。8.根据权利要求4所述的球凸状翅片式相变蓄热器，其特征在于，所述球凸部分（7）是较均匀交错的分布在翅片（6）两侧。

技术总结
本实用新型公开了一种球凸状翅片式相变蓄热装置，该装置主要包括蓄热器壳体1，两侧端盖2，内管3，冷热流体通道4，相变蓄热材料5，内管翅片6，球凸部分7。翅片通过钣金冲压形成球凸状，再将球凸状的翅片通过焊接的方式固接在内管上。而内管和壳体之间填充相变蓄热材料，使其通过翅片和内管壁之间传热进而和内管内的流体进行热量交换，实现吸热或放热过程。应用球凸状的翅片，在节省空间的情况下，相比普通的翅片，其和相变蓄热材料的接触面积大大增加，使有效换热面积增加，使得相变蓄热材料融化速率优于传统模型，传热性能得到提升。本实用新型结构简单，容易制造，传热效率高，具备蓄热和放热功能，可充分应用太阳能，工业余热，进行高效率废热回收利用。行高效率废热回收利用。行高效率废热回收利用。


技术研发人员：蒋静智 杨奇 邵国伟
受保护的技术使用者：河北科技大学
技术研发日：2022.08.05
技术公布日：2022/10/28