專利名稱：一種插拔式相變儲能裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種相變儲能裝置，涉于相變儲能技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
工業(yè)產(chǎn)業(yè)中，很多能量的供應(yīng)與需求具有較強的時間性，多數(shù)情況下熱量的供應(yīng)是不連續(xù)的，如鋼鐵、冶金、鍋爐、交通等產(chǎn)業(yè)，而余熱的回收利用需要保證熱量的穩(wěn)定性、以及時間的連續(xù)性，這二者在時間上的不匹配往往造成很大的余熱損失。潛熱型蓄熱材料可將余熱進行存儲，根據(jù)需要將熱量隨時供應(yīng)，既可節(jié)能、減輕污染，又能提高熱量利用率、降低運行費用，在工業(yè)余熱回收方面具有廣闊的前景。傳統(tǒng)的相變儲能裝置僅僅利用增大換熱面積的方法來提高導(dǎo)熱，如微型膠囊法，而對材料儲放熱過程中的熱分布均勻性研究較少，且整個裝置密封，相變材料不可更換，導(dǎo)致材料壽命參差不齊，降低相變裝置的效率與壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的相變儲能裝置放熱均勻性差、相變材料不易更換、相變材料壽命不一致等問題，進而提供了一種插拔式相變儲能裝置。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是:一種插拔式相變儲·能裝置，所述儲能裝置包括殼體、多個水平隔板、兩個豎直隔板、多個套管、多個管狀相變材料容器和蓋板，殼體的一個側(cè)壁的上部設(shè)有介質(zhì)入口管，在與設(shè)有介質(zhì)入口管的側(cè)壁相對的側(cè)壁上設(shè)有介質(zhì)出口管；兩個豎直隔板設(shè)置在殼體內(nèi)，一個豎直隔板靠近設(shè)有介質(zhì)入口管的側(cè)壁且與其平行設(shè)置，二者之間構(gòu)成分流區(qū)域；另一個豎直隔板靠近設(shè)有介質(zhì)出口管的側(cè)壁且與其平行，二者之間構(gòu)成合流區(qū)域；在殼體內(nèi)的兩個豎直隔板之間連接有多個平行設(shè)置的水平隔板，將殼體的內(nèi)腔由下至上均勻分割成多個儲能區(qū)域；每個套管為具有端底的管體，多個套管的底端從設(shè)有介質(zhì)出口管的側(cè)壁及相鄰的豎直隔板水平穿入殼體內(nèi)，且多個套管的敞口端露在殼體外；多個套管陣列排布在殼體內(nèi)，且每相鄰兩行套管之間夾有一層水平隔板；每個套管內(nèi)插裝有一個管狀相變材料容器，蓋板由板體和與套管數(shù)量一致的端蓋構(gòu)成，多個端蓋陣列排布在板體的板面上，且每個端蓋的延伸端開有凹槽，相應(yīng)地每個管狀相變材料容器的外端端面具有用于插拔連接的榫頭，所述凹槽與榫頭榫卯連接；靠近設(shè)有介質(zhì)入口管的側(cè)壁的豎直隔板上設(shè)有多個呈陣列布置的分程孔，每個儲能區(qū)域?qū)?yīng)一行分程孔，介質(zhì)出口管還同時穿過板體；多個水平隔板中除位于最上方的水平隔板外其余每個水平隔板上均開多個折流孔，各個水平隔板上折流孔用于平衡介質(zhì)在各個儲能區(qū)域中的流量。本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明設(shè)計了一種隔板式、插拔式儲能裝置，相比于傳統(tǒng)裝置，本發(fā)明利用了隔板式儲能裝置分程折流的方法，顯著提高裝置放熱的均勻性；本發(fā)明實現(xiàn)了相變材料的快捷更換，有以下優(yōu)點:(1)可更換不同相變材料以儲存不同品位的熱能；(2)可調(diào)整材料的工作位置，使材料壽命趨于一致。因此，本方法可提高相變儲能裝置的使用效率與壽命。


圖1是本發(fā)明所述插拔式相變儲能裝置的分程折流原理的示意圖及分區(qū)圖；圖2是本發(fā)明的插拔式結(jié)構(gòu)原理的示意圖(本發(fā)明的裝配關(guān)系原理示意圖)；圖3是套管3、管狀相變材料容器9與蓋板8的裝配關(guān)系圖(零件的裝配關(guān)系圖)；圖4是本裝置拔出相變材料的狀態(tài)示意圖；圖5是本裝置插入相變材料的狀態(tài)示意圖；圖6是套管3、管狀相變材料容器9與蓋板8的裝配關(guān)系放大圖；圖7是本發(fā)明裝置的隔板布置示意圖；圖8是管狀相變材料容器9結(jié)構(gòu)不意圖；圖9是管狀相變材料容器9與蓋板8的裝配關(guān)系不意圖；圖10是水平隔板2、豎直隔板10、分程孔6與折流孔7的尺寸標(biāo)注示意圖；圖11是介質(zhì)-材料體積比關(guān)系示意圖；圖12是充放熱實驗結(jié)果圖；圖13是管狀相變材料容器9陣列方式與放熱時間的關(guān)系圖；圖14是裝置更換相變材料的過程不意圖；圖15是運用CFD軟件仿真的裝置放熱瞬時圖，t = 90s時不設(shè)置隔板與設(shè)置隔板的放熱效果對比圖，左邊的圖15a為不設(shè)置隔板的儲能裝置的放熱瞬時圖，右邊的圖15b為設(shè)置隔板的儲能裝置的放熱瞬時圖；圖16是運用CFD軟件仿真的相變儲能裝置模擬放熱結(jié)果圖(放熱曲線圖)，左邊的圖16a為不設(shè)置隔板的儲能裝置的放熱曲線圖，右邊的圖16b為設(shè)置隔板的儲能裝置的放熱曲線圖；圖17是運用CFD軟件仿真時不同折流孔7的設(shè)置方式示意圖，左上的圖17a為每一個水平隔板2上的折流孔7均分布在靠近介質(zhì)出口管5的隔板一端的設(shè)置方式示意圖，右上的圖17b為每一個水平隔板2上的折流孔7均分布在水平隔板2的中央的設(shè)置方式示意圖，左下的圖17c為最上方水平隔板2與最下方水平隔板2上的折流孔7分布在靠近介質(zhì)出口管5的隔板一端、其余水平隔板2上的折流孔7交錯排列的設(shè)置方式示意圖，右下的圖17d為最上方水平隔板2與最下方水平隔板2上的折流孔7分布在水平隔板2的中央、其余水平隔板2上的折流孔7交錯排列的設(shè)置方式示意圖?！?br> 具體實施例方式具體實施方式
一:如圖1 9所示，本實施方式所述的一種插拔式相變儲能裝置包括殼體1、多個水平隔板2、兩個豎直隔板10、多個套管3、多個管狀相變材料容器9和蓋板8，殼體I的一個側(cè)壁的上部設(shè)有介質(zhì)入口管4，在與設(shè)有介質(zhì)入口管4的側(cè)壁相對的側(cè)壁上設(shè)有介質(zhì)出口管5 ;兩個豎直隔板10設(shè)置在殼體I內(nèi)，一個豎直隔板10靠近設(shè)有介質(zhì)入口管4的側(cè)壁且與其平行設(shè)置，二者之間構(gòu)成分流區(qū)域I ;另一個豎直隔板10靠近設(shè)有介質(zhì)出口管5的側(cè)壁且與其平行，二者之間構(gòu)成合流區(qū)域II ;在殼體I內(nèi)的兩個豎直隔板10之間連接有多個平行設(shè)置的水平隔板2，將殼體I的內(nèi)腔由下至上均勻分割成多個儲能區(qū)域III ;每個套管3為具有端底的管體，多個套管3的底端從設(shè)有介質(zhì)出口管5的側(cè)壁及相鄰的豎直隔板10水平穿入殼體I內(nèi)，且多個套管3的敞口端露在殼體I外；多個套管3陣列排布在殼體I內(nèi)，且每相鄰兩行套管3之間夾有一層水平隔板2 ;每個套管3內(nèi)插裝有一個管狀相變材料容器9,蓋板8由板體8-1和與套管3數(shù)量一致的端蓋8-2構(gòu)成(蓋板8用于將每個管狀相變材料容器9封裝在一個套管3內(nèi))，多個端蓋8-2陣列排布在板體8-1的板面上，且每個端蓋8-2的延伸端開有凹槽8-3，相應(yīng)地每個管狀相變材料容器9的外端端面具有用于插拔連接的榫頭9-1，所述凹槽8-3與榫頭9-1榫卯連接；靠近設(shè)有介質(zhì)入口管4的側(cè)壁的豎直隔板10上設(shè)有多個呈陣列布置的分程孔6，每個儲能區(qū)域III對應(yīng)一行分程孔6，介質(zhì)出口管5還同時穿過板體8-1 ;多個水平隔板2中除位于最上方的水平隔板2外其余每個水平隔板2上均開多個折流孔7，各個水平隔板2上折流孔7用于平衡介質(zhì)在各個儲能區(qū)域III中的流量。
具體實施方式
二:如圖2所示，本實施方式中，多個水平隔板2中位于最上方的水平隔板2短于其它水平隔板2。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
一相同。所述具體實施方式
二的優(yōu)點在于:能夠增加最上方的儲能區(qū)III中介質(zhì)的流程，提高本裝置的換熱效果。
具體實施方式
三:本實施方式中，所述分程孔6的孔徑
權(quán)利要求
1.一種插拔式相變儲能裝置，其特征在于:所述儲能裝置包括殼體(I)、多個水平隔板(2)、兩個豎直隔板(10)、多個套管(3)、多個管狀相變材料容器(9)和蓋板(8)，殼體(I)的一個側(cè)壁的上部設(shè)有介質(zhì)入口管(4)，在與設(shè)有介質(zhì)入口管(4)的側(cè)壁相對的側(cè)壁上設(shè)有介質(zhì)出口管(5);兩個豎直隔板(10)設(shè)置在殼體⑴內(nèi)，一個豎直隔板(10)靠近設(shè)有介質(zhì)入口管(4)的側(cè)壁且與其平行設(shè)置，二者之間構(gòu)成分流區(qū)域(I);另一個豎直隔板(10)靠近設(shè)有介質(zhì)出口管(5)的側(cè)壁且與其平行，二者之間構(gòu)成合流區(qū)域(II);在殼體(I)內(nèi)的兩個豎直隔板(10)之間連接有多個平行設(shè)置的水平隔板(2)，將殼體(I)的內(nèi)腔由下至上均勻分割成多個儲能區(qū)域(III); 每個套管(3)為具有端底的管體，多個套管(3)的底端從設(shè)有介質(zhì)出口管(5)的側(cè)壁及相鄰的豎直隔板(10)水平穿入殼體(I)內(nèi)，且多個套管(3)的敞口端露在殼體(I)外；多個套管⑶陣列排布在殼體⑴內(nèi)，且每相鄰兩行套管⑶之間夾有一層水平隔板⑵；每個套管(3)內(nèi)插裝有一個管狀相變材料容器(9)，蓋板(8)由板體(8-1)和與套管(3)數(shù)量一致的端蓋(8-2)構(gòu)成，多個端蓋(8-2)陣列排布在板體(8-1)的板面上，且每個端蓋(8-2)的延伸端開有凹槽(8-3)，相應(yīng)地每個管狀相變材料容器(9)的外端端面具有用于插拔連接的榫頭(9-1)，所述凹槽(8-3)與榫頭(9-1)榫卯連接；靠近設(shè)有介質(zhì)入口管(4)的側(cè)壁的豎直隔板(10)上設(shè)有多個呈陣列布置的分程孔￠)，每個儲能區(qū)域(III)對應(yīng)一行分程孔(6)，介質(zhì)出口管(5)還同時穿過板體(8-1);多個水平隔板(2)中除位于最上方的水平隔板(2)外其余每個水平隔板(2)上均開多個折流孔(7)，各個水平隔板(2)上折流孔(7)用于平衡介質(zhì)在各個儲能區(qū)域(III)中的流量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種插拔式相變儲能裝置，其特征在于:多個水平隔板(2)中位于最上方的水平隔板(2)短于其它水平隔板(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種插拔式相變儲能裝置，其特征在于:所述分程孔(6)的孔徑
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種插拔式相變儲能裝置，其特征在于:所述折流孔(7)的孔徑
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種插拔式相變儲能裝置，其特征在于:折流孔(7)設(shè)置方式是:具有折流孔(7)的最上層的水平隔板(2)上的折流孔(7)靠近介質(zhì)出口管(5)，最下層的水平隔板⑵上的折流孔(7)靠近介質(zhì)出口管(5)，其它的各個水平隔板⑵上的折流孔(7)交錯設(shè)置。
全文摘要
一種插拔式相變儲能裝置，涉于相變儲能技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明能解決現(xiàn)有的相變儲能裝置放熱的均勻性差、相變材料不易更換、相變材料壽命不一致等問題。裝有管狀相變材料容器的套管端底從介質(zhì)出口管的側(cè)壁水平穿入殼體內(nèi)，多個套管陣列排布，管口由外延薄壁扣緊殼體，相鄰兩行套管之間用水平隔板隔離；蓋板由板體和陣列排布端蓋構(gòu)成，端蓋突出部分端面開有凹槽，與管狀相變材料容器外端端面榫頭實現(xiàn)榫卯連接；靠近介質(zhì)入口管側(cè)壁的豎直隔板上設(shè)置分程孔，水平隔板中除頂層隔板外均開多個折流孔。本發(fā)明可更換不同相變材料以儲存不同品位的熱能；可調(diào)整材料的工作位置，使材料壽命趨于一致。因此，本方法可提高相變儲能裝置的使用效率與壽命。
文檔編號F28D20/02GK103245238SQ20131020389
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月28日
發(fā)明者夏裕俊, 楊琦, 彭浩陽, 寇宇, 邱曉明, 高繼慧 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)