建筑用相變材料儲能換熱管的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種建筑用相變材料儲能換熱管，由內(nèi)、外兩層鋼管組成，外管的縱向同心位置設(shè)置有內(nèi)管，內(nèi)管與外管的管壁之間設(shè)置有圓形肋片；內(nèi)管的兩端分別設(shè)置有接口A和接口B；外管的兩端封閉，且留出接口A和接口B；內(nèi)管與外管之間為相變材料填充腔；外管的一端還設(shè)置有填充相變材料及排氣閥的接口。本發(fā)明針對建筑制冷供熱末端，充分發(fā)揮相變材料儲能和調(diào)控室內(nèi)熱環(huán)境兩大主要作用，對室內(nèi)熱環(huán)境產(chǎn)生明顯的穩(wěn)定作用，使得建筑更加宜居。
【專利說明】建筑用相變材料儲能換熱管

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種儲能換熱管，尤其涉及一種建筑用可利用相變材料儲能的水一相變材料換熱管。屬于綠色建筑和可再生能源利用領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]相變材料儲能技術(shù)是近年來建筑節(jié)能技術(shù)發(fā)展的熱點之一，具有多重優(yōu)勢，集中體現(xiàn)在以下幾點:首先，各類相變材料在相變過程中會吸收或釋放相變潛熱，其熱量相對于顯熱熱量要大得多，這就意味著建筑余熱和余冷可儲存在相變材料中，有效的避免了能量散失，具備了實現(xiàn)跨季節(jié)應(yīng)用的基礎(chǔ)條件。其次，相變材料種類眾多，不同的材料具有不同的物理性質(zhì)，可以針對某一類型建筑根據(jù)其季節(jié)性要求或使用功能進行選擇。再次，相變材料是一種蓄熱能力強，熱惰性大的材料，其作為建筑材料應(yīng)用在房屋圍護結(jié)構(gòu)中，不論什么季節(jié)都可對室內(nèi)熱環(huán)境產(chǎn)生明顯的穩(wěn)定作用，使得建筑更加宜居。最后，在相變過程進行的同時材料自身的溫度幾乎維持不變或變化較小，形成一個寬的溫度平臺，不論冬夏，室內(nèi)溫度始終維持在相變材料相變溫度附近，室內(nèi)熱環(huán)境可始終保持最舒適的狀態(tài)。
[0003]相變材料有多種封裝及安裝方式，在建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用主要有直接滲入法、浸入法、微膠囊和定型相變材料等幾種方式。這幾種應(yīng)用方式主要針對的對象是建筑圍護結(jié)構(gòu)，著重于維持室內(nèi)熱環(huán)境穩(wěn)定，延緩室內(nèi)溫度波動方面，而在配合建筑冷熱源使用方面，即如何充分發(fā)揮相變材料的蓄能作用的研究尚有欠缺，目前僅限于利用簡單的封裝容器封裝相變材料，再將其布置在如地暖盤管等室內(nèi)末端周圍。因此，需要一種新的封裝方式，使相變材料在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用中可以充分體現(xiàn)其儲能和調(diào)控室內(nèi)熱環(huán)境這兩大主要功能。
[0004]在配合建筑冷熱源使用方式中，將相變材料直接與供熱制冷末端結(jié)合是最具優(yōu)勢的。在我國北方地區(qū)，供暖是解決居民冬季基本生活需求的社會服務(wù)，但供暖系統(tǒng)往往造價較高，卻只能在冬季一個季節(jié)使用，而過渡季及夏季要依靠其他的室內(nèi)空氣調(diào)節(jié)方式來實現(xiàn)舒適環(huán)境的營造。這既造成了資源的浪費，還在一定程度上促成了能源結(jié)構(gòu)的惡化。將相變材料以套管的方式封裝在末端，在冬季、過渡季及夏季均能夠應(yīng)用或起到輔助調(diào)節(jié)的效果，不僅可以避免資源浪費，而且還能在一定程度上降低建筑的能耗水平，實現(xiàn)能源的高效利用，對我國未來的經(jīng)濟發(fā)展及能源戰(zhàn)略有著重要的意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的，在于提供一種建筑用相變材料儲能換熱管，針對建筑制冷供熱末端，充分發(fā)揮相變材料儲能和調(diào)控室內(nèi)熱環(huán)境兩大主要作用，在吸收儲存建筑的余熱和余冷，避免能量散失的同時，對室內(nèi)熱環(huán)境產(chǎn)生明顯的穩(wěn)定作用，使得建筑更加宜居。
[0006]本發(fā)明通過如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。
[0007]一種建筑用相變材料儲能換熱管，包括外管和內(nèi)管，其特征在于，與外管1縱向的同心位置設(shè)置有內(nèi)管2，內(nèi)管2與外管1的管壁之間設(shè)置有強化傳熱的圓形肋片3 ；內(nèi)管2為水管路，其兩端分別設(shè)置有接口八6和接口 87 ；外管1的兩端為封閉狀，且留有接口八和接口 8 ；內(nèi)管2與外管1之間為相變材料填充腔5，相變材料填充腔5內(nèi)設(shè)置有相變材料；夕卜管1的一端側(cè)面設(shè)置有接口 4，作為相變材料填充孔及自動排氣閥的接口。
[0008]所述外管1的管徑為0陽0?0X150，長度為2.5米?5.5米。
[0009]所述內(nèi)管2的管徑為0X15?0X32，長度為2.7米?6米。
[0010]所述內(nèi)管2的肋片3為圓形平行排列或螺旋狀，肋片高度為5臟?60臟，間距為20臟?50臟。
[0011]所述相變材料填充腔5內(nèi)設(shè)置的相變材料為脂肪酸與高碳醇類的混合物，脂肪酸為正癸酸、月桂酸、肉豆蘧酸、棕櫚酸或硬脂酸；高碳醇為十二醇、十四醇、十六醇或十八醇；脂肪酸與高碳醇類的質(zhì)量比為46.4?97.5:2.5?53.6 ；所述的脂肪酸和高碳醇的熔點都小于801。
[0012]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0013]1、本發(fā)明放置在房間地板或墻壁處，不僅僅只限于作為儲能單元，而且還可作為圍護結(jié)構(gòu)的一部分，參與到室內(nèi)熱環(huán)境的調(diào)節(jié)過程中。
[0014]2、可全年跨季節(jié)使用，可與多種冷熱源配合使用，作為供熱空調(diào)系統(tǒng)的末端，實用性較強；同時相變材料蓄能提高了能量的利用率，增強了能量利用的合理性，可得到節(jié)能、舒適的效果。
[0015]3.相變材料以套管的方式與建筑冷熱媒末端管道結(jié)合，具有以下優(yōu)點:
[0016]①相變材料完全包裹冷熱媒末端管道，可以在最大程度上使相變材料參與到供熱和供冷過程中熱量交換迅速，避免了能量損失；③相變材料填充量大；④封裝牢固，不易泄露。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]附圖標記如下:
[0019]1-外管2-內(nèi)管
[0020]3-肋片4-接口
[0021]5-相變材料填充腔6-接口八
[0022]7-接口 8

【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0024]參見附圖1所示，本發(fā)明涉及的一種建筑用相變材料儲能換熱管，由內(nèi)、外兩層鋼管組成，包括外管1和內(nèi)管2，外管1管徑為0X125，長度為2%內(nèi)管2管徑為0吧5長度為
2.20。內(nèi)管2設(shè)置在沿外管1縱向的同心位置，內(nèi)管2與外管1的管壁之間設(shè)置有強化傳熱的圓形肋片3，肋片高350111 ；內(nèi)管2為水管路，其兩端分別設(shè)置有接口八6和接口 87 ；外管1的兩端封閉，且留出接口八6和接口 87 ；內(nèi)管2與外管1之間為相變材料填充腔5，相變材料填充腔5內(nèi)設(shè)置有相變材料，為正癸酸與十六醇混合物，質(zhì)量比為62.5:37.5 ；外管1的一端側(cè)面設(shè)置有接口 4，作為相變材料填充孔及自動排氣閥的接口。
[0025]本發(fā)明的工作過程如下:
[0026]冬季時，來自熱源的熱水通過水管管路進入內(nèi)管2換熱，為房屋室內(nèi)及相變材料填充腔5內(nèi)的相變材料提供熱量，相變材料可將熱量加以儲存，到晚上釋放相變潛熱繼續(xù)為室內(nèi)供熱；夏季時，來自冷源的冷水通過水管管路進入內(nèi)管2，將儲存在相變材料填充腔5內(nèi)的相變材料中的熱量帶走，為室內(nèi)供冷，同時相變材料將多余冷量加以儲存，在停止供冷后繼續(xù)為室內(nèi)供冷。
[0027]此外，相變材料作為建筑圍護結(jié)構(gòu)的一部分，大大的增加了建筑圍護結(jié)構(gòu)的熱惰性，加大了室內(nèi)溫度周期變化與室外溫度周期變化的延遲和衰減，使得室內(nèi)熱環(huán)境更加穩(wěn)定。
[0028]本發(fā)明可全年跨季節(jié)使用，可與多種冷熱源配合使用，作為供熱空調(diào)系統(tǒng)的末端，實用性較強。
【權(quán)利要求】
1.一種建筑用相變材料儲能換熱管，包括外管和內(nèi)管，其特征在于，與外管(I)縱向的同心位置設(shè)置有內(nèi)管(2)，內(nèi)管(2)與外管(I)的管壁之間設(shè)置有強化傳熱的圓形肋片(3);內(nèi)管(2)為水管路，其兩端分別設(shè)置有接口 A(6)和接口 B(7);外管(I)的兩端為封閉狀，且留有接口 A和接口 B ;內(nèi)管(2)與外管(I)之間為相變材料填充腔(5)，相變材料填充腔(5)內(nèi)設(shè)置有相變材料；外管(I)的一端側(cè)面設(shè)置有接口(4)，作為相變材料填充孔及自動排氣閥的接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑用相變材料儲能換熱管，其特征在于，所述外管(I)的管徑為DN50?DN150,長度為2.5米?5.5米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑用相變材料儲能換熱管，其特征在于，所述內(nèi)管(2)的管徑為DN15?DN32，長度為2.7米?6米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑用相變材料儲能換熱管，其特征在于，所述內(nèi)管(2)的肋片(3)為圓形平行排列或螺旋狀，肋片高度為5mm?60mm,間距為20mm?50mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑用相變材料儲能換熱管，其特征在于，所述相變材料填充腔(5)內(nèi)設(shè)置的相變材料為脂肪酸與高碳醇類的混合物，脂肪酸為正癸酸、月桂酸、肉豆蘧酸、棕櫚酸或硬脂酸；高碳醇為十二醇、十四醇、十六醇或十八醇；脂肪酸與高碳醇類的質(zhì)量比為46.4?97.5:2.5?53.6 ;所述的脂肪酸和高碳醇的熔點都小于80。。。
【文檔編號】F28D20/00GK104296576SQ201410527487
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月9日
【發(fā)明者】呂石磊, 李翼然 申請人:天津大學(xué)