一種脈動熱管蓄熱裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及熱能儲存與釋放技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種脈動熱管蓄熱裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在能源需求不斷擴大以及化石能源不斷減少的大背景下，新能源、可再生能源等越來越受到重視，新的節(jié)能技術(shù)也不斷得到推廣。然而在工業(yè)及民用領(lǐng)域，仍然有很多廢熱、余熱不能及時得以利用而排放，造成能源的浪費和廢熱對環(huán)境的污染，能源的有效儲存對于提高能源的利用率和減少環(huán)境污染具有重要意義。目前的蓄熱裝置存在蓄熱量小、蓄熱器體積大以及儲熱與放熱不穩(wěn)定等方面的問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]有鑒于此，本實用新型提供一種脈動熱管蓄熱裝置，通過將脈動熱管技術(shù)應(yīng)用于蓄熱器中，利用脈動熱管內(nèi)部工作工質(zhì)的蒸發(fā)與冷凝實現(xiàn)熱量的吸收與儲存。
[0004]本實用新型采用的技術(shù)方案具體為:
[0005]一種脈動熱管蓄熱裝置，包括殼體、蓄熱室和脈動熱管，所述蓄熱室設(shè)于所述殼體內(nèi)，所述殼體和所述蓄熱室的外壁之間設(shè)有保溫層，至少一組所述脈動熱管置于所述蓄熱室，所述蓄熱室內(nèi)設(shè)有冷凝單元和蒸發(fā)單元，所述冷凝單元和所述蒸發(fā)單元通過擋板隔開。
[0006]在上述脈動熱管蓄熱裝置中，所述冷凝單元包括冷流體管道和相變材料，所述冷流體管道置于所述蓄熱室，所述冷流體管道內(nèi)注有冷流體，所述相變材料填充于所述冷凝單元，所述冷流體管道的兩端設(shè)有冷流體進口和冷流體出口，所述冷流體進口和所述冷流體出口設(shè)于所述冷凝單元所在的蓄熱室壁，所述脈動熱管的冷凝端置于所述相變材料。
[0007]在上述脈動熱管蓄熱裝置中，所述蒸發(fā)單元包括折流板和熱流體，所述熱流體填充于所述蒸發(fā)單元，若干個所述折流板形成的通道為熱流體通道，所述熱流體通道的兩端設(shè)有熱流體進口和熱流體出口，所述熱流體進口和所述熱流體出口設(shè)于所述冷凝單元所在的蓄熱室壁，所述脈動熱管的蒸發(fā)端置于所述熱流體。
[0008]在上述脈動熱管蓄熱裝置中，所述蓄熱室的外壁為波紋板。
[0009]在上述脈動熱管蓄熱裝置中，每組所述脈動熱管包括毛細管和工作工質(zhì)，所述工作工質(zhì)充注于所述毛細管內(nèi)，每組所述脈動熱管包括毛細管和工作工質(zhì)，所述工作工質(zhì)充注于所述毛細管內(nèi)；所述毛細管由豎向通道和橫向彎管首尾相連而成多彎閉合回路，所述豎向通道的個數(shù)為5-50個。
[0010]在上述脈動熱管蓄熱裝置中，所述毛細管的內(nèi)徑為2-3_。
[0011 ] 在上述脈動熱管蓄熱裝置中，所述毛細管上設(shè)有若干個肋片。
[0012]本實用新型產(chǎn)生的有益效果是:
[0013]本實用新型的脈動熱管蓄熱裝置將脈動熱管技術(shù)應(yīng)用于蓄熱裝置中，利用脈動熱管內(nèi)部工作工質(zhì)的蒸發(fā)與冷凝，實現(xiàn)了熱量的吸收與儲存，將吸收的熱流體中的熱量釋放并儲存于相變材料中，將儲存于相變材料中的熱量釋放于冷流體中，實現(xiàn)了熱量從熱流體到冷流體的轉(zhuǎn)移，有效地將廢熱中的能量儲存并轉(zhuǎn)移到需要熱量的流體中。該脈動熱管蓄熱裝置不僅結(jié)構(gòu)簡單，且脈動熱管的運行不需要輸入外界動力的輸入，具有蓄熱能流密度大、效率高以及運行穩(wěn)定可靠的明顯優(yōu)點。
【附圖說明】
[0014]當結(jié)合附圖考慮時，能夠更完整更好地理解本實用新型。此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當限定。
[0015]圖1為本實用新型一種脈動熱管蓄熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本實用新型一種脈動熱管蓄熱裝置的冷流體管道的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中:1、冷流體進口 2、殼體3、波紋板4、相變材料5、擋板6、折流板7、熱流體進口 8、冷流體出口 9、熱流體出口 10、脈動熱管11、冷流體管道12、保溫層13、蓄熱室14、熱流體。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖及實施例對本實用新型的技術(shù)方案作進一步詳細的說明。
[0019]如圖1所示的一種脈動熱管蓄熱裝置，包括殼體2、蓄熱室13和脈動熱管10，蓄熱室13設(shè)于殼體2內(nèi)，殼體2和蓄熱室13的外壁之間設(shè)有保溫層12，至少一組脈動熱管10置于蓄熱室1，蓄熱室13內(nèi)設(shè)有冷凝單元和蒸發(fā)單元，冷凝單元和蒸發(fā)單元通過擋板5隔開。
[0020]冷凝單元包括冷流體管道11和相變材料4，冷流體管道11置于蓄熱室13，冷流體管道11內(nèi)注有冷流體，相變材料4填充于冷凝單元，如圖2所示，冷流體管道11的兩端設(shè)有冷流體進口 I和冷流體出口 8，冷流體進口 I和冷流體出口 8設(shè)于冷凝單元所在的蓄熱室壁，脈動熱管10的冷凝端置于相變材料4。
[0021]蒸發(fā)單元包括折流板6和熱流體14，熱流體14填充于蒸發(fā)單元，若干個折流板形成的通道為熱流體通道，熱流體通道的兩端設(shè)有熱流體進口 7和熱流體出口 9，熱流體進口7和熱流體出口 9設(shè)于蒸發(fā)單元所在的蓄熱室外壁上，脈動熱管10的蒸發(fā)端置于熱流體14，折流板6能夠?qū)崿F(xiàn)對熱流體的擾動作用，強化傳熱。
[0022]蓄熱室13的外壁優(yōu)選為波紋板3，用以承受相變材料在相變過程中產(chǎn)生的體積變化。
[0023]每組脈動熱管10包括毛細管和工作工質(zhì)，工作工質(zhì)充注于毛細管內(nèi)，毛細管的內(nèi)徑優(yōu)選為2-3_，毛細管為由豎向通道和橫向彎管首尾相連構(gòu)成的多彎折閉合回路型的銅管或者不銹鋼管，脈動熱管10設(shè)有5-50個豎向通道，充注工作工質(zhì)前需要先對脈動熱管10進行抽真空，本實用新型中，應(yīng)保證工作工質(zhì)的充液率為50-70%，工作工質(zhì)的種類需根據(jù)熱流體14的溫度進行選擇設(shè)計。為了增加脈動熱管10的換熱面積，脈動熱管10的毛細管上還可以設(shè)有若干個肋片。
[0024]冷流體和熱流體14均為氣體或者液體，相變材料4的選取應(yīng)根據(jù)熱流體溫度進行選擇設(shè)計，相變材料4的相變溫度低于熱流體14的相變溫度。
[0025]當有廢熱存在時，為避免能量的浪費，高溫的熱流體14需要蓄熱儲存，當有可以利用的熱流體14熱量時，熱流體14流經(jīng)熱流體通道釋放熱量，釋放熱量的過程具體為:
[0026]脈動熱管的蒸發(fā)端置于熱流體通道中，脈動熱管內(nèi)的工作工質(zhì)吸收熱流體14的熱量后發(fā)生相變，以氣塞或者液塞的形式向脈動熱管的冷凝端流動，在冷凝端將熱量釋放于相變材料14中，釋放熱量后的工作工質(zhì)相變冷凝為液體，以液塞或者液膜的形式返回脈動熱管的蒸發(fā)端，如此循環(huán)，實現(xiàn)熱量的傳遞；在熱流體4的熱能釋放過程中，實現(xiàn)了對相變材料4 (即蓄熱材料)的加熱。
[0027]相變材料4吸收熱量后，達到一定溫度(熔點)發(fā)生相變，不斷將熱量儲存起來，在熱量儲存的狀態(tài)下，當無可以利用的熱流體14熱量時，在冷流體流經(jīng)蓄熱室13時，冷流體通過第一流體進口 I的經(jīng)冷流體管道11流出冷流體出口 8，沿途吸收相變材料4中儲存的能量，對冷流體進行加熱，使其溫度升高，如此循環(huán)，實現(xiàn)熱量的傳遞，在相變材料4的熱能釋放過程中，實現(xiàn)了對冷流體的加熱。
[0028]如上所述，對本實用新型的實施例進行了詳細地說明，顯然，只要實質(zhì)上沒有脫離本實用新型的發(fā)明點及效果、對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的變形，也均包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種脈動熱管蓄熱裝置，其特征在于，包括殼體、蓄熱室和脈動熱管，所述蓄熱室設(shè)于所述殼體內(nèi)，所述殼體和所述蓄熱室的外壁之間設(shè)有保溫層，至少一組所述脈動熱管置于所述蓄熱室，所述蓄熱室內(nèi)設(shè)有冷凝單元和蒸發(fā)單元，所述冷凝單元和所述蒸發(fā)單元通過擋板隔開。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈動熱管蓄熱裝置，其特征在于，所述冷凝單元包括冷流體管道和相變材料，所述冷流體管道置于所述蓄熱室，所述冷流體管道內(nèi)注有冷流體，所述相變材料填充于所述冷凝單元，所述冷流體管道的兩端設(shè)有冷流體進口和冷流體出口，所述冷流體進口和所述冷流體出口設(shè)于所述冷凝單元所在的蓄熱室壁，所述脈動熱管的冷凝端置于所述相變材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈動熱管蓄熱裝置，其特征在于，所述蒸發(fā)單元包括折流板和熱流體，所述熱流體填充于所述蒸發(fā)單元，若干個所述折流板形成的通道為熱流體通道，所述熱流體通道的兩端設(shè)有熱流體進口和熱流體出口，所述熱流體進口和所述熱流體出口設(shè)于所述冷凝單元所在的蓄熱室壁，所述脈動熱管的蒸發(fā)端置于所述熱流體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈動熱管蓄熱裝置，其特征在于，所述蓄熱室的外壁為波紋板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈動熱管蓄熱裝置，其特征在于，每組所述脈動熱管包括毛細管和工作工質(zhì)，所述工作工質(zhì)充注于所述毛細管內(nèi)；所述毛細管由豎向通道和橫向彎管首尾相連而成多彎閉合回路，所述豎向通道的個數(shù)為5-50個。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的脈動熱管蓄熱裝置，其特征在于，所述毛細管的內(nèi)徑為2_3mm0
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的脈動熱管蓄熱裝置，其特征在于，所述脈動熱管的毛細管上設(shè)有若干個肋片。
【專利摘要】本實用新型提供一種脈動熱管蓄熱裝置，包括殼體、蓄熱室和脈動熱管，所述蓄熱室設(shè)于所述殼體內(nèi)，所述殼體和所述蓄熱室的外壁之間設(shè)有保溫層，至少一組所述脈動熱管置于所述蓄熱室，所述蓄熱室內(nèi)設(shè)有冷凝單元和蒸發(fā)單元，所述冷凝單元和所述蒸發(fā)單元通過擋板隔開。通過將脈動熱管技術(shù)應(yīng)用于蓄熱器中，利用脈動熱管內(nèi)部工作工質(zhì)的蒸發(fā)與冷凝實現(xiàn)熱量的吸收與儲存，將廢熱中的能量有效地儲存并轉(zhuǎn)移到需要熱量的冷流體中。
【IPC分類】F28D20-02, F28D15-02
【公開號】CN204438871
【申請?zhí)枴緾N201420866570
【發(fā)明人】史維秀, 李誠智, 劉琳琛, 魯浩, 張文鑫, 朱林峰, 劉榮, 韓沛, 齊宇, 徐欣彤, 孫爽
【申請人】北京建筑大學
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2014年12月31日