专利名称：一种插拔式相变储能装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种相变储能装置，涉于相变储能技术领域。
背景技术：
工业产业中，很多能量的供应与需求具有较强的时间性，多数情况下热量的供应是不连续的，如钢铁、冶金、锅炉、交通等产业，而余热的回收利用需要保证热量的稳定性、以及时间的连续性，这二者在时间上的不匹配往往造成很大的余热损失。潜热型蓄热材料可将余热进行存储，根据需要将热量随时供应，既可节能、减轻污染，又能提高热量利用率、降低运行费用，在工业余热回收方面具有广阔的前景。传统的相变储能装置仅仅利用增大换热面积的方法来提高导热，如微型胶囊法，而对材料储放热过程中的热分布均匀性研究较少，且整个装置密封，相变材料不可更换，导致材料寿命参差不齐，降低相变装置的效率与寿命。
发明内容
本发明为了解决现有的相变储能装置放热均匀性差、相变材料不易更换、相变材料寿命不一致等问题，进而提供了一种插拔式相变储能装置。本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是:一种插拔式相变储·能装置，所述储能装置包括壳体、多个水平隔板、两个竖直隔板、多个套管、多个管状相变材料容器和盖板，壳体的一个侧壁的上部设有介质入口管，在与设有介质入口管的侧壁相对的侧壁上设有介质出口管；两个竖直隔板设置在壳体内，一个竖直隔板靠近设有介质入口管的侧壁且与其平行设置，二者之间构成分流区域；另一个竖直隔板靠近设有介质出口管的侧壁且与其平行，二者之间构成合流区域；在壳体内的两个竖直隔板之间连接有多个平行设置的水平隔板，将壳体的内腔由下至上均匀分割成多个储能区域；每个套管为具有端底的管体，多个套管的底端从设有介质出口管的侧壁及相邻的竖直隔板水平穿入壳体内，且多个套管的敞口端露在壳体外；多个套管阵列排布在壳体内，且每相邻两行套管之间夹有一层水平隔板；每个套管内插装有一个管状相变材料容器，盖板由板体和与套管数量一致的端盖构成，多个端盖阵列排布在板体的板面上，且每个端盖的延伸端开有凹槽，相应地每个管状相变材料容器的外端端面具有用于插拔连接的榫头，所述凹槽与榫头榫卯连接；靠近设有介质入口管的侧壁的竖直隔板上设有多个呈阵列布置的分程孔，每个储能区域对应一行分程孔，介质出口管还同时穿过板体；多个水平隔板中除位于最上方的水平隔板外其余每个水平隔板上均开多个折流孔，各个水平隔板上折流孔用于平衡介质在各个储能区域中的流量。本发明的有益效果是:本发明设计了一种隔板式、插拔式储能装置，相比于传统装置，本发明利用了隔板式储能装置分程折流的方法，显著提高装置放热的均匀性；本发明实现了相变材料的快捷更换，有以下优点:(1)可更换不同相变材料以储存不同品位的热能；(2)可调整材料的工作位置，使材料寿命趋于一致。因此，本方法可提高相变储能装置的使用效率与寿命。
图1是本发明所述插拔式相变储能装置的分程折流原理的示意图及分区图；图2是本发明的插拔式结构原理的示意图(本发明的装配关系原理示意图)；图3是套管3、管状相变材料容器9与盖板8的装配关系图(零件的装配关系图)；图4是本装置拔出相变材料的状态示意图；图5是本装置插入相变材料的状态示意图；图6是套管3、管状相变材料容器9与盖板8的装配关系放大图；图7是本发明装置的隔板布置示意图；图8是管状相变材料容器9结构不意图；图9是管状相变材料容器9与盖板8的装配关系不意图；图10是水平隔板2、竖直隔板10、分程孔6与折流孔7的尺寸标注示意图；图11是介质-材料体积比关系示意图；图12是充放热实验结果图；图13是管状相变材料容器9阵列方式与放热时间的关系图；图14是装置更换相变材料的过程不意图；图15是运用CFD软件仿真的装置放热瞬时图，t = 90s时不设置隔板与设置隔板的放热效果对比图，左边的图15a为不设置隔板的储能装置的放热瞬时图，右边的图15b为设置隔板的储能装置的放热瞬时图；图16是运用CFD软件仿真的相变储能装置模拟放热结果图(放热曲线图)，左边的图16a为不设置隔板的储能装置的放热曲线图，右边的图16b为设置隔板的储能装置的放热曲线图；图17是运用CFD软件仿真时不同折流孔7的设置方式示意图，左上的图17a为每一个水平隔板2上的折流孔7均分布在靠近介质出口管5的隔板一端的设置方式示意图，右上的图17b为每一个水平隔板2上的折流孔7均分布在水平隔板2的中央的设置方式示意图，左下的图17c为最上方水平隔板2与最下方水平隔板2上的折流孔7分布在靠近介质出口管5的隔板一端、其余水平隔板2上的折流孔7交错排列的设置方式示意图，右下的图17d为最上方水平隔板2与最下方水平隔板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交错排列的设置方式示意图。·
具体实施例方式具体实施方式
一:如图1 9所示，本实施方式所述的一种插拔式相变储能装置包括壳体1、多个水平隔板2、两个竖直隔板10、多个套管3、多个管状相变材料容器9和盖板8，壳体I的一个侧壁的上部设有介质入口管4，在与设有介质入口管4的侧壁相对的侧壁上设有介质出口管5 ;两个竖直隔板10设置在壳体I内，一个竖直隔板10靠近设有介质入口管4的侧壁且与其平行设置，二者之间构成分流区域I ;另一个竖直隔板10靠近设有介质出口管5的侧壁且与其平行，二者之间构成合流区域II ;在壳体I内的两个竖直隔板10之间连接有多个平行设置的水平隔板2，将壳体I的内腔由下至上均匀分割成多个储能区域III ;每个套管3为具有端底的管体，多个套管3的底端从设有介质出口管5的侧壁及相邻的竖直隔板10水平穿入壳体I内，且多个套管3的敞口端露在壳体I外；多个套管3阵列排布在壳体I内，且每相邻两行套管3之间夹有一层水平隔板2 ;每个套管3内插装有一个管状相变材料容器9,盖板8由板体8-1和与套管3数量一致的端盖8-2构成(盖板8用于将每个管状相变材料容器9封装在一个套管3内)，多个端盖8-2阵列排布在板体8-1的板面上，且每个端盖8-2的延伸端开有凹槽8-3，相应地每个管状相变材料容器9的外端端面具有用于插拔连接的榫头9-1，所述凹槽8-3与榫头9-1榫卯连接；靠近设有介质入口管4的侧壁的竖直隔板10上设有多个呈阵列布置的分程孔6，每个储能区域III对应一行分程孔6，介质出口管5还同时穿过板体8-1 ;多个水平隔板2中除位于最上方的水平隔板2外其余每个水平隔板2上均开多个折流孔7，各个水平隔板2上折流孔7用于平衡介质在各个储能区域III中的流量。
具体实施方式
二:如图2所示，本实施方式中，多个水平隔板2中位于最上方的水平隔板2短于其它水平隔板2。其它组成及连接关系与具体实施方式
一相同。所述具体实施方式
二的优点在于:能够增加最上方的储能区III中介质的流程，提高本装置的换热效果。
具体实施方式
三:本实施方式中，所述分程孔6的孔径
权利要求
1.一种插拔式相变储能装置，其特征在于:所述储能装置包括壳体(I)、多个水平隔板(2)、两个竖直隔板(10)、多个套管(3)、多个管状相变材料容器(9)和盖板(8)，壳体(I)的一个侧壁的上部设有介质入口管(4)，在与设有介质入口管(4)的侧壁相对的侧壁上设有介质出口管(5);两个竖直隔板(10)设置在壳体⑴内，一个竖直隔板(10)靠近设有介质入口管(4)的侧壁且与其平行设置，二者之间构成分流区域(I);另一个竖直隔板(10)靠近设有介质出口管(5)的侧壁且与其平行，二者之间构成合流区域(II);在壳体(I)内的两个竖直隔板(10)之间连接有多个平行设置的水平隔板(2)，将壳体(I)的内腔由下至上均匀分割成多个储能区域(III); 每个套管(3)为具有端底的管体，多个套管(3)的底端从设有介质出口管(5)的侧壁及相邻的竖直隔板(10)水平穿入壳体(I)内，且多个套管(3)的敞口端露在壳体(I)外；多个套管⑶阵列排布在壳体⑴内，且每相邻两行套管⑶之间夹有一层水平隔板⑵；每个套管(3)内插装有一个管状相变材料容器(9)，盖板(8)由板体(8-1)和与套管(3)数量一致的端盖(8-2)构成，多个端盖(8-2)阵列排布在板体(8-1)的板面上，且每个端盖(8-2)的延伸端开有凹槽(8-3)，相应地每个管状相变材料容器(9)的外端端面具有用于插拔连接的榫头(9-1)，所述凹槽(8-3)与榫头(9-1)榫卯连接；靠近设有介质入口管(4)的侧壁的竖直隔板(10)上设有多个呈阵列布置的分程孔￠)，每个储能区域(III)对应一行分程孔(6)，介质出口管(5)还同时穿过板体(8-1);多个水平隔板(2)中除位于最上方的水平隔板(2)外其余每个水平隔板(2)上均开多个折流孔(7)，各个水平隔板(2)上折流孔(7)用于平衡介质在各个储能区域(III)中的流量。
2.根据权利要求1所述的一种插拔式相变储能装置，其特征在于:多个水平隔板(2)中位于最上方的水平隔板(2)短于其它水平隔板(2)。
3.根据权利要求1或2所述的一种插拔式相变储能装置，其特征在于:所述分程孔(6)的孔径
4.根据权利要求3所述的一种插拔式相变储能装置，其特征在于:所述折流孔(7)的孔径
5.根据权利要求4所述的一种插拔式相变储能装置，其特征在于:折流孔(7)设置方式是:具有折流孔(7)的最上层的水平隔板(2)上的折流孔(7)靠近介质出口管(5)，最下层的水平隔板⑵上的折流孔(7)靠近介质出口管(5)，其它的各个水平隔板⑵上的折流孔(7)交错设置。
全文摘要
一种插拔式相变储能装置，涉于相变储能技术领域。本发明能解决现有的相变储能装置放热的均匀性差、相变材料不易更换、相变材料寿命不一致等问题。装有管状相变材料容器的套管端底从介质出口管的侧壁水平穿入壳体内，多个套管阵列排布，管口由外延薄壁扣紧壳体，相邻两行套管之间用水平隔板隔离；盖板由板体和阵列排布端盖构成，端盖突出部分端面开有凹槽，与管状相变材料容器外端端面榫头实现榫卯连接；靠近介质入口管侧壁的竖直隔板上设置分程孔，水平隔板中除顶层隔板外均开多个折流孔。本发明可更换不同相变材料以储存不同品位的热能；可调整材料的工作位置，使材料寿命趋于一致。因此，本方法可提高相变储能装置的使用效率与寿命。
文档编号F28D20/02GK103245238SQ20131020389
公开日2013年8月14日 申请日期2013年5月28日 优先权日2013年5月28日
发明者夏裕俊, 杨琦, 彭浩阳, 寇宇, 邱晓明, 高继慧 申请人:哈尔滨工业大学