高效相变蓄冷换热管制造技术

一种高效相变蓄冷换热管，包括中心管、外壳、横向环肋，纵向直肋、相变蓄冷材料和保温层，在中心管和外壳之间的空间焊接有垂直交错排列的横向环肋和纵向直肋；横向环肋及纵向直肋起到翅片的作用，在由中心管、外壳、横向环肋和纵向直肋组成的扇形区间内填充相变蓄冷材料；扇形区间布置加强了换热效果，结合相变蓄冷材料导热性能，使得蓄冷换热管蓄冷及释冷功率大幅提高；在外壳外部覆盖有聚氨酯材料保温层起到防止冷量泄露的作用；本发明专利技术提供了一种高效相变蓄冷换热装置及相应的高导热系数相变蓄冷材料，大幅提高蓄冷换热管的蓄冷及释冷功率，以使其蓄冷释冷时间短，蓄冷量大，并且结构简单，易于推广及使用。

【技术实现步骤摘要】
高效相变蓄冷换热管
本专利技术涉及换热器设备领域，尤其涉及一种高温供冷空调用相变蓄冷器设备。
技术介绍
蓄冷技术在空调系统中可以起到平衡电网负荷的作用，常见蓄冷技术是指利用夜间电网低谷时间，将冷量储存起来，而在白天空调高峰负荷时，将所蓄冷量释放以满足空调高峰负荷需要的技术，而对于太阳能空调等高温供冷空调系统，蓄冷技术不仅可以蓄存多余冷量，还可以起到稳定系统的作用。在专利名称为:一种高效三介质有相变耦合蓄冷换热装置，专利号为CN102080906B的专利技术专利中，公开了一种高效三介质有相变耦合蓄冷换热装置，它采用低温固液相变材料的相变潜热贮存和调节低温液化气体汽化复温过程释放的低温冷量的蓄冷换热装置，保证了冷量利用系统供冷量的持续性和稳定性，其结构中包括有流通载冷剂的中心管，载冷剂把冷量通过中心管传递到空调系统中以达到制冷作用。然而，目前常见的这些蓄冷换热装置的换热性能普遍不佳。一方面，常规的蓄冷系统大都为冰蓄冷系统，由于冰的相变温度低，需要制冷机组在较低的温度下运行，大幅降低了空调系统的COP系数(C0P系数是指单位功耗所能获得的冷量)，且与环境温差大，同时也加大了冷量损失。再者，冰蓄冷器，如蓄冷球等的蓄冷及释冷速率较慢，单位质量或体积的蓄冷量小等问题也有待解决。在现有技术中，针对常规空调及高温供冷空调的上述问题，业界一般采用相变蓄冷技术；相变蓄冷材料的蓄冷量大，且适用于在较高温度的冷冻水下蓄冷，从而使系统COP大巾畐提闻。然而，本领域技术人员清楚，现有技术的，相变蓄冷材料的导热系数普遍较低，导致蓄冷器的蓄冷及释冷速率慢，从而影响了该技术的推广及使用。因此，本领域的技术人员致力于开发一种高效相变蓄冷换热装置及相应的高导热系数相变蓄冷材料，以大幅提高蓄冷换热管的蓄冷及释冷功率。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是开发一种高效相变蓄冷换热装置及相应的高导热系数相变蓄冷材料，大幅提高蓄冷换热管的蓄冷及释冷功率，以使其蓄冷释冷时间短，蓄冷量大，并且结构简单，易于推广及使用。为实现上述目的，本专利技术提供了一种高效相变蓄冷换热管，该相变蓄冷换热管在制冷作业时，能够实现快速的蓄冷释冷，并且蓄冷量大。本专利技术的具体方案如下所述:高效相变蓄冷换热管，包括中心管，所述中心管中走载冷剂；进一步采用的结构有，还包括外壳、横向环肋和纵向直肋；所述外壳呈圆筒形状，所述横向环肋和所述纵向直肋布置在所述中心管和所述外壳之间；所述横向环肋是圆环形板且垂直于所述中心管，所述横向环肋的内缘固定连接在所述中心管的外壁上，所述横向环肋的外缘固定连接在所述外壳的内壁上；所述纵向直肋是长方形板，所述纵向直肋的两条对边分别固定连接在所述中心管的外壁和所述外壳的内壁上；所述横向环肋与所述纵向直肋相互垂直且在其交叉部位固定连接。优选地，所述外壳的外部覆盖有保温层。优选地，所述保温层为聚氨酯材料。此处设计目的在于，在中心管和外壳之间的空间焊接有垂直交错排列的横向环肋和纵向直肋；横向环肋及纵向直肋起到翅片的作用，在由中心管、外壳、横向环肋和纵向直肋组成的扇形区间内填充相变蓄冷材料；扇形区间布置加强了换热效果，结合相变蓄冷材料导热性能，使得蓄冷换热管蓄冷及释冷功率大幅提高；在外壳外部覆盖有聚氨酯材料保温层起到防止冷量泄露的作用。优选地，包括多个所述横向环肋和多个所述纵向直肋，所述各个横向环肋沿所述中心管的轴向分布，所述各个纵向直肋沿所述中心管的径向分布。优选地，在所述中心管、所述外壳、所述横向环肋和所述纵向直肋组成的扇环形空间内填充有相变蓄冷材料。优选地，所述相变蓄冷材料是以癸酸和月桂酸为基液，并先添加油酸的共熔相变蓄冷材料，然后再添加纳米复合材料所形成的；在所述相变蓄冷材料中所述纳米复合材料所占的重量比为0.004%，所述纳米复合材料为粒径为5?IOnm的亲水亲油型纳米二氧化钦颗粒。优选地，所述中心管、所述外壳、所述横向环肋和所述纵向直肋之间采用满焊的固定连接方式。优选地，所述中心管与所述外壳同轴，所述中心管的长度大于所述外壳的长度。优选地，任意两个相邻的所述横向环肋的间距相等。[0021 ] 优选地，任意两个相邻的所述纵向直肋的夹角相等。此处设计目的在于，所述相变蓄冷材料是以癸酸、月桂酸为基液，并先添加油酸的共熔相变蓄冷材料，然后再添加重量比为0.004%的纳米复合材料所形成的，所述纳米复合材料为粒径为5?IOnm的亲水亲油型纳米二氧化钛颗粒，以实现快速的蓄冷释冷，在蓄冷过程中，中心管中载冷剂温度低于相变材料凝固点，相变材料释放显热及潜热，由液态转变为固态，实现快速蓄冷作用；在释冷过程中，中心管中载冷剂温度高于相变材料凝固点，相变材料发生相变由固态转变为液态，释放冷量，实现快速释冷作用；横向环肋在中心管长度方向上均布，且纵向直肋与横向环肋的交线在横向环肋的圆周方向上均布，以提高相变蓄冷材料的利用率，避免出现蓄冷释冷速度不均的问题；并且可以具体根据系统蓄冷量要求，方便地使多个相变蓄冷换热管成组使用，在保证蓄冷释冷速率快的前提下，以提高其蓄冷量。从上述技术方案可以看出，本专利技术一种高效相变蓄冷换热管，通过中心管、横向环肋、外壳和纵向直肋构成的扇形区域内填充相变蓄冷材料，蓄冷释冷速率快，蓄冷量大，且可以具体根据系统蓄冷量要求，方便地使多个相变蓄冷换热管成组使用，提高其功率，该高效相变蓄冷换热管能起到平衡电网负荷的作用，还可以有效的提高空调系统稳定性及COP系数。以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以 充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。【附图说明】图1是本专利技术的一种高效相变蓄冷换热管结构的纵向剖面示意图；图2是本专利技术的一种高效相变蓄冷换热管结构的横向剖面示意图。图中，I为中心管，2为保温层，3为横向环肋，4为外壳，5为纵向直肋，6为相变蓄冷材料。【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本专利技术的一种高效相变蓄冷换热管做进一步的描述。实施例:如图1至图2所示，图1是本专利技术的一种高效相变蓄冷换热管结构的纵向剖面示意图；高效相变蓄冷换热管，包括中心管1，所述中心管I中走载冷剂；进一步采用的结构有，还包括外壳4、横向环肋3和纵向直肋5 ;所述外壳4呈圆筒形状，所述横向环肋3和所述纵向直肋5布置在所述中心管I和所述外壳4之间；所述横向环肋3是圆环形板且垂直于所述中心管1，所述横向环肋3的内缘固定连接在所述中心管I的外壁上，所述横向环肋3的外缘固定连接在所述外壳4的内壁上；所述纵向直肋5是长方形板，所述纵向直肋5的两条对边分别固定连接在所述中心管I的外壁和所述外壳4的内壁上；所述横向环肋3与所述纵向直肋5相互垂直且在其交叉部位固定连接。在实施例中，所述外壳4的外部覆盖有保温层2。在实施例中，所述保温层2为聚氨酯材料。在中心管I和外壳4之间的空间焊接有垂直交错排列的横向环肋3和纵向直肋5;横向环肋3及纵向直肋5起到翅片的作用，在由中心管1、外壳4、横向环肋3和纵向直肋5组成的扇形区间内填充相变蓄冷材料6 ;扇形区间布置加强了换热效果，结合相变蓄冷材料6导热性能，使得蓄冷换热管蓄冷及释冷功率大幅提高；在外壳4外部覆盖有聚氨酯材料保温层2起到防止冷量泄露的作用。在实施例中，包括多个所述横向环肋3和多个所述纵本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效相变蓄冷换热管，包括中心管，所述中心管中走载冷剂；其特征在于，还包括外壳、横向环肋和纵向直肋；所述外壳呈圆筒形状，所述横向环肋和所述纵向直肋布置在所述中心管和所述外壳之间；所述横向环肋是圆环形板且垂直于所述中心管，所述横向环肋的内缘固定连接在所述中心管的外壁上，所述横向环肋的外缘固定连接在所述外壳的内壁上；所述纵向直肋是长方形板,所述纵向直肋的两条对边分别固定连接在所述中心管的外壁和所述外壳的内壁上；所述横向环肋与所述纵向直肋相互垂直且在其交叉部位固定连接。

【技术特征摘要】
1.一种高效相变蓄冷换热管，包括中心管，所述中心管中走载冷剂；其特征在于，还包括外壳、横向环肋和纵向直肋；所述外壳呈圆筒形状，所述横向环肋和所述纵向直肋布置在所述中心管和所述外壳之间；所述横向环肋是圆环形板且垂直于所述中心管，所述横向环肋的内缘固定连接在所述中心管的外壁上，所述横向环肋的外缘固定连接在所述外壳的内壁上；所述纵向直肋是长方形板，所述纵向直肋的两条对边分别固定连接在所述中心管的外壁和所述外壳的内壁上；所述横向环肋与所述纵向直肋相互垂直且在其交叉部位固定连接。2.根据权利要求1所述的高效相变蓄冷换热管，其特征在于，所述外壳的外部覆盖有保温层。3.根据权利要求2所述的高效相变蓄冷换热管，其特征在于，所述保温层为聚氨酯材料。4.根据权利要求1所述的高效相变蓄冷换热管，其特征在于，包括多个所述横向环肋和多个所述纵向直肋，所述各个横向环肋沿所述中心管的轴向分布，所述各个纵向直肋沿所述中心管的径向分布。5.根据权利要求4所述的高效相变...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟晓强，程熙文，王聪，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31