一种深海相变储热储冷装置及其操作方法，包括置于深海中的外壳体，所述外壳体的内壁面敷设有保温层，保温层阻断外壳体内部与外界的热传递；位于外壳体的内部横向方向从上往下依次均匀间隔交错布置有多个导热层，导热层为空心薄壁矩形结构，导热层的内部安装作为相变单元的外层壳体，在导热层的内部安装高温相变单元或低温相变单元，导热层外部形成换热区；外壳体的顶部设置有入口，入口处安装有入口三通，所述入口三通的介质入口处安装介质入口阀和水泵，所述入口三通的海水入口处安装海水入口阀；外壳体的底部设置有出口，出口处安装出口三通，出口三通的海水出口处安装海水出口阀，出口三通的介质出口端安装介质出口阀，工作可靠，操作简单。操作简单。操作简单。
【技术实现步骤摘要】
一种深海相变储热储冷装置及其操作方法
[0001]本专利技术涉及深海装备
，尤其是一种深海相变储热储冷装置及其操作方法。
技术介绍
[0002]温度梯度，温变趋势为海水温度随深度的增加而降低。以南海夏季为例：水面温度为29摄氏度，1000米深度水温为4.5摄氏度，2000米深度水温为2.4摄氏度。为了保证设备的正常运行和人员体感舒适，深海载人平台(下文简称“平台”)应当维持温度在一定范围内，通常为20摄氏度～27摄氏度。海水温变趋势导致平台在水面与深海的热负荷存在较大差异，空气调节装置关闭的状态下，水面工况舱室温度高于设计温度范围。
[0003]深海工况舱室温度低于设计温度范围，空气调节装置通过水面制冷和水下制热的方式将舱室温度控制在设计范围内，该过程需要消耗电能实现，对于非核动力平台，电能是唯一形式的能量来源且储量有限。
[0004]为了降低电能消耗，本专利技术提供一种深海相变储热储冷装置及操作方法。
技术实现思路
[0005]本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种深海相变储热储冷装置及其操作方法，从而可以方便的在深海中为平台提供热量和冷量，具有工作可靠性好、结构简单、原理可靠、节能等特点。
[0006]本专利技术所采用的技术方案如下：
[0007]一种深海相变储热储冷装置，包括置于深海中的外壳体，所述外壳体的内壁面敷设有保温层，保温层阻断外壳体内部与外界的热传递；位于外壳体的内部横向方向从上往下依次均匀间隔交错布置有多个导热层，导热层为空心薄壁矩形结构，导热层的内部安装作为相变单元的外层壳体，在导热层的内部安装高温相变单元或低温相变单元，导热层外部形成换热区；外壳体的顶部设置有入口，入口处安装有入口三通，所述入口三通的介质入口处安装介质入口阀和水泵，所述入口三通的海水入口处安装海水入口阀；外壳体的底部设置有出口，出口处安装出口三通，出口三通的海水出口处安装海水出口阀，出口三通的介质出口端安装介质出口阀。
[0008]其进一步技术方案在于：
[0009]所述高温相变单元或低温相变单元间隔分布在导热层内。
[0010]所述高温相变单元的结构为：包括一号单元外壳，所述一号单元外壳的内部填装有一号相变材料，一号单元外壳采用高导热系数材料。
[0011]所述低温相变单元的结构为：包括二号单元外壳和二号相变材料，其中二号单元外壳内部填装二号相变材料，二号单元外壳采用高导热系数材料。
[0012]所述入口三通上安装有入口温度传感器。
[0013]所述出口三通上安装有出口温度传感器。
[0014]所述保温层采用耐腐蚀、低导热系数材料制作，导热层采用耐腐蚀、高导热系数材料制作。
[0015]所述外壳体采用高强度、耐腐蚀材料制作。
[0016]所述外壳体的截面呈矩形结构。
[0017]一种深海相变储热储冷装置的操作方法，包括如下操作步骤：
[0018]准备工作：在启用前，介质入口阀、介质出口阀、海水入口阀、海水出口阀均处于关闭状态；
[0019]备潜工作：平台处于水面高温海水环境，存储热能操作流程：开启海水入口阀和海水出口阀，使高温海水与高温相变单元、低温相变单元和海水换热，储存热能，储存完毕后，关闭海水入口阀和海水出口阀；
[0020]下潜工作：
[0021]平台下潜至大于1000米深度时，释放热能操作流程：开启介质入口阀和介质出口阀，使介质与高温相变单元和低温相变单元进行热交换，相变单元将热能传递给介质，并输送至需要热能的位置，完毕后，关闭介质入口阀和介质出口阀；
[0022]存储冷能操作流程：开启海水入口阀和海水出口阀，使海水与高温相变单元、低温相变单元换热，储存冷能，完毕后，关闭海水入口阀和海水出口阀；
[0023]平台上浮至水面时，释放冷能操作流程：开启介质入口阀和介质出口阀，使介质与高温相变单元和低温相变单元换热，相变单元将冷能传递给介质，并输送至需要冷能的位置，完毕后，关闭介质入口阀和介质出口阀。
[0024]本专利技术的有益效果如下：
[0025]本专利技术结构紧凑、合理，操作方便，通过在外壳体内设置高温相变单元和低温相变单元，并在高温相变单元和低温相变单元之间形成换热区，可以方便的在水面和深海位置分别为平台提供所需要的冷量和热量，功率低，并具有工作可靠性好、结构简单、原理可靠、节能等特点。
[0026]本专利技术采用海水作为冷源和热源，可靠性高。
[0027]本专利技术采用耐腐蚀、无污染材料，可以放心的在深海领域中操作。
附图说明
[0028]图1为本专利技术的结构示意图。
[0029]图2为本专利技术高温相变单元的结构示意图。
[0030]图3为本专利技术低温相变单元的结构示意图。
[0031]其中：1、外壳体；2、保温层；3、导热层；4、高温相变单元；5、水泵；6、介质入口阀；7、入口三通；8、海水入口阀；9、入口温度传感器；10、换热区；11、低温相变单元；12、出口温度传感器；13、海水出口阀；14、出口三通；15、介质出口阀；
[0032]401、一号单元外壳；402、一号相变材料；
[0033]1101、一号单元外壳；1102、二号相变材料。
具体实施方式
[0034]下面结合附图，说明本专利技术的具体实施方式。
[0035]如图1、图2和图3所示，本实施例的深海相变储热储冷装置，包括置于深海中的外壳体1，外壳体1的内壁面敷设有保温层2，保温层2阻断外壳体1内部与外界的热传递；位于外壳体1的内部横向方向从上往下依次均匀间隔交错布置有多个导热层3，导热层3为空心薄壁矩形结构，导热层3的内部安装作为相变单元的外层壳体，在导热层3的内部安装高温相变单元4或低温相变单元11，导热层3外部形成换热区10；外壳体1的顶部设置有入口，入口处安装有入口三通7，入口三通7的介质入口处安装介质入口阀6和水泵5，入口三通7的海水入口处安装海水入口阀8；外壳体1的底部设置有出口，出口处安装出口三通14，出口三通14的海水出口处安装海水出口阀13，出口三通14的介质出口端安装介质出口阀15。
[0036]高温相变单元4或低温相变单元11间隔分布在导热层3内。
[0037]高温相变单元4的结构为：包括一号单元外壳401，一号单元外壳401的内部填装有一号相变材料402，一号单元外壳401采用高导热系数材料。
[0038]低温相变单元11的结构为：包括二号单元外壳1101和二号相变材料1102，其中二号单元外壳1101内部填装二号相变材料1102，二号单元外壳1101采用高导热系数材料。
[0039]入口三通7上安装有入口温度传感器9。
[0040]出口三通14上安装有出口温度传感器12。
[0041]保温层2采用耐腐蚀、低导热系数材料制作，导热层3采用耐腐蚀、高导热系数材料制作。
[0042]外壳体1采用高强度、耐腐蚀材料制作。
[0043]外壳本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种深海相变储热储冷装置，其特征在于：包括置于深海中的外壳体(1)，所述外壳体(1)的内壁面敷设有保温层(2)，保温层(2)阻断外壳体(1)内部与外界的热传递；位于外壳体(1)的内部横向方向从上往下依次均匀间隔交错布置有多个导热层(3)，导热层(3)为空心薄壁矩形结构，导热层(3)的内部安装作为相变单元的外层壳体，在导热层(3)的内部安装高温相变单元(4)或低温相变单元(11)，导热层(3)外部形成换热区(10)；外壳体(1)的顶部设置有入口，入口处安装有入口三通(7)，所述入口三通(7)的介质入口处安装介质入口阀(6)和水泵(5)，所述入口三通(7)的海水入口处安装海水入口阀(8)；外壳体(1)的底部设置有出口，出口处安装出口三通(14)，出口三通(14)的海水出口处安装海水出口阀(13)，出口三通(14)的介质出口端安装介质出口阀(15)。2.如权利要求1所述的一种深海相变储热储冷装置，其特征在于：所述高温相变单元(4)或低温相变单元(11)间隔分布在导热层(3)内。3.如权利要求1或2所述的一种深海相变储热储冷装置，其特征在于：所述高温相变单元(4)的结构为：包括一号单元外壳(401)，所述一号单元外壳(401)的内部填装有一号相变材料(402)，一号单元外壳(401)采用高导热系数材料。4.如权利要求1或2所述的一种深海相变储热储冷装置，其特征在于：所述低温相变单元(11)的结构为：包括二号单元外壳(1101)和二号相变材料(1102)，其中二号单元外壳(1101)内部填装二号相变材料(1102)，二号单元外壳(1101)采用高导热系数材料。5.如权利要求1所述的一种深海相变储热储冷装置，其特征在于：所述入口三通(7)上安装有入口温度传感器(9)。6.如权利要求1所述的一种深海相变储热储冷装置，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭杨阳，吴宪，
申请(专利权)人：中国船舶科学研究中心，
类型：发明
国别省市：
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