方管交互式相變材料控能單元結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及相變材料技術(shù)，具體涉及一種方管交互式相變材料控制單元結(jié) 構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 材料在發(fā)生相變的時(shí)候，會(huì)釋放或吸收大量的熱量，而相變前后材料不同相的溫 度不變。相變儲(chǔ)能材料就是利用材料的這一特性應(yīng)用的工程材料。當(dāng)周圍環(huán)境溫度過高時(shí)， 相變儲(chǔ)能材料將吸收周圍環(huán)境的熱量，完成低溫相向高溫相的轉(zhuǎn)變，同時(shí)維持溫度穩(wěn)定；當(dāng) 周圍環(huán)境溫度過低時(shí)，相變儲(chǔ)能材料將完成高溫相向低溫相的轉(zhuǎn)變，同時(shí)釋放出吸收的熱 量，從而維持溫度的穩(wěn)定。當(dāng)相變儲(chǔ)能材料足夠多時(shí)，可以利用這一特性能維持周邊環(huán)境的 溫度穩(wěn)定，避免環(huán)境出現(xiàn)溫度波動(dòng)。
[0003] 給定一定量的相變材料，當(dāng)相變材料吸收的總熱量要略小于完成相變材料完全相 變所需總熱量時(shí)，相變材料將無法全部完成完全相變，處于兩相共存的狀態(tài)。在這種情況 下，相變材料的溫度Tp將保持恒定。控制導(dǎo)熱介質(zhì)的入口溫度Tl恒定，同時(shí)由于相變材料 的溫度Tp恒定，導(dǎo)熱介質(zhì)的導(dǎo)出溫度T2也將保持恒定。這樣，導(dǎo)熱介質(zhì)的進(jìn)出溫差ΔΤ將 保持恒定。導(dǎo)熱介質(zhì)均勻恒定的條件下，其熱容C也將是一個(gè)恒定值。
[0004] 因此，導(dǎo)熱介質(zhì)所能導(dǎo)出的熱量Qe將取決于參與導(dǎo)熱過程的導(dǎo)熱介質(zhì)的質(zhì)量m。 由于密度P恒定，質(zhì)量m正比于體積V。因此，導(dǎo)熱介質(zhì)所能導(dǎo)出的熱量Qe將由參與導(dǎo)熱 過程的導(dǎo)熱介質(zhì)體積V決定。當(dāng)輸出導(dǎo)熱介質(zhì)的管道橫截面積S恒定時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)流過 的體積Vt將由流速V決定。從公式中可以看出，當(dāng)導(dǎo)熱時(shí)間恒定時(shí)，控制流速V就可以控 制總的導(dǎo)熱介質(zhì)所能導(dǎo)出的熱量Qe。
[0008] 式中，Qe是導(dǎo)熱介質(zhì)所能導(dǎo)出的總熱量，(^t是單位時(shí)間導(dǎo)熱介質(zhì)所傳導(dǎo)的熱量， Cm是導(dǎo)熱介質(zhì)的熱容，m是導(dǎo)熱介質(zhì)的質(zhì)量，△ T是導(dǎo)熱介質(zhì)進(jìn)出相變材料的前后溫差，P 是導(dǎo)熱介質(zhì)密度，S是導(dǎo)熱介質(zhì)輸出橫截面積，L是導(dǎo)熱介質(zhì)管道長，V是導(dǎo)熱介質(zhì)流速，可 以利用裝置來調(diào)節(jié)，t是工作時(shí)間，隨著不同的季節(jié)有變化，但可以視為恒定值。當(dāng)其它條 件都恒定時(shí)，控制導(dǎo)熱介質(zhì)的流速，即可以控制能量的輸出。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009] 本實(shí)用新型提供一種方管交互式相變材料控制單元結(jié)構(gòu)。
[0010] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案：本實(shí)用新型涉及一種方管交 互式相變材料控能單元結(jié)構(gòu)，包括外壁、傳熱方形管、傳熱介質(zhì)、導(dǎo)熱方形管、導(dǎo)熱介質(zhì)、流 速控制單元、相變材料和支撐體；所述外壁是一個(gè)方形管結(jié)構(gòu)且兩端密封并分別在外壁、傳 熱方形管和導(dǎo)熱方形管之間以及導(dǎo)熱方形管處設(shè)有開口，所述外壁外層涂有絕熱涂層，內(nèi) 層涂上防腐涂層，所述傳熱方形管安裝在外壁內(nèi)，所述導(dǎo)熱方形管安裝在傳熱方形管內(nèi)， 所述傳熱介質(zhì)設(shè)在傳熱方形管和外壁之間，所述導(dǎo)熱介質(zhì)設(shè)在傳熱方形管和導(dǎo)熱方形管之 間，所述支撐體分別與導(dǎo)熱方形管、傳熱方形管和外壁相連接，所述相變材料設(shè)在導(dǎo)熱方形 管內(nèi)，所述流速控制單元安裝在外壁且位于所述開口處。
[0011] 作為改進(jìn)，所述外壁的材質(zhì)為導(dǎo)熱系數(shù)低的材料制成。
[0012] 作為改進(jìn)，所述外壁的材質(zhì)為強(qiáng)度和韌度系數(shù)高的材料制成。
[0013] 作為改進(jìn)，所述傳熱方形管為鋁、銅合金制成。
[0014] 作為改進(jìn)，傳熱介質(zhì)為油脂、水、空氣中的一種或多種。
[0015] 作為改進(jìn)，導(dǎo)熱介質(zhì)與傳熱介質(zhì)的材質(zhì)相同。
[0016] 本實(shí)用新型所具有的優(yōu)點(diǎn)：本實(shí)用新型涉及現(xiàn)有的相變材料應(yīng)用，通常限定于節(jié) 能儲(chǔ)能的使用，本實(shí)用新型一種方管交互式相變材料控能單元結(jié)構(gòu)，可以按相變材料的儲(chǔ) 能需求調(diào)節(jié)導(dǎo)熱的介質(zhì)的流速，實(shí)現(xiàn)能量的可控釋放，本實(shí)用新型中的外壁結(jié)構(gòu)，有內(nèi)外兩 層功能層，比現(xiàn)有的控能單元更有效、使用壽命更長；本實(shí)用新型中的傳熱管與導(dǎo)熱管使用 方形管結(jié)構(gòu)，加工工藝簡單；同時(shí)，在實(shí)際使用過程中，多個(gè)單元組裝不需要額外的支撐結(jié) 構(gòu)，只需要疊放起來即可，操作簡單方便。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本裝置可以大大的提高能量的利用率，延長使用時(shí)間，同時(shí)可以 實(shí)現(xiàn)熱量的可調(diào)控釋放。由于存在相變儲(chǔ)能材料，可以使用大量的太陽能集熱板而不造成 能量的損失，同時(shí)在沒有太陽能可利用的情況下，也能利用相變材料的儲(chǔ)能，保證熱能的穩(wěn) 定輸出。
【附圖說明】
[0018] 圖1是本實(shí)用新型的方管交互式相變材料控能單元結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0019] 圖2是本實(shí)用新型的方管交互式相變材料控能單元結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0020] 圖3是本實(shí)用新型的方管交互式相變材料控能單元結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 如圖所示：1、外壁，2、傳熱方形管，3、導(dǎo)熱方形管，4、支撐體，5、傳熱介質(zhì)，6、導(dǎo)熱 介質(zhì)，7、流速控制單元，8、相變材料。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0023] -種方管交互式相變材料控能單元結(jié)構(gòu)，包括外壁1、傳熱方形管2、傳熱介質(zhì)5、 導(dǎo)熱方形管3、導(dǎo)熱介質(zhì)6、流速控制單元7、相變材料8和支撐體4 ;所述外壁1是一個(gè)方形 管結(jié)構(gòu)且兩端密封并分別在外壁1、傳熱方形管2和導(dǎo)熱方形管3之間以及導(dǎo)熱方形管3處 設(shè)有開口，所述外壁1外層涂有絕熱涂層，內(nèi)層涂上防腐涂層，所述傳熱方形管2安裝在外 壁1內(nèi)，所述導(dǎo)熱方形管3安裝在傳熱方形管2內(nèi)，所述傳熱介質(zhì)5設(shè)在傳熱方形管2和外 壁1之間，所述導(dǎo)熱介質(zhì)6設(shè)在傳熱方形管2和導(dǎo)熱方形管3之間，所述支撐體4分別與導(dǎo) 熱方形管3、傳熱方形管2和外壁1相連接，所述相變材料8設(shè)在導(dǎo)熱方形管3內(nèi)，所述流速 控制單元7安裝在外壁1且位于所述開口處。
[0024] 所述外壁1的材質(zhì)為導(dǎo)熱系數(shù)低的材料制成。
[0025] 所述外壁1的材質(zhì)為強(qiáng)度和韌度系數(shù)高的材料制成。
[0026] 所述傳熱方形管2為鋁、銅合金制成。
[0027] 傳熱介質(zhì)為油脂、水、空氣中的一種或多種。
[0028] 導(dǎo)熱介質(zhì)與傳熱介質(zhì)的材質(zhì)相同。
[0029] 具體實(shí)施時(shí)可以為如圖所示，有外壁結(jié)構(gòu)、傳熱方形管、傳熱介質(zhì)、導(dǎo)熱方形管、導(dǎo) 熱介質(zhì)、流速控制單元、相變材料、支撐體八個(gè)部分組成。外壁結(jié)構(gòu)為不銹鋼管，內(nèi)涂防腐涂 層，外面包覆一層絕熱材料。傳熱方形管與導(dǎo)熱方形管均由鋁管制成。其中傳熱介質(zhì)為油 月旨，導(dǎo)熱介質(zhì)為水。相變材料選用石蠟，相變溫度為54°C。流速控制單元為電子流量開關(guān)。 支撐體材料使用不銹鋼材料。
[0030] 以上對本實(shí)用新型及其實(shí)施方式進(jìn)行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的 也只是本實(shí)用新型的實(shí)施方式之一，實(shí)際的結(jié)構(gòu)并不局限于此?？偠灾绻绢I(lǐng)域的普 通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本實(shí)用新型創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)出與該 技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實(shí)施例，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種方管交互式相變材料控能單元結(jié)構(gòu)，包括外壁（1)、傳熱方形管（2)、傳熱介質(zhì) (5)、導(dǎo)熱方形管（3)、導(dǎo)熱介質(zhì)（6)、流速控制單元（7)、相變材料（8)和支撐體（4);所述 外壁（1)是一個(gè)方形管結(jié)構(gòu)且兩端密封并分別在外壁（1)、傳熱方形管（2)和導(dǎo)熱方形管 (3)之間以及導(dǎo)熱方形管（3)處設(shè)有開口，所述外壁（1)外層涂有絕熱涂層，內(nèi)層涂上防腐 涂層，所述傳熱方形管（2)安裝在外壁（1)內(nèi)，所述導(dǎo)熱方形管（3)安裝在傳熱方形管（2) 內(nèi)，所述傳熱介質(zhì)（5)設(shè)在傳熱方形管（2)和外壁（1)之間，所述導(dǎo)熱介質(zhì)（6)設(shè)在傳熱方 形管（2)和導(dǎo)熱方形管（3)之間，所述支撐體（4)分別與導(dǎo)熱方形管（3)、傳熱方形管（2) 和外壁⑴相連接，所述相變材料⑶設(shè)在導(dǎo)熱方形管⑶內(nèi)，所述流速控制單元（7)安裝 在外壁（1)且位于所述開口處。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方管交互式相變材料控能單元結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述傳熱 方形管（2)為鋁、銅合金制成。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方管交互式相變材料控能單元結(jié)構(gòu)，其特征在于：傳熱介質(zhì) 為油脂、水、空氣中的一種或多種。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方管交互式相變材料控能單元結(jié)構(gòu)，其特征在于：導(dǎo)熱介質(zhì) 與傳熱介質(zhì)的材質(zhì)相同。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及相變材料技術(shù)，具體涉及一種方管交互式相變材料控能單元結(jié)構(gòu)，包括外壁、傳熱方形管、傳熱介質(zhì)、導(dǎo)熱方形管、導(dǎo)熱介質(zhì)、流速控制單元、相變材料和支撐體；所述外壁是一個(gè)方形管結(jié)構(gòu)且兩端密封并分別在外壁、傳熱方形管和導(dǎo)熱方形管之間以及導(dǎo)熱方形管處設(shè)有開口，所述外壁外層涂有絕熱涂層，內(nèi)層涂上防腐涂層，所述傳熱方形管安裝在外壁內(nèi)，所述導(dǎo)熱方形管安裝在傳熱方形管內(nèi)，所述傳熱介質(zhì)設(shè)在傳熱方形管和外壁之間，所述導(dǎo)熱介質(zhì)設(shè)在傳熱方形管和導(dǎo)熱方形管之間，所述支撐體分別與導(dǎo)熱方形管、傳熱方形管和外壁相連接，所述相變材料設(shè)在導(dǎo)熱方形管內(nèi)，所述流速控制單元安裝在外壁且位于所述開口處。
【IPC分類】F28D20/02, F24J2/34
【公開號(hào)】CN205048769
【申請?zhí)枴緾N201520695726
【發(fā)明人】譚威, 文婧, 王明, 張曉宇
【申請人】北京君和科技有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年9月10日