一種相變儲能單元的密封結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及相變儲能領(lǐng)域，具體涉及相變儲能單元的密封結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著全球不可再生能源的枯竭，提高能源的利用率成為科學(xué)研宄的熱點(diǎn)，相變儲能材料在相變過程中吸收/釋放大量熱量，有利于廢熱的回收利用，熱能的存儲以及能量在時(shí)間和空間的轉(zhuǎn)移，從而緩解能量需求的矛盾，節(jié)約能源。
[0003]無機(jī)水合鹽是最常用的一種相變材料，這類材料的優(yōu)點(diǎn)是:溶解熱大、導(dǎo)熱系數(shù)高、相變體積小、價(jià)格便宜等，無機(jī)水合鹽的相變過程指的是在加熱過程中水合鹽脫出結(jié)晶水的過程和冷卻過程中無機(jī)鹽與水結(jié)合重新生成水合鹽的過程。水合鹽的脫水過程是先脫出液態(tài)水并形成水溶液，隨著溫度的升高，溶液中的水會氣化，為防止相變材料水分損失、多次熔化-凝固循環(huán)后儲熱性能顯著降低，就必須對相變材料進(jìn)行密封。如果用封裝容器密封，封裝容器就必須做成承壓容器，承壓容器造價(jià)高、加工難度大。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)性好的相變儲能單元的密封結(jié)構(gòu)。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種相變儲能單元的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:相變儲能單元包括外殼，外殼內(nèi)有保溫材料層，所述保溫材料層內(nèi)是內(nèi)膽殼體，內(nèi)膽殼體內(nèi)填充有相變材料，相變材料的填充體積占內(nèi)膽體積的80% -98%,相變材料表面漂浮有一層疏水性密封材料層，所述相變材料中埋設(shè)有換熱盤管、電加熱機(jī)構(gòu)和溫度傳感器。
[0006]本實(shí)用新型的相變儲能單元的密封結(jié)構(gòu)，所述的換熱盤管一端連接冷介質(zhì)入口，一端連接熱介質(zhì)出口。
[0007]本實(shí)用新型的相變儲能單元的密封結(jié)構(gòu)，所述相變儲能單元中的無機(jī)水合鹽相變材料表面漂浮有密封材料層，在無機(jī)水合鹽吸熱融化過程中，將析出的結(jié)晶水鎖定在密封材料層以下，防止溫度升高導(dǎo)致的結(jié)晶水揮發(fā)，從而導(dǎo)致的無機(jī)水合鹽相變材料儲能性質(zhì)下降。
[0008]本實(shí)用新型的相變儲能單元的密封結(jié)構(gòu)，所述密封材料是疏水性材料，密度小于相變材料，漂浮在相變材料層以上，密封材料優(yōu)選熔點(diǎn)低于40°C，性能穩(wěn)定，受熱不易分解，不易揮發(fā)，優(yōu)選為石蠟類。
[0009]本實(shí)用新型的相變儲能單元的密封結(jié)構(gòu)，所述相變材料是各種無機(jī)水合鹽。
[0010]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和取得的技術(shù)效果是:
[0011]在無機(jī)水合鹽相變材料表面漂浮一層疏水性密封材料，可以鎖住相變材料結(jié)晶水，同時(shí)密封材料可以隨著相變材料的膨脹-收縮上下浮動，從而降低對封裝容器的密封要求，在封裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上更加多樣化，既可以設(shè)計(jì)成圓形也可以設(shè)計(jì)成小巧的方形。
[0012]在相變材料表面上漂浮密封材料，既可以鎖住水分，也可以鎖住部分熱量，減少熱量的損失，提高相變材料的加熱速度，減少加熱時(shí)間。
[0013]附圖實(shí)用新型
[0014]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1中的相變儲能單元的正剖視圖；
[0015]其中圖1中:1.外殼；2.保溫材料層；3.內(nèi)膽殼體；4.相變材料；5.密封材料層；6.換熱盤管；7.冷介質(zhì)入口 ；8.熱介質(zhì)出口 ；9.加熱機(jī)構(gòu)；10.溫度傳感器。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為進(jìn)一步說明本實(shí)用新型，結(jié)合以下實(shí)施例具體說明:
[0017]實(shí)施例1
[0018]一種結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)性好的相變儲能單元的密封結(jié)構(gòu)，采用密封材料對相變儲能單元中的相變材料進(jìn)行密封，具體實(shí)施形式是:
[0019]相變儲能單元結(jié)構(gòu)見圖1，包括外殼I，外殼內(nèi)有保溫材料層2，保溫材料層內(nèi)有內(nèi)膽殼體3，內(nèi)膽殼體內(nèi)裝有相變材料4，相變材料表面漂浮有一層密封材料5，相變材料內(nèi)部浸沒有換熱盤管6、電加熱機(jī)構(gòu)9和溫度傳感器10，換熱盤管連接冷介質(zhì)入口 7和熱介質(zhì)出P 8。
[0020]上述結(jié)構(gòu)中，外殼作用是封裝、固定保溫材料層；保溫材料層有絕熱效果，防止熱量散發(fā)損失；內(nèi)膽殼體是相變材料、密封材料、換熱盤管、電加熱機(jī)構(gòu)和溫度傳感器的封裝容器；相變材料是各種無機(jī)水合鹽，可以儲存/釋放潛熱和部分顯熱，其占內(nèi)膽體積的80% -98%,為相變材料體積膨脹預(yù)留空間；密封材料漂浮在相變材料層之上，將相變材料相變過程(固體-液體)析出的結(jié)晶水鎖定在密封材料層之下；換熱盤管是介質(zhì)的流道，冷介質(zhì)從冷介質(zhì)入口進(jìn)入，熱介質(zhì)出口流出，通過換熱盤管與相變材料進(jìn)行熱量交換，帶走相變材料中儲存的潛熱和部分顯熱；電加熱機(jī)構(gòu)提供電能加熱相變材料，浸沒在相變材料中，通過輻射、傳導(dǎo)的方式對相變材料加熱；溫度傳感器用于測量相變材料的溫度。
[0021]工作過程:相變儲能單元工作過程一般分為蓄熱過程和放熱過程。
[0022]蓄熱過程由電加熱機(jī)構(gòu)9通電加熱相變材料4，相變材料4逐漸由固態(tài)相變?yōu)橐簯B(tài)，儲存相變潛熱和部分顯熱，并析出結(jié)晶水，密封材料5為液態(tài)物質(zhì)，漂浮在相變材料表面上，隨著相變材料4體積變化而上下浮動，能鎖住結(jié)晶水，防止水分揮發(fā)和氣化，同時(shí)也能鎖住部分熱量，減少熱量的揮發(fā)。
[0023]放熱過程是一定溫度、流量的冷流體從冷介質(zhì)入口 7進(jìn)入換熱盤管6，與相變儲能材料4進(jìn)行熱交換，所得熱流體從熱介質(zhì)出口 8流出，將相變材料4儲存的潛熱和部分顯熱帶出，隨著放熱過程的進(jìn)行，相變材料4溫度下降，熱流體溫度也隨之下降，到要求值時(shí)完成放熱過程。
[0024]在相變儲能單元無上蓋板密封的條件下，經(jīng)過4周蓄熱和放熱過程，無密封材料的結(jié)晶水合鹽質(zhì)量損失率為9 %，有石蠟密封材料的結(jié)晶水合鹽質(zhì)量損失率為I %，增加密封材料大大減少了無機(jī)水合鹽結(jié)晶水的質(zhì)量損失率，對于延長結(jié)晶水合鹽的壽命有重要意義。
[0025]以上所述的實(shí)施例僅僅是對本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對本實(shí)用新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種相變儲能單元的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:相變儲能單元包括外殼(1)，外殼(I)內(nèi)有保溫材料層(2)，所述保溫材料層⑵內(nèi)是內(nèi)膽殼體(3)，內(nèi)膽殼體(3)內(nèi)填充有相變材料(4)，相變材料(4)的填充體積占內(nèi)膽體積的80% -98%，相變材料(4)表面漂浮有一層密封材料層(5)，所述相變材料(4)中埋設(shè)有換熱盤管(6)、電加熱機(jī)構(gòu)(9)和溫度傳感器(10)ο2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變儲能單元的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述換熱盤管(6)一端連接冷介質(zhì)入口(7)，一端連接熱介質(zhì)出口(8)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變儲能單元的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述相變材料是無機(jī)水合鹽類相變材料。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變儲能單元的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述密封材料層(5)為疏水性密封材料層。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變儲能單元的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述密封材料層(5)采用的密封材料為液態(tài)油狀物質(zhì)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的相變儲能單元的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述密封材料層(5)采用的密封材料為石蠟類或硅脂類。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)性好的相變儲能單元的密封結(jié)構(gòu)。相變儲能單元包括外殼，外殼內(nèi)有保溫材料層，所述保溫材料層內(nèi)是內(nèi)膽殼體，內(nèi)膽殼體內(nèi)填充有相變材料，相變材料的填充體積占內(nèi)膽體積的80％-98％，相變材料表面漂浮有一層密封材料層，所述相變材料中埋設(shè)有換熱盤管、電加熱機(jī)構(gòu)和溫度傳感器，密封材料層可以將相變材料相變過程(固體-液體)析出的結(jié)晶水鎖定在密封材料層之下，從而減緩結(jié)晶水揮發(fā)，延長相變材料使用壽命，降低對封裝容器的加工制造難度，在封裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上更加多樣化，既可以設(shè)計(jì)成圓形也可以設(shè)計(jì)成小巧的方形，密封材料還可以鎖住相變材料的部分熱量，減少熱量的損失，提高相變材料的加熱速度，減少加熱時(shí)間。
【IPC分類】F28F11/00, F28D20/02
【公開號】CN204705249
【申請?zhí)枴緾N201520398214
【發(fā)明人】王志, 杜兔平, 盧敬霞
【申請人】北京宇田相變儲能科技有限公司
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2015年6月10日