本发明涉及一种热管式相变储能装置,涉及储能技术领域。
背景技术:
现有的相变储能装置大多通过导热与外界进行换热,但当换热面位于上表面时,随着散热温度降低,相变材料在上表面凝固为固体,严重阻碍了相变储能装置与外界的换热。
技术实现要素:
本发明的目的就是提供一种外换热稳定,放热效率高的热管式相变储能装置。
一种热管式相变储能装置,其特征在于:该储能装置包括外壳,外壳由筒状侧壁和圆形底部组成,围成圆柱形腔体;上述外壳的圆形底部通过螺栓安装若干热管;上述热管采用异形设计,热管轴线与侧边夹角为5~15°;热管底部设计为球状结构,球状结构的半径为2~3倍热管上表面半径;热管的总体积占腔体内部总体积15-20%;腔体内填充有用于与外界进行换热的相变储能材料。
在储能装置内布置了热管,当上表面温度降低时,可以通过热管将相变储能装置底部热量传递至上表面,实现了装置对外换热的稳定,提高了放热效率;上述热管采用异形设计,热管轴线与侧边夹角为5~15°,增大热管底部换热面积,加快装置底部热量向上传递速率;且将热管底部设计为球状结构,减小了底部相变材料自然对流的流动阻力,球状结构的半径为2~3倍热管上表面半径,保证热管之间有足够的空间,充分利用相变材料自然对流增强换热。上述热管的总体积所占器件内部总体积15-20%,在保证了散热量的前提下,不影响器件内部相变材料的填充,保证储能量。
所述的一种热管式相变储能装置,其特征在于:上述热管布置方式为等面积或等热流法均匀布置。使表面散热均匀,加快放热速度。
所述的一种热管式相变储能装置,其特征在于:上述外壳、螺栓与热管为高导热系数材料。若填充相变储能材料为无机盐类,则应选用抗腐蚀、不会发生化学反应的材料。
附图说明
图1是一种热管式相变储能装置;
图中标号名称:1外壳,2螺栓,3热管,4腔体。
具体实施方式
下面结合图1对一种热管式相变储能装置运行过程作详细说明。
在装置向上表面散热时,随着上表面温度降低,底部温度还较高,热量通过热管从底部快速传递到上表面,防止上表面相变材料相变阻碍上表面的换热;同时底部热量沿热管向上传递过程中,沿热管形成了均匀的温度梯度,热管底部的球状结构也不会阻碍装置底部的向上的自然对流,这样就提高了散热效率。
1.一种热管式相变储能装置,其特征在于:
该储能装置包括外壳(1),外壳(1)由筒状侧壁和圆形底部组成,围成圆柱形腔体(4);
上述外壳的圆形底部通过螺栓(2)安装若干热管(3);上述热管(3)采用异形设计,热管(3)轴线与侧边夹角为5~15°;热管(3)底部设计为球状结构,球状结构的半径为2~3倍热管上表面半径;热管(3)的总体积占腔体(4)内部总体积15-20%;
腔体(4)内填充有用于与外界进行换热的相变储能材料。
2.根据权利要求1所述的一种热管式相变储能装置,其特征在于:上述热管(3)布置方式为等面积或等热流法均匀布置。
3.根据权利要求1所述的一种热管式相变储能装置,其特征在于:上述外壳(1)、螺栓(2)与热管(3)为高导热系数材料。