【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于相變儲能，尤其涉及一種基于雙向交錯翅片的相變蓄熱裝置及應用。
技術介紹
1、隨著全球能源危機的加劇，節能成為了迫切的需求。建筑行業作為能耗大戶，占全球總能耗約40%，因此，建筑節能成為了研究的重點領域。相變儲熱技術作為一種高效、環保的能源儲存和利用方式，在建筑節能方面具有重要的應用價值，相變儲熱技術能夠將熱能儲存于相變材料中，通過材料的相變吸收或釋放熱量，實現能量的長期儲存和調節。這種技術可以有效地解決能源供應與需求不匹配的問題，提高能源利用效率和系統穩定性，實現建筑能源的高效利用和節能減排。因此，開展相變儲熱技術研究對于推動節能技術的發展和實現能源的可持續發展具有重要的意義。
2、現有儲熱性能強化技術主要分為三種：有源技術、無源技術和復合強化技術。其中，無源技術由于造價較低、結構簡單、維護方便等優勢在相變蓄熱裝置中應用十分廣泛。增加翅片屬于典型的無源強化技術。增加翅片可以有效拓展相變蓄熱裝置的傳熱面積，加強了導熱，從而加快了儲熱速率。
3、相變過程中，相變儲能裝置中的相變儲能材料與熱流體之間的熱量傳遞主要依靠導熱和自然對流。由于相變儲能材料本身不易導熱，現有技術的翅片式儲能裝置中，主要是矩形翅片，在兩片翅片之間中部的相變儲能材料熱傳導不均勻，儲熱速率和效率都很低。申請號為cn202311041101.9的專利技術專利公開了一種具有開孔樹形仿生翅片的水平相變蓄熱裝置，在熱水管的圓周上均勻布置有多個用于對相變材料進行換熱的開孔樹形仿生翅片。與傳統的矩形翅片管式相變蓄熱裝置相比，其在換熱面積上有
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供一種基于雙向交錯翅片的相變蓄熱裝置及應用，考慮加工的難易程度，在常規矩形翅片基礎上通過分割、折彎的簡易加工工序，實現儲熱速率和儲熱效率的顯著提升。
2、為達到上述目的，本專利技術采用的技術方案是：
3、一種基于雙向交錯翅片的相變蓄熱裝置，包括密封的圓柱形殼體，設置于殼體內與殼體同軸的翅片管，還包括設置于殼體與翅片管之間蓄熱腔室內的相變材料，所述翅片管包括位于中心的圓形基管和焊接于基管表面的多個翅片，每個翅片包括連接于基管外表面沿著長度方向延伸的主翅片以及連接于主翅片頂部的分支翅片組，所述分支翅片組包括分支翅片一組和分支翅片二組，分支翅片一組包括多個分支翅片一，分支翅片二組包括多個分支翅片二，分支翅片一和分支翅片二高度寬度均相同，每個分支翅片一和分支翅片二相鄰且彎折方向相反，且每個主翅片頂部的分支翅片一和分支翅片二依次交替出現；多個翅片在基管外周呈輻射狀均勻排布于蓄熱腔室內，所述相變材料填充于蓄熱腔室中包裹于翅片管上。
4、進一步的，所述翅片管基管外周相鄰翅片間分支翅片一彎折方向呈對稱或相同設置。
5、進一步的，所述翅片管外周向上翅片數量不少于4個。
6、進一步的，所述翅片管中每個分支翅片沿基管徑向上的高度與翅片總高度的比值為0.4-0.7，翅片總高度為分支翅片與主翅片的高度和。
7、進一步的，所述翅片管沿管子軸向上每個分支翅片的寬度和主翅片寬度的比值為0.020-0.063。
8、進一步的，所述翅片管中翅片外緣外接圓直徑與殼體內壁面直徑的比值為0.80-0.95。
9、進一步的，所述翅片管中分叉翅片的折彎角度與最大允許折彎角度的比值為0.45-0.75。
10、進一步的，所述蓄熱裝置內翅片管材料為鋼或鋁合金或者銅；所述相變材料為水合鹽類或石蠟或脂肪酸類相變材料。
11、一種基于雙向交錯翅片的相變蓄熱裝置的應用，將其用于廢水余熱存儲中，特別是用于釀酒廠冷卻用水的存儲利用中。當水溫為65℃，呈間歇供應，相變材料采用熔點為52℃的石蠟時。與采用傳統縱向直翅片的相變儲熱裝置相比，本專利技術相變儲熱裝置中，相變材料的完全熔化時間縮短21.7%，在相同時刻，溫度場更均勻，且溫度更高，具有更有效的傳熱特性，熱量能夠快速滲透，儲熱量增加了24.2%，可見本專利技術的相變儲熱裝置的儲熱性能顯著提升。
12、本專利技術具有的優點是：
13、1.本專利技術雙向交錯翅片抑制了流動邊界層在翅片表面的生長，強化了各個離散區域內相變材料的自然對流過程，提高了翅片傳熱效率和儲熱速率；
14、2.本專利技術雙向交錯翅片將熱量更加均勻地傳遞到蓄熱腔室內整個相變材料中，使熔化更加均勻；
15、3.本專利技術能夠有效增強翅片管式相變儲熱裝置的儲熱性能，相對于傳統的縱向直翅片式相變儲熱裝置其儲熱效率可以提高20%左右，相同時間下儲熱量可以增加20%以上；
16、4.本專利技術對原有的縱向直翅片進行結構創新，通過雙向交錯翅片實現儲熱裝置內各區域相變材料的同步快速熔化；本專利技術所述的這種雙向交錯翅片式相變儲熱裝置，可以通過切割、折彎工序快速得到，易于實現自動化生產，易于實現批量生產，與工業生產聯系緊密，具有極強的工業應用價值，進一步拓寬了其在化工、建筑等行業廢水余熱回收方面的應用。
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1.一種基于雙向交錯翅片的相變蓄熱裝置，其特征在于：包括密封的圓柱形殼體，設置于殼體內與殼體同軸的翅片管，還包括設置于殼體與翅片管之間蓄熱腔室內的相變材料，所述翅片管包括位于中心的圓形基管和焊接于基管表面的多個翅片，每個翅片包括連接于基管外表面沿著長度方向延伸的主翅片以及連接于主翅片頂部的分支翅片組，所述分支翅片組包括分支翅片一組和分支翅片二組，分支翅片一組包括多個分支翅片一，分支翅片二組包括多個分支翅片二，分支翅片一和分支翅片二高度寬度均相同，每個分支翅片一和分支翅片二相鄰且彎折方向相反，且每個主翅片頂部的分支翅片一和分支翅片二依次交替出現；多個翅片在基管外周呈輻射狀均勻排布于蓄熱腔室內，所述相變材料填充于蓄熱腔室中包裹于翅片管上。
2.如權利要求1所述的基于雙向交錯翅片的相變蓄熱裝置，其特征在于：所述翅片管基管外周相鄰翅片間分支翅片一彎折方向呈對稱或相同設置。
3.如權利要求1所述的基于雙向交錯翅片的相變蓄熱裝置，其特征在于：所述翅片管外圍周向上翅片數量不少于4個。
4.如權利要求1所述的基于雙向交錯翅片的相變蓄熱裝置，其特征在于：所述翅片
5.如權利要求1所述的基于雙向交錯翅片的相變蓄熱裝置，其特征在于：所述翅片管沿管子軸向上每個分支翅片的寬度和主翅片寬度的比值為0.020-0.063。
6.如權利要求1所述的基于雙向交錯翅片的相變蓄熱裝置，其特征在于：所述翅片管中翅片外緣外接圓直徑與殼體內壁面直徑的比值為0.80-0.95。
7.如權利要求1所述的基于雙向交錯翅片的相變蓄熱裝置，其特征在于：所述翅片管中分叉翅片的折彎角度與最大允許折彎角度的比值為0.45-0.75。
8.如權利要求1所述的基于雙向交錯翅片的相變蓄熱裝置，其特征在于：所述蓄熱裝置內翅片管材料為鋼或鋁合金或者銅；所述相變材料為水合鹽類或石蠟或脂肪酸類相變材料。
9.如權利要求1-8任一項所述的基于雙向交錯翅片的相變蓄熱裝置的應用，其特征在于：將其用于廢水余熱存儲中。
...【技術特征摘要】
1.一種基于雙向交錯翅片的相變蓄熱裝置，其特征在于：包括密封的圓柱形殼體，設置于殼體內與殼體同軸的翅片管，還包括設置于殼體與翅片管之間蓄熱腔室內的相變材料，所述翅片管包括位于中心的圓形基管和焊接于基管表面的多個翅片，每個翅片包括連接于基管外表面沿著長度方向延伸的主翅片以及連接于主翅片頂部的分支翅片組，所述分支翅片組包括分支翅片一組和分支翅片二組，分支翅片一組包括多個分支翅片一，分支翅片二組包括多個分支翅片二，分支翅片一和分支翅片二高度寬度均相同，每個分支翅片一和分支翅片二相鄰且彎折方向相反，且每個主翅片頂部的分支翅片一和分支翅片二依次交替出現；多個翅片在基管外周呈輻射狀均勻排布于蓄熱腔室內，所述相變材料填充于蓄熱腔室中包裹于翅片管上。
2.如權利要求1所述的基于雙向交錯翅片的相變蓄熱裝置，其特征在于：所述翅片管基管外周相鄰翅片間分支翅片一彎折方向呈對稱或相同設置。
3.如權利要求1所述的基于雙向交錯翅片的相變蓄熱裝置，其特征在于：所述翅片管外圍周向上翅片數量不少于4個。
4.如權利要求...
【專利技術屬性】
技術研發人員：湯松臻，宋玉玲，劉品味，徐嚴嚴，吳學紅，張東偉，周俊杰，
申請(專利權)人：鄭州大學，
類型：發明
國別省市：
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