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高效相变储能技术

该技术在太阳能热利用、工业余热回收、采暖及空调等节能领域中有着广泛的应用前景。

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1.新型相变储能材料

研发了适用于多种温度范围的新型相变材料,并对其物化特性进行了表征。在此基础上应用仿生技术以及拓扑优化方法,对相变材料封装结构进行优化设计,提高封装体的传热效率。

相关国家发明专利1:一种高效相变储能封装体,专利号:ZL201710186239.6,授权日期:2019.02.19.

专利简介:一种红细胞形高效相变储能封装体,外观呈红细胞形态,形如圆盘,中间下凹,边缘较厚,封装体内填充相变储能材料。相比传统的球状或柱状封装体,该封装体比表面积较大,换热效率大幅提升。另外,其特殊的仿生学构造也大幅度的降低了其外表面传热流体的流动阻力。本发明提供了一种红细胞外形的高效相变储能封装体单元,能够进行高效的热能存储,并且结构简单,易于推广及使用。

图1 利用仿生技术优化相变材料封装结构

相关国家发明专利2:一种带内肋片的高效相变储能封装球,专利号:ZL201810117621.6,授权日期:2019.11.07.

专利简介:一种带内肋片的高效相变储能封装球,包括封装球壳、肋片组件和相变储能材料;其中,封装球壳外观呈球形,肋片组件加装在封装球壳内部;肋片组件由中空管状的圆柱形针肋构成,针肋在封装球壳内部呈空间三维几何对称分布设置,并在三个方向上相互垂直且内部贯穿,在封装球壳和针肋之间填充固液相变储能材料。本发明能够在保证相变材料填充率的同时,降低封装球内壁侧热阻,增大整体的换热面积,使得封装球相比于普通球形封装体的传热性能大幅提升,且相变传热过程更加均匀,大幅提高相变材料的利用率和封装球的换热效率。

图2 利用拓扑优化方法设计蓄能器中的高导热通道

2.高效相变储能器

研发了高效相变储能装置,主要包括填充床式相变储能器以及管壳式相变储能器,可以广泛应用于太阳能、余热等系统中的热量蓄存,并可在空调蓄冷系统中高效应用。

相关国家发明专利:用于太阳能空调的蓄冷供冷一体化的辐射换热板,专利号:ZL 201410821020.5,授权日期:2017.10.03.

专利简介:一种太阳能空调用蓄冷供冷一体化辐射换热板,包括毛细金属盘管、金属箱体、加液口和相变材料。其中毛细金属盘管紧密的贴合于金属箱体外部的上表面,加液口置于金属箱体外部上表面的正中间位置;相变材料通过加液口灌注满整个金属箱体;在有加液口的外表面覆盖保温层。在对空调房间供冷过程中,往金属盘管内通来自太阳能制冷机产生的冷冻水,冷量通过金属管壁直接传递给紧靠盘管的壁面,继而传递给相变材料起到蓄冷的作用,最后通过相变材料层传递给金属箱体的下表面,并且从下表面与周围环境进行辐射与对流换热,当太阳能空调供冷不足时也可以通过相变材料释放冷量来补充。

图3 填充床式相变储能器

图4 管壳式相变储能器

合作方式

技术转让、技术开发。

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