本技术涉及相变储热技术领域,具体涉及到一种具有穿孔翅片的螺旋管相变换热装置,包括壳体、换热管、翅片和相变材料;换热管设于壳体内且层叠环绕;翅片设置于壳体内并与换热管相连接,翅片所在平面平行壳体的长度方向设置;翅片上具有通孔;相变材料填充于壳体内、换热管外。本发明中,换热管沿壳体的长度方向层叠环绕设于壳体内以具备更大的表面积,翅片则与换热管连为一体以进一步扩大传热面积。并且,将翅片所在平面平行壳体的长度方向设置,以利于相变材料沿壳体的长度方向上进行流动,翅片上的通孔可以利于相变材料沿垂直于壳体的长度方向上进行流动,从而减少翅片对相变材料自然对流的阻碍,加速相变材料的熔化蓄热进程,提高换热效率。
背景技术
相变储热技术使用相变材料作为热能储存介质,在材料相变过程中储存或回收热能,涉及到的相变多为固-液相变。由于物质在发生相变时会吸收或释放潜热,此技术也称潜热储存技术。与显热储存技术相比,相变潜热具有更大的储能密度和更小的温度变化;与热化学储热技术相比,相变潜热具有良好的重复性和可控性。相变储热技术是一种有效且实用的降低能源供应与能源需求不匹配的方法。在过去的几十年里,相变储热技术在许多重要领域,如太阳能储热系统、电子冷却、建筑围护结构、制冷和废热回收等,都得到了广泛的研究和应用。
由于相变材料在固-液相变时,随着温度的变化,密度也随之发生变化,使得封装在储热罐中的液态相变材料具有一定流速,虽然该流速较小,但在整个储热过程中相变材料的流动性一直存在。为了提高相变材料在储热罐中的传热效果,许多研究人员在换热管外部添加了翅片,这些翅片所在的平面垂直于储热罐的长度方向设置,虽然翅片的添加扩大了传热面积,提高了导热速率,但由于翅片的存在一定程度上阻碍了相变材料的自然对流换热,使得相变材料在储热装置中的熔化中后期要花更多的时间。
实现思路