[实用新型]圆筒式相变材料控能单元结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及相变材料技术，具体涉及一种圆筒式相变材料控能单元结构。

背景技术

材料在发生相变的时候，会释放或吸收大量的热量，而相变前后材料不同相的温度不变。相变储能材料就是利用材料的这一特性应用的工程材料。当周围环境温度过高时，相变储能材料将吸收周围环境的热量，完成低温相向高温相的转变，同时维持温度稳定；当周围环境温度过低时，相变储能材料将完成高温相向低温相的转变，同时释放出吸收的热量，从而维持温度的稳定。当相变储能材料足够多时，可以利用这一特性能维持周边环境的温度稳定，避免环境出现温度波动。

给定一定量的相变材料，当相变材料吸收的总热量要略小于完成相变材料完全相变所需总热量时，相变材料将无法全部完成完全相变，处于两相共存的状态。在这种情况下，相变材料的温度Tp将保持恒定。控制导热介质的入口温度T1恒定，同时由于相变材料的温度Tp恒定，导热介质的导出温度T2也将保持恒定。这样，导热介质的进出温差ΔT将保持恒定。导热介质均匀恒定的条件下，其热容C也将是一个恒定值。因此，导热介质所能导出的热量Qe将取决于参与导热过程的导热介质的质量m。由于密度恒定，质量m正比于体积V。因此，导热介质所能导出的热量Qe将由参与导热过程的导热介质体积V决定。当输出导热介质的管道横截面积S恒定时，单位时间内流过的体积Vt将由流速ν决定。从公式中可以看出，当导热时间恒定时，控制流速ν就可以控制总的导热介质所能导出的热量Qe。

Q_e＝C_m×m×ΔT(1)

m＝ρ×V＝ρ×S×L＝ρ×S×ν×t(2)

式中，Qe是导热介质所能导出的总热量，Q_e，t是单位时间导热介质所传导的热量，Cm是导热介质的热容，m是导热介质的质量，ΔT是导热介质进出相变材料的前后温差，是导热介质密度，S是导热介质输出横截面积，L是导热介质管道长，ν是导热介质流速，可以利用装置来调节，t是工作时间，随着不同的季节有变化，但可以视为恒定值。当其它条件都恒定时，控制导热介质的流速，即可以控制能量的输出。

实用新型内容

本实用新型提供一种圆筒式相变材料控能单元结构。

本实用新型所要解决的技术问题通过以下技术方案：一种圆筒式相变材料控能单元结构，包括圆柱状外壁且两端密封、传热管、导热管若干、导热介质、传热介质、相变材料和流速控制单元，所述传热管设在圆柱状外壁内且与圆柱状外壁同轴心，所述传热介质设在传热管中，所述导热管若干为悬浮于圆柱状外壁内的螺旋管，所述的导热介质设在导热管中，所述相变材料设在传热管、导热管若干与圆柱状外壁形成的间隙内，所述流速控制单元串接在传热管上。

作为改进，所述圆柱状外壁外层设有绝热涂层，内层设有防腐涂层。

作为改进，所述传热管、导热管若干由导热金属材料制成。

作为改进，所述传热介质为油脂、水、空气中的一种或多种。

作为改进，所述相变材料为石蜡、无机盐、高分子有机物、石墨、石墨烯中的一种或多种的混合物。

本实用新型所具有的优点：传热介质可以为油脂、水、空气等热容量较大的材质。导热介质与传热介质选材接近，但取决于所需的能量输出要求，当输出能量高时，使用热容量大的导热介质；当输出能量低时，使用热容量小的导热介质。相变材料可以为石蜡、无机盐、高分子有机物、石墨、石墨烯中的一种或多种的混合物，其相变温度为20～150℃。流速控制单元主要起到控制导热介质的流速作用。先计算出导热介质按每日的能量需求Qe，加入时间参数t，折算出单位时间所需要的能量需求Qe，t，按公式3计算出流速，控制每日的能量释放。

现有的相变材料应用，通常限定于节能储能的使用，本实用新型一种圆筒式相变材料控能单元结构可以相变材料的储能按需求调节导热的介质的流速，实现能量的可控释放。本实用新型中的外壁结构，有内外两层功能层，比现有的控能单元更有效、更长寿。本实用新型中的传热管与导热管使用螺旋结构，使传热管与导热管更有效的与相变材料接触，热利用效率更高。

附图说明

图1是本实用新型的圆筒式相变材料控能单元结构的剖视图。

图2是本实用新型的圆筒式相变材料控能单元结构的结构图。

如图所示：1、圆柱状外壁，2、传热管，3、导热管，4、导热介质，5、传热介质，6、相变材料，7、流速控制单元。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。