專利名稱：一種熱管式同時蓄冷蓄熱裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型的名稱是一種熱管式同時蓄冷蓄熱裝置，屬蓄冷蓄熱工程領域。
技術背景
隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展、城市規(guī)模的擴大和用電結構的改變，高峰負荷呈快 速增長的趨勢，大多數(shù)城巿電網(wǎng)面臨著高峰電力不足、低谷電力過剩的局面， 各大電網(wǎng)的峰谷差均已超過最大負荷的30%,個別甚至達到50%。逐年增加的
峰谷差給電網(wǎng)的調(diào)峰運行帶來了相當大的困難，因此，如何通過調(diào)整用戶側的 負荷來實現(xiàn)"移峰填谷"、均衡負荷已成為一個亟待解決的問題。為此，各省 巿已陸續(xù)制定了峰谷分時電價政策，鼓勵用戶開發(fā)低谷電力、最大程度地利用 現(xiàn)有電力設備，實現(xiàn)"移峰填谷"，緩解電網(wǎng)高峰缺電的矛盾。其中，蓄能技 術是實現(xiàn)電力"移峰填谷"方案的一項重要技術措施。
從國內(nèi)外文獻和專利授權情況來看，目前工程上的蓄能技術有蓄冷和蓄熱 技術；而目前的蓄冷和蓄熱技術釆用最多的是靜態(tài)蓄冷蓄熱，其換熱面為各式
盤管式、板式或各式密封件，動態(tài)方式較少。在靜態(tài)蓄冷和蓄熱中，由于釆用 的是管式或板式表面，因此，單位體積內(nèi)的蓄能面積較小，蓄能率會隨著蓄能
過程的進行逐漸減??；而更為重要的是，目前的蓄能技術大多把蓄冷和蓄熱過 程分開，即只能獨立地進行蓄冷和蓄熱，貯存的能量不能同時滿足存在冷用戶 和熱用戶的需要。本實用新型提出利用熱管結構來達到同時蓄冷蓄熱的目的， 可有效解決傳統(tǒng)的盤管式結構、板式結構和封裝式結構蓄能器存在的傳熱性能 差、蓄能器體積大、結構不緊湊、蓄、放能速率低和不能同時蓄冷蓄熱等問題。實用新型內(nèi)容
本實用新型要解決的技術問題是提供一種高效緊湊式同時蓄冷蓄熱裝置。 在夜間用電低谷期儲存電動制冷制熱產(chǎn)生的冷量和熱量，在白天用電高峰期將 冷量和熱量釋放出來，滿足生產(chǎn)或生活的需要，因此，不僅可以最大程度地利 用現(xiàn)有電力設備，實現(xiàn)"移峰填谷"，緩解電網(wǎng)高峰缺電的矛盾，而且可以有 效提高蓄冷蓄熱效率，達到同時蓄冷蓄熱的目的。
為解決上述技術問題，本實用新型通過以下技術方案實現(xiàn) 主要由蓄冷池9、蓄熱池21、位于蓄冷池上部的制冷劑蒸發(fā)器箱體l、位于 蓄熱池下部的制冷劑冷凝器箱體16、設置于蓄冷池、蓄熱池和箱體中的熱管3 和15、設置于箱體內(nèi)的蛇形翅片管6和22、壓縮機10、制冷劑泵12、節(jié)流閥 25、高、低壓液態(tài)制冷劑管道26、 27和高、低壓氣態(tài)制冷劑管道29、 28組成 的一種熱管式同時蓄冷蓄熱裝置，其特征在于在位于蓄冷池上部的制冷劑蒸 發(fā)器箱體1與蓄冷池之間安裝蓄冷池隔板11;在位于蓄熱池下部的制冷劑冷凝 器箱體16和蓄熱池之間安裝蓄熱池隔板23;熱管3和15，穿過箱體與蓄冷池 和蓄熱池之間的隔板11和23布置在蓄冷池、蓄熱池和箱體內(nèi)，并將熱管與隔 板間隙密封；在蓄冷池9和蓄熱池21內(nèi)布置有用于釋冷和釋熱的蛇形翅片管6 和22，且蛇形翅片管分別與蓄冷池9和蓄熱池21內(nèi)的熱管間隔布置；在蓄冷池 和蓄熱池側邊各布置有冷媒介質(zhì)進出口母管5和7以及熱媒介質(zhì)進出口母管18 和19,通過各自母管把冷媒介質(zhì)和熱媒介質(zhì)分別均勻分配到蓄冷池中的每組蛇 形翅片管6和蓄熱池中的每組蛇形翅片管22中；在蓄冷池上部的制冷劑蒸發(fā)器 箱體1兩側布置有制冷劑進出口接管4和24;在蓄熱池下部的制冷劑冷凝器箱 體16兩側布置有制冷劑進出口接管17和13。本實用新型在蓄冷池9中熱管3的蒸發(fā)段外表面和在蓄熱池21中熱管15 的冷凝段外表面分別布置有徑向翅片8和20;在位于蓄冷池上部的制冷劑蒸發(fā) 器箱體1中熱管3的冷凝段外表面和在位于蓄熱池下部的制冷劑冷凝器箱體16 中熱管15的蒸發(fā)段外表面分別布置有縱向翅片2和14。
本實用新型的蓄冷池、蓄熱池和箱體中的熱管3和15可以釆用兩相閉式熱 虹吸管或重力式熱管。
本實用新型在蓄冷池9和蓄熱池21內(nèi)分別與熱管3和15間隔布置有用于 釋冷和釋熱的蛇形翅片管6和22， 一方面用于高效釋冷和釋熱；另一方面以防 止蓄冷介質(zhì)和冷媒介質(zhì)，蓄熱介質(zhì)和熱媒介質(zhì)的相互摻混污染，從而維持蓄冷 介質(zhì)凝固點和蓄熱介質(zhì)熔點的穩(wěn)定。
本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有以下特點(l)換熱效率高釆用高效熱 管，同時在熱管的蒸發(fā)段和冷凝段均加裝翅片，不僅可有效地擴展蓄冷和蓄熱 面積，減小由于蓄冷和蓄熱時所帶來的附加熱阻；而且增加了制冷劑的蒸發(fā)和 冷凝面積，使整個蓄冷和蓄熱裝置更加緊湊高效；同時利用熱管的等溫性能， 使熱管表面的蓄冷蓄熱速度均-勻。(2)通過壓縮機、制冷劑泵、節(jié)流閥和制冷 劑管道的連接以及熱管的蒸發(fā)和冷凝作用，能實現(xiàn)同時蓄冷和蓄熱的功能，同 時滿足不同冷用戶和熱用戶的需要，解決了傳統(tǒng)的蓄能裝置蓄冷蓄熱不能同時 進行的問題。(3)裝置的運行可靠性好可根據(jù)不同的蓄冷和蓄熱負荷來設置 不同的熱管根數(shù)；即使一根或若干根熱管失效、損壞，不影響整個蓄冷蓄熱裝 置的運行，只是換熱效率相應減小。(4)在蓄冷池和蓄熱池中設置高效的蛇形 翅片管， 一方面用于蓄冷池和蓄熱池釋冷和釋熱時的高效換熱，另一方面把蓄 冷介質(zhì)和冷媒介質(zhì)，蓄熱介質(zhì)和熱媒介質(zhì)分開，避免相互摻混污染，保證了蓄冷介質(zhì)凝固點和蓄熱介質(zhì)熔點的穩(wěn)定。(5)整個裝置結構簡單、效果好。


附圖為本實用新型實施裝置示意圖。 其中l(wèi)-位于蓄冷池上部的制冷劑蒸發(fā)器箱體；2-蓄冷池熱管冷凝段縱向翅 片；3-蓄冷池熱管；4-蓄冷池上部箱體制冷劑進口接管；5 -蓄冷池冷媒介質(zhì) 進口母管；6-蓄冷池中蛇形翅片管；7-蓄冷池冷媒介質(zhì)出口母管；8 -蓄冷池 熱管蒸發(fā)段徑向翅片；9-蓄冷池；10-壓縮機；ll-蓄冷池隔板；12-制冷劑 泵；13-蓄熱池下部箱體制冷劑出口接管；14-蓄熱池熱管蒸發(fā)段縱向翅片； 15-蓄熱池熱管；16-位于蓄熱池下部的制冷劑冷凝器箱體；17-蓄熱池下部 箱體制冷劑進口接管；18-蓄熱池熱媒介質(zhì)進口母管；19-蓄熱池熱媒介質(zhì)出 口母管；20-蓄熱池熱管冷凝段徑向翅片；21-蓄熱池；22-蓄熱池中蛇形翅 片管；23-蓄熱池隔板；24 -蓄冷池上部箱體制冷劑出口接管；25-節(jié)流閥； 26-高壓液態(tài)制冷劑管道；27-低壓液態(tài)制冷劑管道；28-低壓氣態(tài)制冷劑管 道；29-高壓氣態(tài)制冷劑管道
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型具體實施進行詳細說明。
本實用新型主要由蓄冷池9、蓄熱池21、位于蓄冷池上部的制冷劑蒸發(fā)器 箱體1、位于蓄熱池下部的制冷劑冷凝器箱體16、設置于蓄冷池、蓄熱池和箱 體中的熱管3和15、設置于箱體內(nèi)的蛇形翅片管6和22、壓縮機IO、制冷劑泵 12、節(jié)流閥25、高、低壓液態(tài)制冷劑管道26、 27和高、低壓氣態(tài)制冷劑管道 29、 28組成。在位于蓄冷池上部的制冷劑蒸發(fā)器箱體l與蓄冷池之間安裝蓄冷 池隔板11;在位于蓄熱池下部的制冷劑冷凝器箱體16和蓄熱池之間安裝蓄熱池隔板23;熱管3和15,穿過箱體與蓄冷池9和蓄熱池21之間的隔板11和23 布置在蓄冷池9、蓄熱池21和箱體內(nèi)，并將熱管與隔板間隙密封；在蓄冷池9 和蓄熱池21內(nèi)分別與熱管間隔布置有用于釋冷和釋熱的蛇形翅片管6和22;在 蓄冷池和蓄熱池側邊各布置有冷媒介質(zhì)進出口母管5和7以及熱媒介質(zhì)進出口 母管18和19，通過各自母管把冷媒介質(zhì)和熱媒介質(zhì)分別均勻分配到蓄冷池中的 每組蛇形翅片管6和蓄熱池中的每組蛇形翅片管22中；在蓄冷池上部的制冷劑 蒸發(fā)器箱體1兩側布置有制冷劑進出口接管4和24;在蓄熱池下部的制冷劑冷 凝器箱體16兩側布置有制冷劑進出口接管17和13。 本實用新型的工作過程如下
當一定壓力下的液態(tài)制冷劑由蓄冷池上部箱體制冷劑進口接管4進入位于 蓄冷池上部的制冷劑蒸發(fā)器箱體1時，制冷劑沖刷蓄冷池熱管3的冷凝段進行 熱交換，通過蓄冷池熱管3的冷凝段將蓄冷池9中的熱量帶出，制冷劑吸收熱 量變成蒸氣，而蓄冷池9中蓄冷介質(zhì)的溫度逐漸降低，并開始凝固，直至整個 蓄冷池中的蓄冷介質(zhì)全部凝固達到所需的溫度為止，通過蓄冷介質(zhì)的液固相變 以凝固熱的形式將該裝置提供的冷量儲存，這時蓄冷過程完成。氣態(tài)的制冷劑 經(jīng)蓄冷池上部箱體制冷劑出口接管24流出后通過低壓氣態(tài)制冷劑管道28進入 壓縮機進行壓縮，壓縮到需要的壓力后，制冷劑蒸氣通過高壓氣態(tài)制冷劑管道 29由蓄熱池下部箱體制冷劑進口接管17進入位于蓄熱池下部的制冷劑冷凝器箱 體16，在蓄熱池下部的制冷劑冷凝器箱體16中，制冷劑加熱蓄熱池熱管15的 蒸發(fā)段，而制冷劑本身因放出熱量冷凝變成液態(tài)，經(jīng)蓄熱池下部箱體制冷劑出 口接管13流出；同時蓄熱池熱管15把制冷劑的冷凝熱由蒸發(fā)段傳給蓄熱池21 中的熱管15的冷凝段而加熱蓄熱池21中的蓄熱材料，蓄熱池21中蓄熱介質(zhì)的溫度逐漸升高，并開始熔化，直至整個蓄熱池21中的蓄熱介質(zhì)全部熔化達到所 需的溫度為止，通過蓄熱介質(zhì)的固液相變以熔化熱的形式將該裝置提供的熱量 儲藏，這時蓄熱過程完成。液態(tài)的制冷劑經(jīng)蓄熱池下部箱體制冷劑出口接管13
流出后，為克服流動過程中的阻力，通過制冷劑泵12和高壓液態(tài)制冷劑管道26 將液態(tài)制冷劑送到節(jié)流閥25,通過節(jié)流閥25的節(jié)流作用，把液態(tài)制冷劑的壓力 降低到蓄冷池上部的制冷劑蒸發(fā)器箱體1所需的壓力，然后通過低壓液態(tài)制冷 劑管道27進入蓄冷池上部的制冷劑蒸發(fā)器箱體1,這樣就完成了一次蓄冷和蓄 熱過程的循環(huán)。
蓄冷池9和蓄熱池21所儲存的冷量和熱量分別由冷媒介質(zhì)和熱媒介質(zhì)在該 裝置的釋冷和釋熱階段帶出。其中，在釋冷時，由冷用戶送來的冷媒介質(zhì)首先 進入蓄冷池冷媒介質(zhì)進口母管5,然后均勻分配進入到布置在蓄冷池中的每組蛇 形翅片管6中，通過蛇形翅片管6的傳熱，蓄冷介質(zhì)吸收冷媒介質(zhì)熱量，即冷 媒介質(zhì)在得到蓄冷介質(zhì)的冷量，溫度降到符合冷用戶的要求后匯入蓄冷池冷媒 介質(zhì)出口母管7，然后流出送到相應的冷用戶。在釋熱時，由熱用戶送來的熱媒 介質(zhì)首先進入蓄熱池熱媒介質(zhì)進口母管18,然后均勻分配進入到布置在蓄熱池 中的每組蛇形翅片管22中，通過蛇形翅片管22的傳熱，蓄熱介質(zhì)把熱量傳給 熱媒介質(zhì)，而熱媒介質(zhì)在得到蓄熱介質(zhì)的熱量后匯入蓄熱池熱媒介質(zhì)出口母管 19，然后流出送到相應的熱用戶。
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權利要求1、一種熱管式同時蓄冷蓄熱裝置，主要由蓄冷池(9)、蓄熱池(21)、位于蓄冷池上部的制冷劑蒸發(fā)器箱體(1)、位于蓄熱池下部的制冷劑冷凝器箱體(16)、設置于蓄冷池、蓄熱池和箱體中的熱管(3)和(15)、設置于箱體內(nèi)的蛇形翅片管(6)和(22)、壓縮機(10)、制冷劑泵(12)、節(jié)流閥(25)、高、低壓液態(tài)制冷劑管道(26)、(27)和高、低壓氣態(tài)制冷劑管道(29)、(28)組成，其特征在于在位于蓄冷池上部的制冷劑蒸發(fā)器箱體(1)與蓄冷池之間安裝蓄冷池隔板(11)；在位于蓄熱池下部的制冷劑冷凝器箱體(16)和蓄熱池之間安裝蓄熱池隔板(23)；熱管(3)和(15)，穿過箱體與蓄冷池和蓄熱池之間的隔板(11)和(23)布置在蓄冷池、蓄熱池和箱體內(nèi)，并將熱管與隔板間隙密封；在蓄冷池(9)和蓄熱池(21)內(nèi)布置有用于釋冷和釋熱的蛇形翅片管(6)和(22)，且蛇形翅片管分別與蓄冷池(9)和蓄熱池(21)內(nèi)的熱管間隔布置；在蓄冷池和蓄熱池側邊各布置有冷媒介質(zhì)進出口母管(5)和(7)以及熱媒介質(zhì)進出口母管(18)和(19)，通過各自母管把冷媒介質(zhì)和熱媒介質(zhì)分別均勻分配到蓄冷池中的每組蛇形翅片管(6)和蓄熱池中的每組蛇形翅片管(22)中；在蓄冷池上部的制冷劑蒸發(fā)器箱體(1)兩側布置有制冷劑進出口接管(4)和(24)；在蓄熱池下部的制冷劑冷凝器箱體(16)兩側布置有制冷劑進出口接管(17)和(13)。
2、 根據(jù)權利要求l所述的一種熱管式同時蓄冷蓄熱裝置，其特征在于在蓄冷 池(9)中熱管(3)的蒸發(fā)段外表面布置有徑向翅片(8),在蓄熱池(n) 中熱管(15)的冷凝段外表面布置有徑向翅片(20);在位于蓄冷池上部的 制冷劑蒸發(fā)器箱體(l)中熱管(3)的冷凝段外表面布置縱向翅片(2),在位于蓄熱池下部的制冷劑冷凝器箱體(16)中熱管(15)的蒸發(fā)段外表面布置有縱向翅片(14)。
3、 根據(jù)權利要求l或2所述的一種熱管式同時蓄冷蓄熱裝置，其特征在于蓄冷池和蓄熱池中熱管(3)和熱管(15)可以采用兩相閉式熱虹吸管或重力 式熱管。
4、 根據(jù)權利要求l或2所述的一種熱管式同時蓄冷蓄熱裝置，其特征在于在蓄冷池(9)和蓄熱池(n)內(nèi)分別與熱管(3)和(is)間隔布置有用于釋 冷和釋熱的蛇形翅片管(6)和(22)。
專利摘要一種熱管式同時蓄冷蓄熱裝置，屬蓄冷蓄熱工程領域。由蓄冷池、蓄熱池、制冷劑蒸發(fā)器箱體、制冷劑冷凝器箱體、熱管、蛇形翅片管、壓縮機、制冷劑泵、節(jié)流閥和制冷劑管道組成。熱管穿過箱體與蓄冷池和蓄熱池之間的隔板布置在蓄冷池、蓄熱池和箱體內(nèi)，并與隔板間密封；在蓄冷池和蓄熱池內(nèi)分別與熱管間隔布置有蛇形翅片管；在蓄冷池和蓄熱池側邊各布置有冷媒和熱媒介質(zhì)進出口母管；在箱體兩側布置有制冷劑進出口接管；在箱體內(nèi)熱管外表面布置有縱向翅片，在蓄冷池和蓄熱池內(nèi)熱管外表面布置有徑向翅片；熱管采用兩相閉式熱虹吸管或重力熱管。和現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有換熱效率高、結構緊湊，運行可靠性好、結構簡單、并能同時蓄冷和蓄熱的特點。
文檔編號F24F5/00GK201289171SQ200820100000
公開日2009年8月12日 申請日期2008年9月19日 優(yōu)先權日2008年9月19日
發(fā)明者吳雙應, 李友榮 申請人:重慶大學