儲(chǔ)熱基體、上金屬翅片板2、下金屬翅片板5及金屬外殼I構(gòu)成，儲(chǔ)熱基體上下兩側(cè)各有一塊上金屬翅片板2與下金屬翅片板5，金屬外殼I將儲(chǔ)熱基體與兩塊金屬翅片板包裹起來(lái)，成為獨(dú)立的儲(chǔ)熱供熱單元，其中，儲(chǔ)熱基體由定形復(fù)合相變材料3和插在定形復(fù)合相變材料3內(nèi)的銅管4構(gòu)成，銅管4內(nèi)為水流通道，金屬翅片板的間隙為空氣通道，儲(chǔ)熱后可以實(shí)現(xiàn)供熱水、供暖氣的目的。
[0045]本實(shí)施例中，定形復(fù)合相變材料由有機(jī)物和膨脹石墨復(fù)合而成，其中有機(jī)物所占質(zhì)量百分比為50%。有機(jī)物為相變溫度為54°C的肉豆蔻酸。定形復(fù)合相變材料的相變潛熱為100 J/g，導(dǎo)熱系數(shù)為18ff/mK。
[0046]本實(shí)施例中，銅管均勻布置在定形復(fù)合相變材料中，且二者緊密接觸，銅管的根數(shù)(η)與儲(chǔ)熱基體在垂直于銅管軸線的截面上長(zhǎng)(L)、高(H)關(guān)系滿足:n = L/H。儲(chǔ)熱基體的兩端，銅管長(zhǎng)度各留出不小于20mm的余量，以便焊接銅管彎頭。
[0047]本實(shí)施例中，金屬翅片板為平板翅片，平板面積與其所接觸的儲(chǔ)熱基體上側(cè)或下側(cè)表面積相同。金屬翅片板的翅片厚度為1mm，翅片間空氣通道寬度為2mm，且翅片均勾分布。
[0048]本實(shí)施例中，金屬外殼起到包裹作用，厚度為0.2mm，與金屬翅片板非固定連接，儲(chǔ)熱基體與金屬翅片板均為水平放置，金屬外殼內(nèi)部空間高度比儲(chǔ)熱基體加上兩塊金屬翅片板的總高度大一定的間隙距離(為2mm)，以便為儲(chǔ)熱過(guò)程中相變材料熔化造成的復(fù)合相變材料體積膨脹提供空間。
[0049]上述模塊化相變儲(chǔ)熱供熱單元的制造方法，包括以下步驟:
[0050](I)將可膨脹石墨粉干燥后置于60(TC溫度下膨化15分鐘，制備膨脹石墨；
[0051](2)將飽和脂肪酸或直鏈烷烴在室溫下放入粉碎機(jī)粉碎，得到有機(jī)物粉末；
[0052](3)將步驟(I)制備的膨脹石墨與步驟(2)制備的有機(jī)物粉末混勻后在高于有機(jī)物相變溫度16°C的環(huán)境下進(jìn)行吸附2小時(shí)得到復(fù)合相變材料；
[0053](4)將步驟(3)中得到的復(fù)合相變材料倒入已經(jīng)放置銅管的模具中，在低于有機(jī)物相變溫度6°C的環(huán)境中沿著與銅管軸線方向壓縮復(fù)合相變材料，壓縮后，銅管與復(fù)合相變材料緊密接觸，所述復(fù)合材料具有一定的密度；
[0054](5)打開(kāi)模具，即得到儲(chǔ)熱基體；
[0055](6)將得到的儲(chǔ)熱基體與金屬翅片板組合后使用金屬外殼包裝起來(lái)，制得模塊化相變儲(chǔ)熱供熱單元。
[0056]將一定數(shù)量的模塊化相變儲(chǔ)熱供熱單元組裝成具有一定熱容量的儲(chǔ)熱供熱裝置。
[0057]實(shí)施例3
[0058]一種模塊化相變儲(chǔ)熱供熱單元，如圖1-4所示，由儲(chǔ)熱基體、上金屬翅片板2、下金屬翅片板5及金屬外殼I構(gòu)成，儲(chǔ)熱基體上下兩側(cè)各有一塊上金屬翅片板2與下金屬翅片板5，金屬外殼I將儲(chǔ)熱基體與兩塊金屬翅片板包裹起來(lái)，成為獨(dú)立的儲(chǔ)熱供熱單元，其中，儲(chǔ)熱基體由定形復(fù)合相變材料3和插在定形復(fù)合相變材料3內(nèi)的銅管4構(gòu)成，銅管4內(nèi)為水流通道，金屬翅片板的間隙為空氣通道，儲(chǔ)熱后可以實(shí)現(xiàn)供熱水、供暖氣的目的。
[0059]本實(shí)施例中，定形復(fù)合相變材料由有機(jī)物和膨脹石墨復(fù)合而成，其中有機(jī)物所占質(zhì)量百分比為80%。有機(jī)物為相變溫度為63°C的正二十八烷。定形復(fù)合相變材料的相變潛熱為180J/g，導(dǎo)熱系數(shù)為30W/mK。
[0060]本實(shí)施例中，銅管均勻布置在定形復(fù)合相變材料中，且二者緊密接觸，銅管的根數(shù)(η)與儲(chǔ)熱基體在垂直于銅管軸線的截面上長(zhǎng)(L)、高(H)關(guān)系滿足:n = L/H。儲(chǔ)熱基體的兩端，銅管長(zhǎng)度各留出不小于20mm的余量，以便焊接銅管彎頭。
[0061]本實(shí)施例中，金屬翅片板為平板翅片，平板面積與其所接觸的儲(chǔ)熱基體上側(cè)或下側(cè)表面積相同。金屬翅片板的翅片厚度為3mm，翅片間空氣通道寬度為5mm，且翅片均勾分布。
[0062]本實(shí)施例中，金屬外殼起到包裹作用，厚度為0.5mm，與金屬翅片板非固定連接，儲(chǔ)熱基體與金屬翅片板均為水平放置，金屬外殼內(nèi)部空間高度比儲(chǔ)熱基體加上兩塊金屬翅片板的總高度大一定的間隙距離(為5mm)，以便為儲(chǔ)熱過(guò)程中相變材料熔化造成的復(fù)合相變材料體積膨脹提供空間。
[0063]上述模塊化相變儲(chǔ)熱供熱單元的制造方法，包括以下步驟:
[0064](I)將可膨脹石墨粉干燥后置于600°C溫度下膨化15分鐘，制備膨脹石墨；
[0065](2)將飽和脂肪酸或直鏈烷烴在室溫下放入粉碎機(jī)粉碎，得到有機(jī)物粉末；
[0066](3)將步驟(I)制備的膨脹石墨與步驟(2)制備的有機(jī)物粉末混勻后在高于有機(jī)物相變溫度24°C的環(huán)境下進(jìn)行吸附I小時(shí)得到復(fù)合相變材料；
[0067](4)將步驟(3)中得到的復(fù)合相變材料倒入已經(jīng)放置銅管的模具中，在低于有機(jī)物相變溫度14°C的環(huán)境中沿著與銅管軸線方向壓縮復(fù)合相變材料，壓縮后，銅管與復(fù)合相變材料緊密接觸，所述復(fù)合材料具有一定的密度；
[0068](5)打開(kāi)模具，即得到儲(chǔ)熱基體；
[0069](6)將得到的儲(chǔ)熱基體與金屬翅片板組合后使用金屬外殼包裝起來(lái)，制得模塊化相變儲(chǔ)熱供熱單元。
[0070]將一定數(shù)量的模塊化相變儲(chǔ)熱供熱單元組裝成具有一定熱容量的儲(chǔ)熱供熱裝置。
[0071]上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和使用發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說(shuō)明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種模塊化相變儲(chǔ)熱供熱單元，其特征在于，由儲(chǔ)熱基體、金屬翅片板及金屬外殼構(gòu)成，儲(chǔ)熱基體上下兩側(cè)各有一塊金屬翅片板，金屬外殼將儲(chǔ)熱基體與兩塊金屬翅片板包裹起來(lái)，成為獨(dú)立的儲(chǔ)熱供熱單元，所述儲(chǔ)熱基體由定形復(fù)合相變材料和插在定形復(fù)合相變材料內(nèi)的銅管構(gòu)成，所述銅管內(nèi)為水流通道，所述金屬翅片板的間隙為空氣通道。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模塊化相變儲(chǔ)熱供熱單元，其特征在于，所述定形復(fù)合相變材料由有機(jī)物和膨脹石墨復(fù)合而成，其中有機(jī)物所占質(zhì)量百分比為50%-80%。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種模塊化相變儲(chǔ)熱供熱單元，其特征在于，所述有機(jī)物為相變溫度為55-85°C范圍內(nèi)的飽和脂肪酸或直鏈烷烴。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模塊化相變儲(chǔ)熱供熱單元，其特征在于，所述定形復(fù)合相變材料的相變潛熱為100-180J/g，導(dǎo)熱系數(shù)為18-30W/mK。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模塊化相變儲(chǔ)熱供熱單元，其特征在于，所述銅管均勻布置在定形復(fù)合相變材料中，且二者緊密接觸，所述銅管的根數(shù)(η)與所述儲(chǔ)熱基體在垂直于銅管軸線的截面上長(zhǎng)(L)、高(H)關(guān)系滿足:n = L/H。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模塊化相變儲(chǔ)熱供熱單元，其特征在于，所述金屬翅片板為平板翅片，平板面積與其所接觸的儲(chǔ)熱基體上側(cè)或下側(cè)表面積相同。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模塊化相變儲(chǔ)熱供熱單元，其特征在于，所述金屬翅片板的翅片厚度為1-3_，翅片間空氣通道寬度為2-5_，且翅片均勻分布。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模塊化相變儲(chǔ)熱供熱單元，其特征在于，所述儲(chǔ)熱基體與金屬翅片板均為水平放置，所述金屬外殼內(nèi)部空間高度比儲(chǔ)熱基體加上兩塊金屬翅片板的總高度大一定的間隙距離。9.一種如權(quán)利要求1?8中任一項(xiàng)所述的模塊化相變儲(chǔ)熱供熱單元的制造方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將可膨脹石墨粉干燥后膨化，制備膨脹石墨； (2)將飽和脂肪酸或直鏈烷烴在室溫下放入粉碎機(jī)粉碎，得到有機(jī)物粉末； (3)將步驟(I)制備的膨脹石墨與步驟(2)制備的有機(jī)物粉末混勻后在高于有機(jī)物相變溫度的環(huán)境下進(jìn)行吸附1-2小時(shí)得到復(fù)合相變材料； (4)將步驟(3)中得到的復(fù)合相變材料倒入已經(jīng)放置銅管的模具中，在低于有機(jī)物相變溫度的環(huán)境中沿著與銅管軸線方向壓縮復(fù)合相變材料； (5)打開(kāi)模具，即得到儲(chǔ)熱基體； (6)將得到的儲(chǔ)熱基體與金屬翅片板組合后使用金屬外殼包裝起來(lái)，制得模塊化相變儲(chǔ)熱供熱單元。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種模塊化相變儲(chǔ)熱供熱單元的制造方法，其特征在于，將一定數(shù)量的模塊化相變儲(chǔ)熱供熱單元組裝成具有一定熱容量的儲(chǔ)熱供熱裝置。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種模塊化相變儲(chǔ)熱供熱單元及其制造方法，模塊化相變儲(chǔ)熱供熱單元由儲(chǔ)熱基體、金屬翅片板及金屬外殼構(gòu)成，儲(chǔ)熱基體上下兩側(cè)各有一塊金屬翅片板，金屬外殼將儲(chǔ)熱基體與兩塊金屬翅片板包裹起來(lái)，成為獨(dú)立的儲(chǔ)熱供熱單元，所述儲(chǔ)熱基體由定形復(fù)合相變材料和插在定形復(fù)合相變材料內(nèi)的銅管構(gòu)成，所述銅管內(nèi)為水流通道，所述金屬翅片板的間隙為空氣通道。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所得的儲(chǔ)熱基體，因銅管與復(fù)合相變材料緊密接觸，大大降低了接觸熱阻，具有較高的換熱系數(shù)及換熱效率。本發(fā)明所得到的模塊化儲(chǔ)熱供熱單元，完成一次儲(chǔ)熱后，儲(chǔ)存的熱量既可用于熱水供應(yīng)，又可以用于暖氣供應(yīng)，可用于開(kāi)發(fā)具有儲(chǔ)熱功能的新型室內(nèi)換熱末端。
【IPC分類】F28D20/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105627804
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610098857
【發(fā)明人】仵斯, 李廷賢, 許嘉興, 吳東靈, 翟天堯, 王如竹
【申請(qǐng)人】上海交通大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2016年2月23日