[实用新型]相变蓄换热模块、装置及系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及强化蓄热/传热器领域，特别涉及一种相变蓄换热模块、装置及系统。

背景技术

相变蓄热由于蓄能密度高、蓄热温差变化小等优点而得到广泛使用。常用相变蓄热/换热器结构随应用范围的不同而不同。如常见的包覆式蓄热/换热管通常采用两种结构形式：(1)同心套管形式。套管的环形空间由径向翅片分隔，每个翅片上开两个孔。制造时先将翅片焊在内管上，再套上外套管，从端部充灌PCM后密封。翅片既能强化传热，又能改善空穴分布，防止出现热松脱。(2)单个独立的相变材料容器。每个小容器分别套装在工质导管上，容器与气管的交界面用钎焊连接以减少接触热阻。

另外一种典型的相变蓄热结构是将相变蓄热材料充装在板式或管式容器中，然后装入大的容器中，其间留有空隙通道供传热流体(用于加热或冷却PCM)流过。该种相变蓄热器的构造简单，适宜于中低温相变蓄热。

由于绝大部分相变蓄热材料的导热系数都比较小，导致相变蓄能效率很低，限制了相变蓄热材料的实际推广和应用。因此，为了使相变蓄热器能够达到实际应用的目的，必须考虑采用强化传热措施以提高蓄热换热效率和速度，改善换热表面的热流均匀性。

目前为止，已提出了很多相变蓄热材料强化传热的方法。常用的方法有相变蓄热材料内添加金属、翅片管和翅片板、添加铝屑或铝片等，还有一种方法是将相变蓄热材料灌注在金属多孔层中以增大介质中的热传导性能。最近几年，有研究者提出在石墨多孔材料内充灌相变蓄热材料来强化传热。最近也有采用微胶囊相变蓄热材料制备蓄热换热器的技术，其主要目的是增大换热面积。这两种蓄热换热方式虽然都能较大提高蓄热换热性能，但较高的初投资成本限制了其实际推广应用。

此外，这些现有的换热管在加工或是换热方面都有一定程度的缺陷：如绕簧有间隙，挤肋有限，叠片有间隙又废料等，上述元件还有间接传热的缺陷。另外，当出现负荷变化或是供应热量变化时，这些设备都无法做出相应的调整，不能起到很好的缓冲调节和保护作用，造成能源的浪费并影响相关设备的寿命。

另外，在户外通讯设备的运行过程中，为了给通讯设备提供一种相对适宜的工作环境，通常的解决方法就是采用主动式冷却方式，即当户外基站内部的空气温度高于给定值的时候，启动常规的空调冷却系统，降低内部空间的空气温度，给通讯设备提供一个较好的环境，以确保其工作在额定的温度范围以内。虽然这种冷却方式技术成熟、可靠，但是这种方案具有初投资成本高、能耗多、系统维护费用高、不可靠等一系列缺点。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种能够主动适应负荷变化或是供应热量变化，做出相应的调整，起到缓冲调节和保护作用的相变蓄换热模块，同时还提出了一种由相变蓄换热模块组成的相变蓄换热装置，以及由相变蓄换热装置组成的相变蓄换热系统。

本实用新型的目的之一是通过以下技术方案来实现的：所述相变蓄热模块为金属矩形板状结构，在相变蓄换热模块的至少一个大面上沿与长度边或宽度边平行的方向设置有多根并列且相互平行的凸条，形成锯齿面，该锯齿面沿与凸条设置方向垂直的方向截得的横截面呈单面锯齿状；所述相变蓄换热模块的内部设置有密封腔室，所述密封腔室内填充有温度相变材料。

进一步，所述相变蓄换热模块是由两块横截面呈单面锯齿状的金属型材平面相对、锯齿面朝外构接而成，所述密封腔室由金属型材相对的部分围接密封而成；

进一步，所述两块金属型材的锯齿面上下对称设置；

进一步，所述金属型材的横截面为矩形齿面；

进一步，所述金属型材的齿高和齿宽的取值范围为3mm～6mm；

进一步，所述温度相变材料中填充了金属泡沫铜或金属屑，也可以是其他有利于提高相变蓄换热模块导热系数的物质。

本实用新型的目的之二是通过以下技术方案来实现的：由相变蓄换热模块组成的相变蓄换热装置，该装置包括相变蓄换热模块和固定框架，多个相变蓄换热模块以垂直固定的方式沿同一方向并列设置在固定框架上，相邻相变蓄换热模块上的锯齿面的槽道相互平行；

进一步，所述相邻的相变蓄换热模块之间的距离为30～100mm。

本实用新型的目的之三是通过以下技术方案来实现的：一种由相变蓄换热装置组成的相变蓄换热系统，所述相变蓄换热系统由多个沿安装空间的纵向交错设置的相变蓄换热装置组成。

本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型的相变蓄换热模块能够根据需要搭建成相变蓄换热装置或系统，能够主动适应负荷变化或是供应热量变化，依此做出相应的调整，起到缓冲调节和保护作用；