[发明专利]一种柱式相变储热装置及其储热模块的制作方法

说明书

本发明的目的是提供一种柱式相变储热装置及其储热模块的制作方法，包括：一储热壳体，其具有内部空腔和两端的开口，其为圆柱体结构；多个板式相变储热模块，其以储热壳体的中心为中心，环绕布置多层于储热壳体的空腔内；其中，每个板式相变储热模块均包括：两个相对设置的储热板，每个储热板包括一平板和多个置料槽，多个置料槽均匀设置在平板上，每个置料槽均为在平板上冲压出的半球面，两个平板上位于同一位置处、且相对设置的两个置料槽形成一球形置料空间；相变储热材料，封装在球形置料空间内。降低了相变储热材料封装成本，解决了其成本过高仅能停留在实验室阶段而无法大规模商业化应用的问题。

技术领域

本发明属于储热技术领域，具体涉及一种柱式相变储热装置及其储热模块的制作方法。

背景技术

相变材料因单位体积储热密度大，近年来得到了广泛应用。由于这种材料在使用过程中会发生相变，固-液相变材料在储热过程从固态变为液态，放热过程从液态变为固态。所以在使用中需要使用特定容器将其封装起来，将工作流体与储热材料进行物理隔离。

常用的相变储热材料包含水合盐、硫酸盐、碳酸盐、硝酸盐、氯化盐等，在高温下使用时，封装材料一般可采用碳钢、不锈钢等金属材料。而在众多封装结构中，填充床采用单个球形颗粒堆积而得到较大的换热面积与换热功率。例如在直径2m，高度1m的圆柱形罐体中填充直径40mm的储热球，需要的数量为8万个。不锈钢的制球过程需要将两个半球焊接、抛光；线切割加工速度慢；需要分次灌装，耗时长；灌装之后的封口为曲线，手工焊接加工周期长，成本高，进一步制约了其应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种柱式相变储热装置及其储热模块的制作方法，以降低相变储热材料封装成本，解决其成本过高仅能停留在实验室阶段而无法大规模商业化应用的问题。

本发明采用以下技术方案：一种柱式相变储热装置，包括：

一储热壳体，其具有内部空腔和两端的开口，其为圆柱体结构；

多个板式相变储热模块，其以储热壳体的中心为中心，环绕布置多层于储热壳体的空腔内；

其中，每个板式相变储热模块均包括：

两个相对设置的储热板，每个储热板包括一平板和多个置料槽，多个置料槽均匀设置在平板上，每个置料槽均为在平板上冲压出的半球面，两个平板上位于同一位置处、且相对设置的两个置料槽形成一球形置料空间；

相变储热材料，封装在球形置料空间内。

进一步的，两个平板的四周为焊接密封，和/或通过连接件可拆卸连接。

进一步的，相邻置料槽的中心距为置料槽直径的1～2倍。

进一步的，平板的厚度为0.5～3mm，置料槽的半径为25mm～100mm，平板四周的边缘宽度为5～20mm。

进一步的，相变储热材料为硝酸盐、碳酸盐、氯化盐中的一种或者多种。

本发明采用的第二种技术方案是一种相变储热装置中的板式相变储热模块的制作方法，包括以下内容：

裁切出平板，对平板进行冲压形成多个半球面，每个半球面即为置料槽，各个置料槽在平板上形成阵列结构；

将相变储热材料融化后灌装至各个置料槽内，待相变储热材料冷却为固态后，将两个平板相对设置，使得相对设置的置料槽拼成球形结构；

将两个平板四周焊接密封，和/或通过连接件可拆卸连接。