自適應(yīng)變形變?nèi)莘e相變蓄能器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于儲能領(lǐng)域，具體涉及一種相變儲能系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中，儲能是非常重要的。在能源的開發(fā)、轉(zhuǎn)換、運輸和利用過程中，能量的供應(yīng)和需求間，往往存在著數(shù)量、形態(tài)和時間上的差異，儲能技術(shù)可以有效的利用能源彌補這些差異。
[0003]特別是對于新能源開發(fā)利用，如太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、潮汐能、波浪能、溫差能、鹽差能等等，這些能源具有隨機性等不穩(wěn)定特性，通過儲能系統(tǒng)可以產(chǎn)生穩(wěn)定輸出，提升能源品質(zhì)，提高實用性和拓展使用空間。對于一些穩(wěn)定輸出的能源，因為使用的不穩(wěn)定性，通過儲能系統(tǒng)也可以有效匹配供給和消費之間的平衡，提高使用效率，具有較強的經(jīng)濟性、節(jié)能環(huán)保價值。
[0004]儲能具有以下優(yōu)點:防止能量品質(zhì)的自動惡化，改善能源轉(zhuǎn)變過程的性能，方便經(jīng)濟的使用能量，降低污染、保護(hù)環(huán)境。
[0005]相變蓄能技術(shù)屬于儲能領(lǐng)域，具有以下特點:1、容積儲熱密度大:相變潛熱蓄能的熱能比較大，通常是一度顯熱的幾十甚至上百倍；2、溫度波動幅度小:物體相變過程是在一定溫度下進(jìn)行的，變化范圍相對較小，這個特性可使得相變后的物質(zhì)能夠保持基本恒定的供熱能力，因此可以設(shè)計出簡單可靠的恒溫供熱系統(tǒng)。
[0006]伴隨相變過程相變材料的密度通常有所變化，例如O攝氏度水和冰的密度分別約為1000kg/m3和800kg/m 3，這種密度變化導(dǎo)致在蓄能容器放熱過程如果產(chǎn)生相變則其體積膨脹1.25倍，如果不實行有效措施，膨脹會損壞或者損毀蓄能容器，進(jìn)而導(dǎo)致蓄能系統(tǒng)的不可用，采用鹽類蓄熱工質(zhì)進(jìn)而會導(dǎo)致環(huán)境污染和較大經(jīng)濟損失。
[0007]傳統(tǒng)蓄能容器為內(nèi)壁不可變形方式，內(nèi)部容積不能變化。為了確保安全，通常采用控制蓄能材料不完全凝固等方式，這種方式?jīng)]有完全利用潛熱，能源浪費嚴(yán)重，利用效率低，同時因為體積變化可能會導(dǎo)致?lián)Q熱器在工質(zhì)中的相對位置變化，換熱效果變差；同時會可能因為傳熱變化等原因?qū)е戮植磕Y(jié)密封損毀蓄能容器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于克服傳統(tǒng)蓄能容器的不足，提供一種可以自適應(yīng)變形變?nèi)莘e的相變蓄能器。
[0009]為達(dá)到上述發(fā)明的目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0010]一種自適應(yīng)形變?nèi)莘e相變蓄能器，包括有筒狀的保溫外壁、封閉保溫外壁兩開口的保溫底板與保溫蓋板，該相變蓄能器還包括有設(shè)于保溫外壁內(nèi)部的內(nèi)壁和設(shè)于內(nèi)壁內(nèi)部的換熱器，所述內(nèi)壁與外壁間留有間隙，內(nèi)壁包括有肋骨、螺紋連接件和壁面，肋骨是固定在壁面外側(cè)面上或內(nèi)側(cè)面的連接棒，所述壁面為兩個或兩個以上，則螺紋連接件數(shù)目比壁面多一個，相鄰兩個壁面通過螺紋連接件接合，并且保溫底板和保溫蓋板分別通過螺紋連接件與內(nèi)壁兩端的壁面接合；所述換熱器的進(jìn)口和出口均依次從內(nèi)壁和外壁穿出。
[0011]進(jìn)一步，所述內(nèi)壁的肋骨或者采用四根首尾固定相接的彈性直棒，且相應(yīng)的壁面剖面為直角平行四邊形。
[0012]進(jìn)一步，所述內(nèi)壁的肋骨或者采用首尾固定相接的彈性弧形棒，則相應(yīng)的壁面剖面為橢圓形。
[0013]所述自適應(yīng)形變?nèi)莘e相變蓄能器，在內(nèi)部無工質(zhì)的時候，其內(nèi)壁由多段平板壁面或者小弧度壁面以及螺紋連接件和肋骨組成，其剖面形狀為正方形、長方形或者類橢圓形。肋骨用來為內(nèi)壁定形，在受力后肋骨變形，具體過程為當(dāng)相變導(dǎo)致局部密封而底層相變趨勢為工質(zhì)密度減小體積增加導(dǎo)致內(nèi)壁面和肋骨受力，肋骨變?yōu)榛⌒?，壁面變?yōu)榛⌒?，螺紋連接件變形，隨著相變工質(zhì)比率的持續(xù)增加、體積持續(xù)增加，壁面剖面形狀更加接近圓形，容積增加；當(dāng)相變完全進(jìn)行后，容器中壁面不再承受多余的膨脹力，肋骨和壁面恢復(fù)原狀，剖面形狀恢復(fù)初始狀態(tài)。
[0014]進(jìn)一步，所述內(nèi)壁的肋骨或者采用四根首尾固定相接的非彈性直棒，且相應(yīng)的壁面剖面為非直角平行四邊形，壁面內(nèi)在肋骨的兩個對角對應(yīng)位置處設(shè)置彈簧，且多個壁面的彈簧均共面設(shè)置。
[0015]進(jìn)一步，所述內(nèi)壁的肋骨或者采用四根首尾固定相接的彈性直棒，且相應(yīng)的壁面剖面為非直角平行四邊形，壁面內(nèi)在肋骨的兩個對角對應(yīng)位置處設(shè)置彈簧，且多個壁面的彈簧均共面設(shè)置
[0016]所述的內(nèi)壁和肋骨，其形狀為非直角平行四邊形，斜角短線采用彈簧作為肋骨，相變過程如果有體積膨脹力作用在內(nèi)壁進(jìn)而導(dǎo)致彈簧受力伸長，平行四邊形變形，其銳角隨著體積膨脹增大而逐漸加大，體積增加，在體積膨脹力減小時則彈簧恢復(fù)原狀，內(nèi)壁剖面恢復(fù)初始狀態(tài)。
[0017]本發(fā)明的自適應(yīng)形變?nèi)莘e相變蓄能器基于同一周長時圓形面積最大的原理，利用肋骨控制內(nèi)壁變形達(dá)到變?nèi)莘e的目的，安全性能好，保證換熱器的相對位置進(jìn)而提高換熱效果，在固相、液相和兩相狀態(tài)均有好的安全性和換熱效果，取熱比率高。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明實施例1的不受力內(nèi)壁為方形的相變蓄能器的側(cè)面示意圖。
[0019]圖2為圖1所示相變蓄能器的從側(cè)面切出的剖面示意圖。
[0020]圖3為實施例1受力后相變蓄能器變形成的某一狀態(tài)示意圖。
[0021]圖4為本發(fā)明實施例2的不受力內(nèi)壁為非直角平行四邊形的自適應(yīng)相變蓄能器的側(cè)面示意圖。
[0022]圖5為圖4所示相變蓄能器的從側(cè)面切出的剖面示意圖。
[0023]圖6為實施例2受力后相變蓄能器變形后的某一狀態(tài)示意圖。
[0024]附圖標(biāo)記10-保溫外壁，21-保溫底板，22-保溫蓋板，30-內(nèi)壁，31-肋骨，32-螺紋連接件，33-壁面，4-空隙，5-換熱器，6-裝料口，7-卸料孔，8-彈簧。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部實施例。
[0026]實施例1
[0027]請參閱圖1和圖2，本發(fā)明的自適應(yīng)變形變?nèi)莘e相變蓄能器的實施例的側(cè)面示意圖和剖面示意圖，該自適應(yīng)形變?nèi)莘e相變蓄能器，包括有圓筒狀的保溫外壁10、封閉保溫外壁10兩開口的保溫底板21與保溫蓋板22，該相變蓄能器還包括有設(shè)于保溫外壁10內(nèi)部的內(nèi)壁30和設(shè)于內(nèi)壁30內(nèi)部的換熱器5，所述內(nèi)壁30與外壁10間留有間隙4，內(nèi)壁30包括有肋骨31、螺紋連接件32和壁面33，肋骨31是固定在壁面33外側(cè)面上的彈性連接棒，所述壁面33為兩個或兩個以上，則螺紋連接件32數(shù)目比壁面33多一個，相鄰兩個壁面33通過螺紋連接件32接合，并且保溫底板21和保溫蓋板22分別通過螺紋連接件32與內(nèi)壁30兩端的壁面33接合；所述換熱器5的進(jìn)口和出口均依次從內(nèi)壁30和外壁10穿出。
[0028]在保溫蓋板22上設(shè)有用于通入蓄能工質(zhì)材料的裝料口 6，保溫底板21上設(shè)有卸料孔7。
[0029]在本實施例中，所述肋骨31可以采用四根首尾固定相接的彈性連接棒，且相應(yīng)的壁面33剖面為直角平行四邊形。在蓄能工質(zhì)吸熱或者放熱過程中，如果某個高度平面上有工質(zhì)凝固并凝結(jié)在壁面33上形成密封，則在下部蓄能材料的相變過程為膨脹過程時，即由大密度的相態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樾∶芏鹊南鄳B(tài)，以水為例為放熱液態(tài)水變?yōu)楣虘B(tài)冰的過程，以硝