一種相變儲能單元的密封方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及相變儲能領域，具體涉及相變儲能單元的密封方法領域。
【背景技術】
[0002]隨著全球不可再生能源的枯竭，提高能源的利用率成為科學研宄的熱點，相變儲能材料在相變過程中吸收/釋放大量熱量，有利于廢熱的回收利用，熱能的存儲以及能量在時間和空間的轉移，從而緩解能量需求的矛盾，節約能源。
[0003]無機水合鹽是最常用的一種相變材料，這類材料的優點是:溶解熱大、導熱系數高、相變體積小、價格便宜等，無機水合鹽的相變過程指的是在加熱過程中水合鹽脫出結晶水的過程和冷卻過程中無機鹽與水結合重新生成水合鹽的過程。水合鹽的脫水過程是先脫出液態水并形成水溶液，隨著溫度的升高，溶液中的水會氣化，為防止相變材料水分損失、多次熔化-凝固循環后儲熱性能顯著降低，就必須對相變材料進行密封。如果用封裝容器密封，封裝容器就必須做成承壓容器，承壓容器造價高、加工難度大。
【發明內容】
[0004]針對現有技術中的缺陷，本發明提供一種結構簡單、經濟性好的相變儲能單元的密封方法。
[0005]本發明的技術方案是:一種相變儲能單元的密封方法，其特征在于:相變儲能單元包括外殼，外殼內有保溫材料層，所述保溫材料層內是內膽殼體，內膽殼體內填充有相變材料，相變材料的填充體積占內膽體積的80% -98%,相變材料表面漂浮有一層疏水性密封材料層，所述相變材料中埋設有換熱盤管、電加熱機構和溫度傳感器。
[0006]本發明的相變儲能單元的密封方法，所述的換熱盤管一端連接冷介質入口，一端連接熱介質出口。
[0007]本發明的相變儲能單元的密封方法，所述相變儲能單元中的無機水合鹽相變材料表面漂浮有密封材料層，在無機水合鹽吸熱融化過程中，將析出的結晶水鎖定在密封材料層以下，防止溫度升高導致的結晶水揮發，從而導致的無機水合鹽相變材料儲能性質下降。
[0008]本發明的相變儲能單元的密封方法，所述密封材料是疏水性材料，密度小于相變材料，漂浮在相變材料層以上，密封材料優選熔點低于40°C，性能穩定，受熱不易分解，不易揮發，優選為石蠟類或硅脂類。
[0009]本發明的相變儲能單元的密封方法，所述相變材料是各種無機水合鹽。
[0010]本發明的優點和取得的技術效果是:
[0011]在無機水合鹽相變材料表面漂浮一層疏水性密封材料，可以鎖住相變材料結晶水，同時密封材料可以隨著相變材料的膨脹-收縮上下浮動，從而降低對封裝容器的密封要求，在封裝容器結構設計上更加多樣化，既可以設計成圓形也可以設計成小巧的方形。
[0012]在相變材料表面上漂浮密封材料，既可以鎖住水分，也可以鎖住部分熱量，減少熱量的損失，提高相變材料的加熱速度，減少加熱時間。
[0013]附圖發明
[0014]圖1是本發明實施例1中的相變儲能單元的正剖視圖；
[0015]其中圖1中:1.外殼；2.保溫材料；3.內膽殼體；4.相變材料；5.密封材料；6.換熱盤管；7.冷介質入口 ；8.熱介質出口 ；9.加熱機構；10.溫度傳感器。
【具體實施方式】
[0016]為進一步說明本發明，結合以下實施例具體說明:
[0017]實施例1
[0018]一種結構簡單、經濟性好的相變儲能單元的密封方法，采用密封材料對相變儲能單元中的相變材料進行密封，具體實施形式是:
[0019]相變儲能單元結構見圖1，包括外殼I，外殼內有保溫材料層2，保溫材料層內有內膽殼體3，內膽殼體內填充有相變材料4，相變材料表面漂浮有一層密封材料5，相變材料內部浸沒有換熱盤管6、電加熱機構9和溫度傳感器10，換熱盤管連接冷介質入口 7和熱介質出口 8。
[0020]上述結構中，外殼作用是封裝、固定保溫材料層；保溫材料層有絕熱效果，防止熱量散發損失；內膽殼體是相變材料、密封材料、換熱盤管、電加熱機構和溫度傳感器的封裝容器；相變材料是各種無機水合鹽，可以儲存/釋放潛熱和部分顯熱，其占內膽體積的80% -98%,為相變材料體積膨脹預留空間；密封材料漂浮在相變材料層之上，將相變材料相變過程(固體-液體)析出的結晶水鎖定在密封材料層之下；換熱盤管是介質的流道，冷介質從冷介質入口進入，熱介質出口流出，通過換熱盤管與相變材料進行熱量交換，帶走相變材料中儲存的潛熱和部分顯熱；電加熱機構提供電能加熱相變材料，浸沒在相變材料中，通過輻射、傳導的方式對相變材料加熱；溫度傳感器用于測量相變材料的溫度。
[0021]工作過程:相變儲能單元工作過程一般分為蓄熱過程和放熱過程。
[0022]蓄熱過程由電加熱機構9通電加熱相變材料4，相變材料4逐漸由固態相變為液態，儲存相變潛熱和部分顯熱，并析出結晶水，密封材料5為液態物質，密度小于相變材料，漂浮在相變材料表面上，隨著相變材料4體積變化而上下浮動，能鎖住結晶水，防止水分揮發和氣化，同時也能鎖住部分熱量，減少熱量的揮發。
[0023]放熱過程是一定溫度、流量的冷流體從冷介質入口 7進入換熱盤管6，與相變儲能材料4進行熱交換，所得熱流體從熱介質出口 8流出，將相變材料4儲存的潛熱和部分顯熱帶出，隨著放熱過程的進行，相變材料4溫度下降，熱流體溫度也隨之下降，到要求值時完成放熱過程。
[0024]在相變儲能單元在無上蓋板密封的條件下，經過4周不斷的蓄熱和放熱過程，無密封材料的無機水合鹽質量損失率為9%，而有石蠟密封材料的無機水合鹽質量損失率為I %，大大減少了無機水合鹽結晶水的質量損失率，對于結晶水合鹽的壽命有重要意義。
[0025]以上所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，并非對本發明的范圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通工程技術人員對本發明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發明的權利要求書確定的保護范圍內。
【主權項】
1.一種相變儲能單元的密封方法，其特征在于:相變儲能單元包括外殼(1)，外殼(I)內有保溫材料層(2)，所述保溫材料層⑵內是內膽殼體(3)，內膽殼體(3)內填充有相變材料(4)，相變材料(4)的填充體積占內膽體積的80% -98%，相變材料(4)表面漂浮有一層密封材料層(5)，所述相變材料(4)中埋設有換熱盤管(6)、電加熱機構(9)和溫度傳感器(1)0
2.根據權利要求1所述的相變儲能單元的密封方法，其特征在于:所述換熱盤管(6)一端連接7冷介質入口(7)，一端連接熱介質出口(8)。
3.根據權利要求1所述的相變儲能單元的密封方法，其特征在于:所述相變材料是無機水合鹽類相變材料。
4.根據權利要求1所述的相變儲能單元的密封方法，其特征在于:所述密封材料層(5)為疏水性密封材料層，將相變材料吸熱融化過程中析出的結晶水鎖定在密封材料層以下，防止結晶水揮發導致相變材料儲能性質下降。
5.根據權利要求1所述的相變儲能單元的密封方法，其特征在于:所述密封材料層(5)采用的密封材料為液態油狀物質。
6.根據權利要求5所述的相變儲能單元的密封方法，其特征在于:所述密封材料層(5)采用的密封材料為石蠟類或硅脂類。
【專利摘要】本發明涉及一種結構簡單、經濟性好的相變儲能單元的密封方法。相變儲能單元包括外殼，外殼內有保溫材料層，所述保溫材料層內是內膽殼體，內膽殼體內填充有相變材料，相變材料的填充體積占內膽體積的80％-98％，相變材料表面漂浮有一層密封材料層，所述相變材料中埋設有換熱盤管、電加熱機構和溫度傳感器，密封材料層可以將相變材料相變過程(固體-液體)析出的結晶水鎖定在密封材料層之下，從而減緩結晶水揮發，延長相變材料使用壽命，降低對封裝容器的加工制造難度，在封裝容器結構設計上更加多樣化，既可以設計成圓形也可以設計成小巧的方形，密封材料還可以鎖住相變材料的部分熱量，減少熱量的損失，提高相變材料的加熱速度，減少加熱時間。
【IPC分類】F28D20-02, F28F11-00
【公開號】CN104880111
【申請號】CN201510316566
【發明人】王志, 杜兔平, 盧敬霞
【申請人】北京宇田相變儲能科技有限公司
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年6月10日