[发明专利]一种相变储能装置及热量循环利用系统

权利要求书

1.一种相变储能装置，由壳体、传热流体管道和相变材料组成；所述传热流体管道包括传热流体入口、传热流体出口以及连接传热流体入口与传热流体出口的换热部，所述换热部位于所述壳体内；所述相变材料位于所述壳体内并与所述换热部外壁接触；其特征在于：所述换热部为三维分形传热流体管道，由进出口对称的至少三级传热流体支管连接而成，下级传热流体支管由上级传热流体支管端部正交发出，经横向延伸后再向纵向延伸，相邻两级传热流体支管管径满足默里定律，相邻两级传热流体支管长度满足构形原则；在最后一级所述传热流体支管上固定有分形栅格肋片，该分形栅格肋片由具有梯级厚度的高导金属肋片以最后一级传热流体支管为中心展开配置，构造了从中心到四周的最佳热流通通道；相邻两级传热流体支管的管径满足关系式r_i²＝4r_i+1²，相邻两级传热流体支管的长度为L_i＝γ^i-1L₁，γ为常数，且γ0，i＝1、2、3…N，N为分级数，L₁为一级传热流体支管的长度。

2.根据权利要求1所述的相变储能装置，其特征在于：相邻两级传热流体支管的上级传热流体支管端部连接四个下级传热流体支管。

3.根据权利要求1所述的相变储能装置，其特征在于：所述高导金属肋片的梯级数与所述分形传热流体管道的分级数相同，第一级高导金属肋片从所述最后一级传热流体支管外壁面生出并沿正交方向生长，将壳体内的储能单元初步分割，第二级高导金属肋片在各第一级高导金属肋片的中点生出并沿垂直于第一级高导金属肋片的方向生长至壳体内表面，将储能单元进一步分割，第三级高导金属肋片按相似生成规则将所述的储能单元进一步分割，依此类推；各级高导金属肋片的厚度按照公式w_k＝w₁2^-k/2生成，k≥3，k为整数，w₁为第一级高导金属肋片的厚度。

4.根据权利要求3所述的相变储能装置，其特征在于：所述壳体呈正方形，所述第一级高导金属肋片将所述壳体内的储能单元分割成四等分，第i级高导金属肋片将所述壳体内的储能单元分割成4ⁱ等分。

5.一种热量循环利用系统，包括产生热量的高能设备以及与所述高能设备连接的用于热交换的流体第一循环管路，其特征在于：在所述流体第一循环管路上设置有如权利要求1-4任一所述相变储能装置。

6.根据权利要求5所述的一种热量循环利用系统，其特征在于：所述相变储能装置构成一流体循环支路，该流体循环支路还与一用热设备连接形成流体第二换热循环回路。