[发明专利]一种微热管阵列式梯级相变蓄热系统

权利要求书

1.一种微热管阵列式梯级相变蓄热系统，其特征在于，包括多个微热管阵列式相变蓄热装置、冷源、热源。所述的蓄热装置包括蓄热箱体、相变材料、强化换热翅片、微热管阵列、冷源流体通道、热源流体通道和保温材料；

所述的微热管阵列式梯级相变蓄热系统由n个串联连接的蓄热装置即由n级蓄热装置依次串联连接构成；第1级蓄热装置到第n级蓄热装置各自承载的相变材料的相变温度依次递减；所述的冷源为需要加热的液体，所述的热源为工业余热或者太阳能的热水；

每一级蓄热装置由多个并列排布的微热管阵列(5)并排排布，每一个微热管阵列包括上中下三部分，中部部分外表面设有强化换热翅片(6)，中部部分位于蓄热箱体(3)内，每一级蓄热装置的所有微热管阵列(5)的中部军位于同一个蓄热箱体内，箱体内装有相变材料(2)，不同级蓄热装置对应不同的蓄热箱体；微热管阵列(5)上部分和下部分均伸出对应的蓄热箱体；每一级蓄热装置的微热管阵列(5)上部分表面贴合设有1-2道冷源流体通道(1)，每一级蓄热装置的微热管阵列(5)上部分的冷源流体通道为同一连通的冷源流体通道(1)；每一级蓄热装置的微热管阵列(5)下部分表面贴合设有1-2道热源流体通道(4)，每一级蓄热装置的微热管阵列(5)下部分的热源流体通道为同一连通的热源流体通道(4)；所有n级冷源流体通道(1)串联连通，构成取热段；所有n级热源流体通道(4)串联连通，构成供热段；所有蓄热箱体构成蓄热段；取热段内的换热液体为冷源，供热段内的液体为热源。

2.按照权利要求1所述的一种微热管阵列式梯级相变蓄热系统，其特征在于，强化换热翅片和微热管阵列(5)之间的连接方式有粘贴、焊接和法兰连接；平板微热管阵列(5)和冷源流体通道/热源流体通道之间可采用粘贴和法兰连接。

3.按照权利要求1所述的一种微热管阵列式梯级相变蓄热系统，其特征在于，所述蓄热箱体形状为长方体，且箱体应在底板和顶板加工有定位和安装微热管阵列的矩形通道；微热管阵列由蓄热箱体向上和向下各伸出一定长度，安装时，通孔部位用橡胶圈挤压密封，并涂抹硅胶以防止相变材料泄露。

4.按照权利要求1所述的一种微热管阵列式梯级相变蓄热系统，其特征在于，所述热源流体通道和冷源流体通道采用多通道扁管，其外形为扁平状，内部由一个或者多个并列通道(11)并列组成；在沿并列通道(11)长度方向的两端分别设置汇总通道，汇总通道的长度方向垂直并列通道(11)的长度，汇总通道成为稳流段(10)，由稳流段(10)。

5.按照权利要求1所述的一种微热管阵列式梯级相变蓄热系统，其特征在于，所述的相变材料可以是有机相变材料、无机相变材料或复合相变材料。

6.按照权利要求1所述的一种微热管阵列式梯级相变蓄热系统，其特征在于，所述的相变蓄热装置、热源流体通道和冷源流体通道外表面设置保温材料。

7.按照权利要求1所述的一种微热管阵列式梯级相变蓄热系统，其特征在于，微热管阵列(5)内部为多个并列排布成一排的阵列式微通道(9)，每个微通道的上下内表面设有多个微翅(7)，相邻微翅(7)之间形成毛细微槽，微通道(9)的侧壁即间壁(8)为平板结构。

8.按照权利要求1所述的一种微热管阵列式梯级相变蓄热系统，其特征在于，所述微通道(9)橫截面形状可为矩形、圆形和三角形，微通道(9)的水力直径为0.2-3.0mm。所微通道(9)内部采用抽真空灌装工质(如R141b)，两端密封形成整体热管，完全采用挤压而成。

9.按照权利要求1-8任一项所述的一种微热管阵列式梯级相变蓄热系统的工作方式，其特征在于，主要有三种工作模式，蓄热模式、放热模式和同时蓄放热模式；

蓄热模式：所述的供热流体首先进入具有较高相变温度的第1级蓄热装置，与相变材料换热后，进入第2级蓄热装置中，然后依次进入下级蓄热装置进行换热，直至从第n级蓄热装置流出；

当所述的梯级相变蓄热系统处于所述的蓄热模式时，进入第1级蓄热装置的供热流体温度高于第1级蓄热装置内相变材料的相变温度，同时，进入2级蓄热装置到第n级蓄热装置的供热流体温度也高于其装置内部的相变材料的相变温度；

放热模式：在这一模式下，所述的取热流体的流动方向与蓄热过程相反；取热流体首先进入所述的第n级蓄热装置，与装置内相变材料换热后，进入第n-1级蓄热装置，然后依次进入下级蓄热装置进行换热，直至从第1级蓄热装置流出；

当所述的梯级相变蓄热系统处于所述的放热模式时，进入所述的第n级蓄热装置的取热流体温度低于第n级蓄热装置内相变材料的相变温度，同时，第n-1级进入蓄热装置到第1级蓄热装置的取热流体温度也低于其装置内部的相变材料的相变温度；

同时蓄放热模式：即蓄热模式和放热模式同时进行的模式，供热流体在供热段提供热量的同时取热流体在取热段进行取热。