CN103017449A - 一种换热*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种换热***，包括制冷层（1）、储冷层（2）、冷却通道（4）和被冷却装置（5），制冷层（1）和储冷层（2）均设于被冷却装置（5）下方，储冷层（2）设于制冷层（1）上方，储冷层（2）外侧设有保温层（3）冷却通道（4）设于被冷却装置（5）内，并且冷却通道（4）与储冷层（2）连接。本发明利用自身余能作为制冷能耗，利用气体受热膨胀上升，从而产生气流，省去了输送设备，大幅度减少所耗电能，设置了储冷层不用频繁的起停制冷设备，延长了设备的使用寿命。

Description

一种换热***
技术领域
本发明属于散热领域，尤其是涉及一种换热***。
背景技术
在传统结构中，换热***一般需要制冷设备产生冷量，例如利用压缩机制冷，再由泵等输送设备输送冷量，而被冷却的装置往往有余能被浪费。冷量使用过程中，一般随工况即时生产冷量，某些工况下制冷设备可能频繁起停，造成制冷设备的能效下降，同时降低了制冷设备的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种换热***，它利用自身余能作为制冷能耗，利用气体受热膨胀上升，从而产生气流，省去了输送设备，大幅度减少所耗电能，设置了储冷层不用频繁的起停制冷设备，延长了设备的使用寿命。
本发明的技术方案：一种换热***，包括制冷层、储冷层、冷却通道和被冷却装置，制冷层和储冷层均设于被冷却装置下方，储冷层设于制冷层上方，储冷层外侧设有保温层冷却通道设于被冷却装置内，并且冷却通道与储冷层连接。在制冷层上方设置储冷层，这样可以不随工况而频繁起停制冷设备，将冷量在储冷层储藏，延长了制冷设备的使用寿命；在储冷层上方的被冷却装置内设置冷却通道，利用冷热流体密度差，在冷流体换热过程中被加热后膨胀，密度降低，从而产生气体流动，产生局部低压，冷流体作为补偿流体，补充到***中，使换热***中省去了冷量的输送设备，减少了整个***的能耗。
前述的这种换热***中，所述冷却通道与被冷却装置连接处设有换热管壁。
前述的这种换热***中，在冷却通道内部还设有10片以上散热稽片。冷却通道内设置的散热稽片，不仅增加了散热面积，同时对冷却通道起到支撑作用，提高了冷却通道结构强度。
根据换热结构不同，可以用增加散热鳍片数量来增加散热面积，如图3所示，换热面积可增加10倍以上，气流方向为沿鳍片平行方向自下而上运动。
前述的这种换热***中，所述储冷层采用相变储冷。在储冷层采用相变储冷，利用***相变时具有较大的焓变，大大提高了储冷量，同时制冷区温度变化不大，也降低了储冷区域环境的温差，降低了保温成本，并提高了储能效果。
保温层设计和施工成本主要依据工况制定，其中最主要的参数为被保温体的温度和保温体温度的温差。温差相差越多，保温层厚度要求越高。利用储冰进行冷量储存，在相同温度下所需要的保温层厚度相同，但是由于冰融化时的相变产生的焓变远远大于水升温时带来的焓变，所以其储存的冷量更加庞大。而相对与需要相同的冷量，储冰相对于所需要的保温层厚度较薄，成本更低。
前述的这种换热***中，所述相变储冷采用储冰。
前述的这种换热***中，所述保温层采用真空隔热层。
前述的这种换热***中，所述制冷层的能量供应来源于被冷却装置余能。使用被冷却装置余能进行制冷，进一步节省了***中电能损耗。尤其是锌溴液流电池***，电池堆在维护过程中，一般采取往电阻上放电，储存能量损失，造成***效率降低。由于本发明中有储冷结构，在电池维护过程中，将电能转化为冷能，并储存下来，实现“零能耗”，使***能效大大提高。
前述的这种换热***中，所述散热稽片上还设有风扇。风扇安装在散热鳍片上，以应对有强换热需求工况时的散热要求，在不改变其主要结构的情况下获得更大的换热量。
与现有技术相比，本发明在制冷层上方设置储冷层，这样可以不随工况而频繁起停制冷设备，将冷量在储冷层储藏，延长了制冷设备的使用寿命；在储冷层上方的被冷却装置内设置冷却通道，利用冷热流体密度差，在冷流体换热过程中被加热后膨胀，密度降低，从而产生气体流动，产生局部低压，冷流体作为补偿流体，补充到***中，使换热***中省去了冷量的输送设备，减少了整个***的能耗；冷却通道内设置的散热稽片，不仅增加了散热面积，同时对冷却通道起到支撑作用，提高了冷却通道结构强度；在储冷层采用相变储冷，利用***相变时的焓变量，大大提高了储冷量，同时制冷区温度变化不大，也降低了储冷区域环境的温差，降低了保温成本，并提高了储能效果；使用被冷却装置余能进行制冷，进一步节省了***中电能损耗。尤其是锌溴液流电池***，电池堆在维护过程中，一般采取往电阻上放电，储存能量损失，造成***效率降低。由于本发明中有储冷结构，在电池维护过程中，将电能转化为冷能，并储存下来。实现“零能耗”，使***效率大大提高。
根据换热要求，任意配合储冷容量，制冷功率，并以变化散热稽片的组合方式改变换热面积。在锌溴液流电池***中，可用于对储罐或电堆的冷却。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是冷却通道的俯视图；
图3是冷却通道局部剖视图；
图4是散热稽片的结构示意图。
附图中的标记为：1-制冷层，2-储冷层，3-保温层，4-冷却通道，5-被冷却装置，6-散热稽片，7-换热管壁，8-风扇。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
本发明的实施例1：如图1所示，一种换热***，包括制冷层1、储冷层2、冷却通道4和被冷却装置5，制冷层1和储冷层2均设于被冷却装置5下方，储冷层2设于制冷层1上方，储冷层2外侧设有保温层3冷却通道4设于被冷却装置5内，并且冷却通道4与储冷层2连接。
如图2所示，所述冷却通道4与被冷却装置5连接处设有换热管壁7；在冷却通道4内部还设有10片散热稽片6。
所述储冷层2采用相变储冷；所述相变储冷采用储冰。
所述保温层3采用真空隔热层。
所述制冷层1的能量供应来源于被冷却装置5余能。
所述散热稽片6上还设有风扇8。
本发明的实施例2：如图1所示，一种换热***，包括制冷层1、储冷层2、冷却通道4和被冷却装置5，制冷层1和储冷层2均设于被冷却装置5下方，储冷层2设于制冷层1上方，储冷层2外侧设有保温层3冷却通道4设于被冷却装置5内，并且冷却通道4与储冷层2连接。
如图2所示，所述冷却通道4与被冷却装置5连接处设有换热管壁7；在冷却通道4内部还设有100片散热稽片6。
所述储冷层2采用相变储冷；所述相变储冷采用储冰。
所述保温层3采用真空隔热层。
所述制冷层1的能量供应来源于被冷却装置5余能。
所述散热稽片6上还设有风扇8。
本发明的实施例3：如图1所示，一种换热***，包括制冷层1、储冷层2、冷却通道4和被冷却装置5，制冷层1和储冷层2均设于被冷却装置5下方，储冷层2设于制冷层1上方，储冷层2外侧设有保温层3冷却通道4设于被冷却装置5内，并且冷却通道4与储冷层2连接。
如图2所示，所述冷却通道4与被冷却装置5连接处设有换热管壁7；在冷却通道4内部还设有1000片散热稽片6。
所述储冷层2采用相变储冷；所述相变储冷采用储冰。
所述保温层3采用真空隔热层。
所述制冷层1的能量供应来源于被冷却装置5余能。
所述散热稽片6上还设有风扇8。
工作原理：制冷层1产生冷量，将冰等冷量储存在储冷层2中，在保温层3的作用下，保持温度不变。储冷层2上方气体从冷却通道4进入。当冷却通道4内气体透过换热管壁7与被冷却装置5发生热交换后，气体温度上升，膨胀，产生向上的气流，从冷却通道4上方排出。致使冷流体从保温层2自动补偿至冷却通道4，从而在不耗费能量的基础上，利用密度差，完成***换热。
本发明还可用于制热升温，在制热时，下层储冷层为变为除热层，此时则形成一个上层低温，下层高温的逆温环境，由于密度差的作用，下层制热流体自然向上层移动，进行热交换。

Claims (8)

1.一种换热***，其特征在于：包括制冷层（1）、储冷层（2）、冷却通道（4）和被冷却装置（5），制冷层（1）和储冷层（2）均设于被冷却装置（5）下方，储冷层（2）设于制冷层（1）上方，储冷层（2）外侧设有保温层（3）冷却通道（4）设于被冷却装置（5）内，并且冷却通道（4）与储冷层（2）连接。
2.根据权利要求1所述的一种换热***，其特征在于：所述冷却通道（4）与被冷却装置（5）连接处设有换热管壁（7）。
3.根据权利要求2所述的一种换热***，其特征在于：在冷却通道（4）内部还设有10片以上散热稽片（6）。
4.根据权利要求1所述的一种换热***，其特征在于：所述储冷层（2）采用相变储冷。
5.根据权利要求4所述的一种换热***，其特征在于：所述相变储冷采用储冰。
6.根据权利要求1所述的一种换热***，其特征在于：所述保温层（3）采用真空隔热层。
7.根据权利要求1所述的一种换热***，其特征在于：所述制冷层（1）的能量供应来源于被冷却装置（5）余能。
8.根据权利要求3所述的一种换热***，其特征在于：所述散热稽片（6）上还设有风扇（8）。
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