專利名稱：用于強(qiáng)化結(jié)冰/融冰相變傳熱的金屬切削絲擴(kuò)展表面技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及強(qiáng)化結(jié)冰/融冰相變傳熱的金屬切削絲擴(kuò)展表面技術(shù)，屬節(jié)能技 術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
冰蓄冷是在電網(wǎng)用電低谷時(shí)，充分利用低谷低電價(jià)的特殊政策，通過(guò)蓄能 裝置或系統(tǒng)，將能量(冷量)以結(jié)冰的形式儲(chǔ)存起來(lái)，在電網(wǎng)高峰期高電價(jià)時(shí)， 再將冷量釋放給用戶，以達(dá)到電網(wǎng)用電負(fù)荷的均衡，降低用戶的運(yùn)行費(fèi)用，而 且用戶可避免用電高峰期時(shí)對(duì)用電的限制，同時(shí)可大大提高國(guó)家能源宏觀利用 率。
冰蓄冷的蓄冷方式，目前有兩類(lèi)。
一種是靜態(tài)制冰，常規(guī)的有盤(pán)管式、直
管式制冰、冰球蓄冷等，而且國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用的就是這兩種；另一類(lèi)是動(dòng)態(tài)制 冰，如冰盤(pán)制冰和冰晶或冰漿制冰等。
盤(pán)管式和直管式蓄冰過(guò)程，是由來(lái)自制冷系統(tǒng)的冷凍液(-7'C左右)流經(jīng) 管內(nèi)，與管外的水或冰進(jìn)行熱交換并釋放冷量，使管外的水逐漸形成冰柱，經(jīng) 過(guò)低谷用電的7個(gè)小時(shí)完成蓄冰過(guò)程。融冰釋冷時(shí)，管內(nèi)流動(dòng)的冷媒液溫度為 l(TC左右，與管外的冰柱進(jìn)行熱交換獲取冷量，同時(shí)冷凍液的溫度逐漸降低并 傳輸給空調(diào)用戶，這一熱交換過(guò)程使管外的冰層逐漸融化。冰球制冰和融冰的 方式是，低谷用電蓄冷時(shí)，低溫冷凍液流經(jīng)充滿水的密封塑料球，使球內(nèi)的水 逐漸結(jié)冰，電力高峰時(shí)，高溫冷凍液流過(guò)冰球進(jìn)行取冷。這三種結(jié)冰方式有一 個(gè)共同的缺陷，隨著冰層的增厚，結(jié)冰過(guò)程越來(lái)越慢，從傳熱學(xué)角度來(lái)講，在 冰-水的相變過(guò)程中，由于冰的導(dǎo)熱系數(shù)本身就很小，冰層增厚，導(dǎo)致冰層熱阻隨之增大，造成整個(gè)蓄冰傳熱過(guò)程減弱，結(jié)冰速率減慢。有人對(duì)冰球制冰方式 提出了一種內(nèi)置金屬芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以強(qiáng)化結(jié)冰的傳熱過(guò)程，加裝金屬芯后可 有效地提高結(jié)冰量。通過(guò)加裝擴(kuò)展表面(翅片或肋片)，可有效地提高裝置的傳 熱量即強(qiáng)化結(jié)冰過(guò)程，但由于靜態(tài)結(jié)冰裝置的最大特點(diǎn)是，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資小， 而通過(guò)機(jī)械加裝擴(kuò)展表面， 一定會(huì)成倍地增加初投資成本，同時(shí)使蓄冰裝置結(jié) 構(gòu)復(fù)雜，也正因?yàn)檫@個(gè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比反差明顯的原因，極少有人對(duì)盤(pán)管式或直 管式蓄冰裝置進(jìn)行傳熱強(qiáng)化的研究，但有人提出將金屬管改為非金屬的聚乙烯 (PE)管，因?yàn)榫垡蚁?PE)管可進(jìn)一步降低成本，同時(shí)其結(jié)冰量與金屬管相比
沒(méi)有太大的顯著差異。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的靜態(tài)強(qiáng)化蓄冰傳熱，增加結(jié)冰量的 技術(shù)，通過(guò)低成本的投入，達(dá)到強(qiáng)化蓄冰傳熱、增加結(jié)冰量的效果。
本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，利用機(jī)床加工工件切削所廢棄的金屬 絲(如銅絲、鉬絲或不銹鋼絲等)，以某種簡(jiǎn)單的方式將這些金屬絲與蓄冷裝置 的外管壁(或冰球內(nèi)壁)穩(wěn)定的固定。結(jié)冰過(guò)程中，管內(nèi)流動(dòng)的冷凍液通過(guò)對(duì)
流和管壁導(dǎo)熱，將冷量傳輸?shù)焦芡猓捎谕夤鼙谂c0 。C水的溫差在5度左右， 管外壁逐漸形成冰層，如果管外沒(méi)有金屬絲，冷量則必須通過(guò)冰層導(dǎo)熱方式傳 輸，由于冰的導(dǎo)熱系數(shù)僅為2.24w/n^k左右，隨著冰層的增厚，結(jié)冰速率越 來(lái)越?。欢?dāng)管外裝有金屬絲作為擴(kuò)展表面時(shí)，由于金屬絲的導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)20-100 w/m k，是冰的10到50倍，根據(jù)傳熱學(xué)理論，顯然通過(guò)金屬切削絲的導(dǎo) 熱可以強(qiáng)化蓄冰或融冰傳熱過(guò)程，提高蓄冰率或融冰率。
本發(fā)明利用機(jī)床加工工件切削所廢棄的金屬絲，通過(guò)包裹在蓄冰換熱器盤(pán) 管外壁上的金屬絲網(wǎng)，將金屬切削絲穩(wěn)定的固定于蓄冰換熱器盤(pán)管外壁，以纏繞在其上的金屬切削絲作為傳熱的擴(kuò)展面，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化結(jié)冰/融冰。
如附圖所示，本發(fā)明在蓄冷裝置或制冰裝置換熱器結(jié)冰盤(pán)管或直管(1)的 管外，直接包裹并固定金屬絲內(nèi)層絲網(wǎng)(3),內(nèi)層絲網(wǎng)與蓄冰盤(pán)管或直管(1)
緊密固定，再將金屬切削絲(2)均勻的固定敷設(shè)在內(nèi)層絲網(wǎng)(3)上，并保證掛
住靠近管壁的第一層金屬切削絲，同時(shí)還要保證敷設(shè)安裝時(shí)所敷設(shè)的所有金屬
切削絲不墜落，金屬切削絲(2)的材料可以是銅、鋁和不銹鋼等金屬材料,并 且金屬切削絲(2)是機(jī)床加工切削所形成的金屬絲。金屬切削絲敷設(shè)的多少與 應(yīng)用條件有關(guān)， 一般金屬切削絲的敷設(shè)厚度為2mm-4mm。再在金屬切削絲最外 層，敷設(shè)一層金屬絲外層絲網(wǎng)(4),用來(lái)固定金屬切削絲，內(nèi)、外層絲網(wǎng)均由銅、 鋁或不銹鋼絲編織而成。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較的有益效果是，采用在在蓄冷裝置或制冰裝置換 熱器蓄冰盤(pán)管或直管外敷設(shè)金屬內(nèi)層絲網(wǎng)和金屬切削絲的方法，可以大大提高 傳熱效果，通過(guò)金屬切削絲的導(dǎo)熱可以強(qiáng)化蓄冰或融冰傳熱過(guò)程，提高蓄冰率 或融冰率，達(dá)到節(jié)約能源的效果；本發(fā)明方法中利用金屬切削加工中產(chǎn)生的金屬 切削絲作為傳熱介質(zhì)，充分利用了資源。


附圖1為金屬切削絲擴(kuò)展表面技術(shù)強(qiáng)化蓄冰/結(jié)冰傳熱的結(jié)構(gòu)豎管布置圖 附圖2為金屬切削絲擴(kuò)展表面技術(shù)強(qiáng)化蓄冰/結(jié)冰傳熱的結(jié)構(gòu)橫管布置圖 附圖3為本發(fā)明實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖
圖中圖號(hào)為1、蓄冰管；2、纏繞切削金屬絲；3、內(nèi)層絲網(wǎng)；4、外層絲 網(wǎng)；5、內(nèi)層扣件；6、外層扣件
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明實(shí)施例如附圖3所示，為金屬切削絲擴(kuò)展表面技術(shù)強(qiáng)化蓄冰/結(jié)冰傳熱的結(jié)構(gòu)布置。本實(shí)施例為直管式橫管布置蓄冰裝置，蓄冰直管管徑為30IM,
內(nèi)通冷凍液，在蓄冰管外，用金屬內(nèi)層扣件(5)直接將金屬絲內(nèi)層絲網(wǎng)(2) 分段扎緊固定，內(nèi)層絲網(wǎng)的材料采用銅絲網(wǎng)，組成銅絲網(wǎng)格的銅絲直徑為0.8 mm，絲網(wǎng)網(wǎng)格大小為4mm2.,內(nèi)層絲網(wǎng)(2 )與蓄冰直管(1)緊密固定后，再將 金屬切削絲(3)均勻的固定敷設(shè)在內(nèi)層絲網(wǎng)(2)上，并保證掛住靠近管壁的 第一層金屬切削絲，同時(shí)還要保證敷設(shè)安裝時(shí)所敷設(shè)的所有金屬切削絲不墜落， 金屬切削絲(3)的材料釆用銅切削絲，銅切削絲的敷設(shè)厚度為30 mm，在金屬 切削絲最外層，再敷設(shè)一層金屬絲外層絲網(wǎng)(4),用來(lái)固定金屬切削絲。再用金 屬外層扣件(6)直接將金屬絲外層絲網(wǎng)(4)分段扎緊固定，使金屬切削絲緊 密掛住與蓄冰管上，且不脫落。其他蓄冰管可按上述方法安裝后即可投入使用。
權(quán)利要求
1、一種用于強(qiáng)化結(jié)冰/融冰相變傳熱的金屬切削絲擴(kuò)展表面技術(shù)，其特征是，利用機(jī)床加工工件切削所廢棄的金屬絲，通過(guò)包裹在蓄冰換熱器盤(pán)管外壁上的金屬絲網(wǎng)，將金屬切削絲穩(wěn)定的固定于蓄冰換熱器盤(pán)管外壁，以纏繞在其上的金屬切削絲作為傳熱的擴(kuò)展面，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化結(jié)冰/融冰。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于強(qiáng)化結(jié)冰/融冰相變傳'熱的金屬切削絲擴(kuò)展 表面技術(shù)，其特征是，所述用于傳熱擴(kuò)展面的廢棄金屬絲，包括銅、鉬或不銹 鋼的 金屬切削絲。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于強(qiáng)化結(jié)冰/融冰相變傳熱的金屬切削絲擴(kuò)展 表面技術(shù)，其特征是，所述用于傳熱擴(kuò)展面的廢棄金屬絲的徑向堆集厚度為 20-40 mm。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于強(qiáng)化結(jié)冰/融冰相變傳熱的金屬切削絲擴(kuò)展 表面技術(shù)，其特征是，所述包裹在蓄冰換熱器盤(pán)管外壁上的金屬絲網(wǎng)，由銅、 鋁或不銹鋼絲編織而成。
全文摘要
一種用于強(qiáng)化結(jié)冰/融冰相變傳熱的金屬切削絲擴(kuò)展表面技術(shù)，屬節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明利用機(jī)床加工工件切削所廢棄的金屬絲，通過(guò)包裹在蓄冰管外壁上的金屬絲網(wǎng)，將金屬切削絲穩(wěn)定的固定于蓄冰管外管壁，以纏繞在其上的金屬切削絲作為傳熱的擴(kuò)展面，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化結(jié)冰/融冰。本發(fā)明可用于冰蓄冷技術(shù)，提高制冰效率，節(jié)約能源。
文檔編號(hào)F28F1/12GK101666590SQ200910186008
公開(kāi)日2010年3月10日 申請(qǐng)日期2009年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月9日
發(fā)明者陽(yáng) 潘 申請(qǐng)人:華東交通大學(xué)