專利名稱：一種三套管式相變蓄熱換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種能源存儲(chǔ)與釋放裝置，尤其涉及一種三套管式相變蓄熱換熱器。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展以及能源的大量消耗，節(jié)能已經(jīng)成為全球關(guān)注的話題，太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿瓤稍偕茉春凸I(yè)余熱、廢熱的利用已經(jīng)成為各國研究開發(fā)的重點(diǎn)，然而這些能源都具有間斷性和不穩(wěn)定性的特點(diǎn)，所以，能量存儲(chǔ)技術(shù)的研究就顯得尤為重要。蓄熱技術(shù)是能量存儲(chǔ)技術(shù)中一種，蓄熱技術(shù)中重要一環(huán)就是相變蓄熱換熱器的的設(shè)計(jì)。常見的套管式換熱器由兩根管子套裝在一起，冷、熱流體分別在內(nèi)管和外管中流過，此種結(jié)構(gòu)一般用于兩種流體之間的換熱。。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工方便、成本低廉的三套管式相變蓄熱換熱器。為此，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下本實(shí)用新型主要包括相變蓄熱換熱器殼體、相變蓄熱材料套管和冷水管，所述相變蓄熱換熱器殼體、相變蓄熱材料套管和冷水管均以殼體的中心線對(duì)稱，從外到內(nèi)依次為殼體、相變蓄熱材料套管和冷水管，相變蓄熱材料套管和冷水管間充填蓄熱相變材料。所述相變蓄熱換熱器殼體右端設(shè)有熱流體進(jìn)口管和冷流體出口管，左端設(shè)有冷流體進(jìn)口管和熱流體出口管。所述的相變蓄熱換熱器殼體和相變蓄熱材料套管之間加肋片，所述的相變蓄熱材料套管和冷水管之間加肋片。所述的相變蓄熱材料為結(jié)晶水合鹽類、或石蠟、或脂肪酸類相變材料。為了防止熱量的損失，可在相變蓄熱換熱器的外表面上設(shè)有保溫層。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)緊湊、加工方便、成本低廉，傳熱效率較高的特點(diǎn)，由于在相變蓄熱材料套管和冷水管間充填了蓄熱相變材料，并且在相變蓄熱換熱器殼體和相變蓄熱材料套管之間以及在相變蓄熱材料套管和冷水管之間加裝了肋片，強(qiáng)化了冷熱流體與相變材料之間的換熱過程，使其在相變蓄熱材料的相變溫度下，在完成正常熱交換的同時(shí)完成熱能的儲(chǔ)存，之后再利用儲(chǔ)存的熱能進(jìn)行后序換熱，從而使之既保留了管殼式換熱器結(jié)構(gòu)能夠進(jìn)行熱交換的特點(diǎn)，又能充分利用相變吸熱材料儲(chǔ)能的特性，從而實(shí)現(xiàn)了冷流體、熱流體與固液相變材料三種物質(zhì)之間的高效換熱。

圖I是本實(shí)用新型三套管式相變蓄熱換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型三套管式相變蓄熱換熱器的剖面示意圖。圖中，I-相變蓄熱換熱器殼體，2-相變蓄熱材料套管，3-冷水管，4-相變蓄熱材料，5. I-熱流體進(jìn)口，5. 2-熱流體出口，6. I-冷流體進(jìn)口，6. 2-冷流體出口，7-相變蓄熱材料套管和冷水管之間的肋片，8-相變蓄熱換熱器殼體和相變蓄熱材料套管之間的肋片，9-保溫材料。
具體實(shí)施方式
為了更好地理解本實(shí)用新型，
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地描述。如圖I所示，一種三套管式相變蓄熱換熱器，包括相變蓄熱換熱器殼體(I)、相變蓄熱材料套管
(2)和冷水管(3)，所述相變蓄熱換熱器殼體(I)、相變蓄熱材料套管(2)和冷水管(3)均以殼體的中心線對(duì)稱，從外到內(nèi)依次為殼體(I)、相變蓄熱材料套管(2 )和冷水管(3 )，相變蓄熱材料套管(2)和冷水管(3)間充填蓄熱相變材料(4)。所述相變蓄熱換熱器殼體右端設(shè)有熱流體進(jìn)口管(5. I)和冷流體出口管(6. 2)，左端設(shè)有冷流體進(jìn)口管(6. I)和熱流體出口管(5. 2)。所述的相變蓄熱材料套管和冷水管之間加肋片(7)，所述的相變蓄熱換熱器殼體和相變蓄熱材料套管之間加肋片(8)。所述的相變蓄熱材料(4)為結(jié)晶水合鹽類、或石蠟、或脂肪酸類相變材料。為了防止熱量的損失，可在相變蓄熱換熱器的外表面上設(shè)有保溫層 。當(dāng)高溫?zé)嵩戳黧w(來自于太陽能、工業(yè)廢熱、余熱等暫時(shí)不用的熱，而且該流體的溫度高于相變蓄熱材料的相變溫度)通過熱流體進(jìn)口管5. I進(jìn)入相變蓄熱換熱器殼體I和相變蓄熱材料套管2的間隙繞肋片流動(dòng)，通過相變蓄熱材料套管2的管壁將熱流體的熱量傳遞給相變蓄熱材料4，相變蓄熱材料4由固態(tài)逐漸變?yōu)橐簯B(tài)，使熱能不斷轉(zhuǎn)化為潛熱儲(chǔ)存在相變蓄熱材料內(nèi)，經(jīng)過一定時(shí)間后，固態(tài)相變蓄熱材料完全轉(zhuǎn)化為液態(tài)實(shí)現(xiàn)熱量存儲(chǔ)的最大化，停止熱流體的進(jìn)出。當(dāng)用戶需要熱能時(shí)，使冷流體沿著冷流體進(jìn)口管6. I進(jìn)入冷水管3，從冷流體出口管6. 2流出，此時(shí)冷流體通過管壁吸收蓄熱相變材料中儲(chǔ)存的熱量，當(dāng)蓄熱材料放出部分熱量后，換熱管內(nèi)壁面的液體逐漸凝固，隨著放熱量的增加，相變蓄熱材料由液態(tài)漸變?yōu)楣虘B(tài)，待全部轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)后，不再釋放熱量，此時(shí)冷流體的溫度升高到最高值，蓄熱釋熱過程可循環(huán)重復(fù)使用，實(shí)現(xiàn)冷、熱流體與固液相變蓄熱材料之間的高效換熱。本實(shí)用新型未涉及部分及蓄熱換熱裝置的具體結(jié)構(gòu)等均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求1.一種三套管式相變蓄熱換熱器，其特征在于，包括相變蓄熱換熱器殼體(I)、相變蓄熱材料套管(2)和冷水管(3)，所述相變蓄熱換熱器殼體(I)、相變蓄熱材料套管(2)和冷水管(3)均以殼體(I)的中心線對(duì)稱，從外到內(nèi)依次為殼體(I)、相變蓄熱材料套管(2)和冷水管(3)，相變蓄熱材料套管(2)和冷水管(3)間充填蓄熱相變材料(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種三套管式相變蓄熱換熱器，所述相變蓄熱換熱器殼體(I)右端設(shè)有熱流體進(jìn)ロ管(5. I)和冷流體出口管(6. 2)，左端設(shè)有冷流體進(jìn)ロ管(6. I)和熱流體出口管(5. 2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種三套管式相變蓄熱換熱器，其特征在于，所述的相變蓄熱換熱器殼體(I)和相變蓄熱材料套管(2)之間加肋片(8)，所述的相變蓄熱材料套管(2)和冷水管(3)之間加肋片(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種三套管式相變蓄熱換熱器，其特征在于，所述的蓄熱相變材料(4)為結(jié)晶水合鹽類、或石蠟、或脂肪酸類相變材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種三套管式相變蓄熱換熱器，其特征在于，所述的相變蓄熱換熱器外圈置有保溫材料(9 )。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種三套管式相變蓄熱換熱器，包括相變蓄熱換熱器殼體、相變蓄熱材料套管和冷水管，相變蓄熱材料套管和冷水管間充填蓄熱相變材料。換熱器殼體和相變蓄熱材料套管之間加肋片以及相變蓄熱材料套管和冷水管之間加肋片以強(qiáng)化冷熱流體與相變材料之間的換熱過程，使其在相變蓄熱材料的相變溫度下，在完成正常熱交換的同時(shí)完成熱能的儲(chǔ)存，之后再利用儲(chǔ)存的熱能進(jìn)行后序換熱，從而使之既保留了管殼式換熱器結(jié)構(gòu)能夠進(jìn)行熱交換的特點(diǎn)，又能充分利用相變吸熱材料儲(chǔ)能的特性。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳熱效率高，具備蓄熱、釋熱功能，該相變蓄熱換熱器可充分利用太陽能、工業(yè)余熱，進(jìn)行高效率的廢熱回收利用。
文檔編號(hào)F28D20/02GK202547463SQ201220143239
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月9日
發(fā)明者崔海亭, 張改, 蔣靜智 申請(qǐng)人:河北科技大學(xué)