管殼式多功能相變儲(chǔ)能換熱器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及蓄熱式換熱領(lǐng)域，特別是涉及一種熱能存儲(chǔ)與釋放的管殼式多功能相變儲(chǔ)能換熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今，能源的使用在依賴化石燃料供能的同時(shí)也逐步向著能源多元化、清潔化的方向發(fā)展，人們?nèi)找嬷匾曉鯓訉⒉煌问降哪芰恳钥梢允褂玫姆绞絻?chǔ)存起來，并在能源供不應(yīng)求時(shí)又以環(huán)保的形式釋放出來滿足需求。儲(chǔ)能技術(shù)對(duì)能源的供給、能源可持續(xù)發(fā)展起著重要作用。目前研宄開發(fā)得較為廣泛的儲(chǔ)能技術(shù)主要集中在熱能儲(chǔ)存和電能儲(chǔ)存方面，這些技術(shù)廣泛應(yīng)用于太陽能高溫儲(chǔ)能、電力移峰填谷、工業(yè)廢熱和余熱回收、工業(yè)與民用建筑和空調(diào)節(jié)能等領(lǐng)域。相變儲(chǔ)能技術(shù)是熱能儲(chǔ)存技術(shù)中發(fā)展很快的一種新興技術(shù)，其實(shí)用化過程中重要的一環(huán)就是相變儲(chǔ)能換熱器的設(shè)計(jì)。相變儲(chǔ)能換熱器是一種集儲(chǔ)熱和換熱功能于一身的相變儲(chǔ)能換熱裝置。
[0003]近年來，隨著人們節(jié)能意識(shí)的不斷增強(qiáng)，一些新型相變儲(chǔ)能換熱設(shè)備相繼出現(xiàn)，并越來越廣泛地應(yīng)用于太陽房、建筑節(jié)能系統(tǒng)、蓄冷空調(diào)系統(tǒng)和余熱回收系統(tǒng)。中國(guó)專利CN103148723A公布了一種金屬網(wǎng)基波紋管式相變蓄熱裝置；中國(guó)專利CN 203274570U公布了一種具有軟管式換熱器的相變儲(chǔ)熱單元；中國(guó)專利CN103900404A公布了一種供熱穩(wěn)定的板式相變蓄熱換熱器。這些相變儲(chǔ)能換熱器的一個(gè)共同特征是，換熱管或者換熱板的一側(cè)填充相變材料，另一側(cè)作為換熱流體的通道，儲(chǔ)熱流體和取熱流體交替流過相同的管路或異形流道。這類相變儲(chǔ)能換熱器只適用于間歇儲(chǔ)熱和取熱，且儲(chǔ)熱流體與取熱流體可以直接接觸的場(chǎng)合。
[0004]中國(guó)專利申請(qǐng)CN102829661A公開了一種分級(jí)相變蓄熱裝置，該裝置的蓄熱管由內(nèi)管和外管組成套管式，內(nèi)管和外管之間由翅片支撐，翅片分割的空間內(nèi)填充相變蓄熱材料。但該裝置的蓄熱管的內(nèi)管走儲(chǔ)熱流體，進(jìn)行儲(chǔ)熱，蓄熱管外管外壁面與取熱流體接觸，進(jìn)行放熱，取熱側(cè)承壓能力低，整個(gè)裝置的介質(zhì)和工藝適應(yīng)性不強(qiáng)。中國(guó)專利CN202547463U公開了一種三套管式相變蓄熱換熱器，該換熱器由三根直徑不同的管道同心套合構(gòu)成，從內(nèi)到外分別形成一個(gè)圓形通道和兩個(gè)環(huán)形通道，中間的環(huán)形通道中填裝相變儲(chǔ)熱材料，套管之間加肋片起支撐和強(qiáng)化傳熱作用。該三套管式相變蓄熱換熱器結(jié)構(gòu)不緊湊，當(dāng)要求的儲(chǔ)熱量和傳熱面積較大時(shí)，需要的三套管總長(zhǎng)度很長(zhǎng)，占用空間較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明提供一種管殼式多功能相變儲(chǔ)能換熱器，其結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便、承壓能力大、介質(zhì)和工藝適應(yīng)性強(qiáng)，而且相變儲(chǔ)熱材料蓄熱密度尚O
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種管殼式多功能相變儲(chǔ)能換熱器，包括:
[0007]殼體、管箱、封頭、兩塊管板、若干雙層套管換熱管、折流元件、管程流體通道接管一、管程流體通道接管二、殼程流體通道接管一和殼程流體通道接管二；其中，
[0008]所述雙層套管換熱管，該雙層套管換熱管由內(nèi)層管和外層管套裝而成，所述內(nèi)層管與外層管之間設(shè)置金屬支承結(jié)構(gòu)，所述外層管與所述內(nèi)層管之間的環(huán)形空間內(nèi)裝填相變儲(chǔ)能材料，所述內(nèi)層管與外層管之間的環(huán)形空間的兩端設(shè)置密封組件進(jìn)行密封；
[0009]所述若干雙層套管換熱管的兩端分別固定在所述兩塊管板上，兩塊管板分別通過法蘭與所述管箱和封頭相連接，所述殼體、管板與各雙層套管換熱管外層管外壁面之間的空間為殼程流體流動(dòng)的殼程流體通道，所述管箱、封頭與各雙層套管換熱管的內(nèi)層管內(nèi)的空間為管程流體流動(dòng)的管程流體通道；
[0010]所述折流元件，設(shè)在所述殼程流體通道內(nèi)，使所述殼程流體通道內(nèi)形成湍流通道;
[0011]所述殼體、管箱和封頭外均設(shè)有保溫層；
[0012]所述管程流體通道接管一和管程流體通道接管二分別設(shè)在所述管箱上，該管程流體通道接管一和管程流體通道接管二與管程流體通道連通；
[0013]所述殼程流體通道接管一和殼程流體通道接管二分別設(shè)在所述殼體上，該殼程流體通道接管一和殼程流體通道接管二與殼程流體通道連通。
[0014]本發(fā)明的有益效果為:通過在多根平行布置的雙層套管換熱管上設(shè)置折流元件，并將雙層套管換熱管的兩端固定在兩塊管板上，構(gòu)成管束，該管束兩端通過兩個(gè)法蘭分別與管箱和封頭連成一體，形成的管程流體和殼程流體互不接觸、均能與相變儲(chǔ)能材料進(jìn)行熱交換、相變儲(chǔ)能材料可以更換的結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便和承壓能力大的優(yōu)點(diǎn)，而且介質(zhì)和工藝適應(yīng)性強(qiáng)，相變儲(chǔ)熱材料蓄熱密度高。
【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。
[0016]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的管殼式多功能相變儲(chǔ)能換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2a是本發(fā)明實(shí)施例的管殼式多功能相變儲(chǔ)能換熱器的雙層套管的環(huán)形空間的金屬支承結(jié)構(gòu)的縱截面示意圖；
[0018]圖2b是本發(fā)明實(shí)施例的管殼式多功能相變儲(chǔ)能換熱器的雙層套管的環(huán)形空間的一種金屬支承結(jié)構(gòu)的橫截面示意圖；
[0019]圖2c是本發(fā)明實(shí)施例的管殼式多功能相變儲(chǔ)能換熱器的雙層套管的環(huán)形空間的另一種金屬支承結(jié)構(gòu)的橫截面示意圖；
[0020]圖3a是本發(fā)明實(shí)施例的管殼式多功能相變儲(chǔ)能換熱器的套管端部的焊接金屬環(huán)密封結(jié)構(gòu)及外層管與管板連接示意圖；
[0021]圖3b是本發(fā)明實(shí)施例的管殼式多功能相變儲(chǔ)能換熱器的套管端部的可拆式螺紋連接密封結(jié)構(gòu)及外層管與管板連接示意圖；
[0022]圖3c是本發(fā)明實(shí)施例的管殼式多功能相變儲(chǔ)能換熱器的套管端部的可拆式填料函密封結(jié)構(gòu)及外層管與管板連接示意圖；
[0023]圖中各標(biāo)號(hào)對(duì)應(yīng)的部件為:1-管箱，2-殼體，3-封頭，41-管程流體通道接管一，42-管程流體通道接管二，51-殼程流體通道接管一，52-殼程流體通道接管二，6-管板，71-雙層套管的外層管，72-雙層套管的內(nèi)層管，8-雙層套管的內(nèi)外層管之間的金屬支架，9-相變儲(chǔ)能材料，10-雙層套管環(huán)形空間端部的密封組件，11-折流元件。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0025]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種管殼式多功能相變儲(chǔ)能換熱器，包括:殼體、管箱、封頭、兩塊管板、若干雙層套管換熱管、折流元件、管程流體通道接管一、管程流體通道接管二、殼程流體通道接管一和殼程流體通道接管二 ；
[0026]其中，各雙層套管換熱管結(jié)構(gòu)一致，每根雙層套管換熱管由內(nèi)層管和外層管套裝而成，內(nèi)層管與外層管之間設(shè)置金屬支承結(jié)構(gòu)，外層管與內(nèi)層管之間的環(huán)形空間內(nèi)裝填相變儲(chǔ)能材料(如圖2