CN105953624A - 一种储能换热管道结构 - Google Patents

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杨光
林哲航
陈志坚
孙文伟
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Abstract

一种储能换热管道结构，包括储能换热管道、废水通道、废水盘管、净水盘管、第一集分箱、第二集分箱、第三集分箱和第四集分箱；所述储能换热管道内设有中空密封腔体，所述中空密封腔体内填充有相变材料，所述废水通道位于中空密封腔体内表面，所述废水通道入口设于储能换热管道一端，所述废水通道出口设于储能换热管道另一端；本发明能够有效增大储能换热管道中水与相变材料的接触面积和延长接触时间，能够将热能有效储存并转移，提高对废水中热能的回收效率，做到节约能源，有利于环境的保护。

Description

一种储能换热管道结构
技术领域
本发明涉及工业生产和日常生活中的废热水储热换热领域，具体涉及一种储能换热管道结构。
背景技术
近年来，随着经济的发展，人类对于能源的需求不断增加，从而导致环境不断遭到破坏。而在工业反应过程中，存在利用水加热或者散热的步骤，正常情况下，水中的热量随着水排放到大自然中，不利于节能环保。于是，人们发明储能换热器，储存回收废热水中的热量。目前，储能换热器存在换热效率低、换热量小、换热时间长等问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种有效将能量储存并转移、提高对热能的回收效率、结构紧凑对称、充分利用空间、节能环保的储能换热管道结构。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种储能换热管道结构，包括储能换热管道、废水通道、废水盘管、净水盘管、第一集分箱、第二集分箱、第三集分箱和第四集分箱；所述储能换热管道内设有中空密封腔体，所述中空密封腔体内填充有相变材料，所述废水通道位于中空密封腔体内表面，所述废水通道入口设于储能换热管道一端，所述废水通道出口设于储能换热管道另一端；
所述废水盘管和净水盘管均位于所述中空密封腔体内；所述废水盘管为两根，所述两根废水盘管的一端并联于第一集分箱，另一端并联于第二集分箱，所述第一集分箱位于储能换热管道一端且设有废水盘管入口，所述第二集分箱位于储能换热管道另一端且设有废水盘管出口；所述净水盘管为两根且分别螺旋环绕于两根废水盘管上，所述两根净水盘管的一端并联于第三集分箱，另一端并联于第四集分箱，所述第三集分箱位于储能换热管道一端且设有净水盘管入口，所述第四集分箱位于储能换热管道另一端且设有净水盘管出口；
所述废水通道入口、废水盘管入口和净水盘管出口均位于所述储能换热管道的同一端。
优选地，所述废水盘管为3-5根，所述净水盘管也相应设置为3-5根；废水盘管和净水盘管相应设置为3-5根，有利于提高储能换热管道的处理效率。
优选地，所述废水盘管呈多层级紧密叠加结构；废水盘管设置为多层级紧密叠加结构，有利于增大废水盘管与相变材料的接触面积，提高处理效率，同时能够节省储能换热管道内的空间，使得储能换热管道结构能够更好应用于各种类型及各种大小的换热系统，具有更好的实用性，并提高储能换热系统的可行性。
优选地，所述净水盘管与废水盘管通过高导热材料钎焊连接，增大净水盘管与废水盘管的接触面积，使得热量定向传导，有效提高传热效率。
优选地，所述高导热材料为金属材料，所述金属材料为铜或铝。
优选地，所述相变材料为有机相变材料，所述有机相变材料为石蜡、脂肪酸类或者多元醇类；通过利用相变材料的相变过程吸收储存热量，将没有及时换热的热量储存起来，有效提高换热量；中空密封腔体内填充有相变材料，增大废水盘管与相变材料的接触面积，有效提高换热效率。
优选地，所述有机相变材料的相变温度为60℃-80℃之间。
本发明的工作原理：
当储能换热管道正常工作时，相变材料在相变过程中储存热水中的热量。废热水通过废水通道入口和废水盘管入口进入储能换热管道，净冷水通过净水盘管入口进入储能换热管道，形成三向流换热模式，废冷水通过废水通道出口和废水盘管出口流出储能换热管道，净热水通过净水盘管出口流出储能换热管道完成换热。当储能换热管道停止输入废热水，净冷水通过净水盘管入口进入储能换热管道后回收相变材料中储存的热量并通过净水盘管出口流出储能换热管道。
本发明与现有技术相比具有以下的有益效果：
(1)本发明能够有效增大储能换热管道中水与相变材料的接触面积和延长接触时间，能够将热能有效储存并转移，提高对废水中热能的回收效率，做到节约能源，有利于环境的保护。
(2)本发明采用三向流的液体流向管道结构，整体紧凑对称，充分利用空间；
(3)本发明通过设置废热水与净冷水流向相反，相对于废热水与净冷水流向相同的情况，能够有效提高废热水与净冷水的热交换效率；所述废水通道入口、废水盘管入口和净水盘管出口均位于储能换热管道的同一端，有利于避免出现废水通道出口和废水盘管出口的温度低于净水盘管出口的温度从而产生温度交叉现象，有效减少能量的损耗，大大降低工作成本，节约能源。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明换热盘管的结构示意图。
图中附图标记为：1、废水通道；2、废水通道入口；3、废水通道出口；4、中空密封腔体；5、废水盘管；6、第一集分箱；7、废水盘管入口；8、第二集分箱；9、废水盘管出口；10、净水盘管；11、第三集分箱；12、净水盘管入口；13、第四集分箱；14、净水盘管出口。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
如图1-2所示，一种储能换热管道结构，包括储能换热管道、废水通道1、废水盘管5、净水盘管10、第一集分箱6、第二集分箱8、第三集分箱11和第四集分箱13；所述储能换热管道内设有中空密封腔体4，所述中空密封腔体4内填充有相变材料，所述相变材料为有机相变材料，所述有机相变材料为石蜡、脂肪酸类或者多元醇类；所述有机相变材料的相变温度为60℃-80℃之间；通过利用相变材料的相变过程吸收储存热量，将没有及时换热的热量储存起来，有效提高换热量。中空密封腔体4内填充有相变材料，增大废水盘管5与相变材料的接触面积，有效提高换热效率；所述废水通道1位于中空密封腔体4内表面，所述废水通道入口2设于储能换热管道一端，所述废水通道出口3设于储能换热管道另一端；所述废水盘管5和净水盘管10均位于所述中空密封腔体4内；所述废水盘管5为两根，所述两根废水盘管5的一端并联于第一集分箱6，另一端并联于第二集分箱8，所述第一集分箱6位于储能换热管道一端且设有废水盘管入口7，所述第二集分箱8位于储能换热管道另一端且设有废水盘管出口9；所述废水盘管5呈多层级紧密叠加结构；废水盘管5设置为多层级紧密叠加结构，有利于增大废水盘管5与相变材料的接触面积，提高处理效率，同时能够节省储能换热管道内的空间，使得该储能换热管道结构能够更好应用于各种类型及各种大小的换热系统，具有更好的实用性，并提高储能换热系统的可行性；所述净水盘管10为两根且分别螺旋环绕于两根废水盘管5上，所述净水盘管10与废水盘管5通过高导热材料钎焊连接，增大净水盘管10与废水盘管5的接触面积，使得热量定向传导，有效提高传热效率；所述高导热材料为金属材料，所述金属材料为铜或铝；所述两根净水盘管10的一端并联于第三集分箱11，另一端并联于第四集分箱13，所述第三集分箱11位于储能换热管道一端且设有净水盘管入口12，所述第四集分箱13位于储能换热管道另一端且设有净水盘管出口14；所述废水通道入口2、废水盘管入口7和净水盘管出口14均位于所述储能换热管道的同一端。
当储能换热管道正常工作时，相变材料在相变过程中储存热水中的热量。废热水通过废水通道入口2和废水盘管入口7进入储能换热管道，净冷水通过净水盘管入口12进入储能换热管道，形成三向流换热模式，废冷水通过废水通道出口3和废水盘管出口9流出储能换热管道，净热水通过净水盘管出口14流出储能换热管道完成换热。当储能换热管道停止输入废热水，净冷水通过净水盘管入口12进入储能换热管道后回收相变材料中储存的热量并通过净水盘管出口14流出储能换热管道。
本发明能够有效增大储能换热管道中水与相变材料的接触面积和延长接触时间，能够将热能有效储存并转移，提高对废水中热能的回收效率，做到节约能源，有利于环境的保护；采用三向流的液体流向管道结构，整体紧凑对称，充分利用空间；通过设置废热水与净冷水流向相反，相对于废热水与净冷水流向相同的情况，在管道传热面积、材质和介质一定时，废热水与净冷水流向相反时，管道换热的平均温差较大，因此废热水与净冷水流向相反相对于流向相同而言，其换热量较多；所述废水通道入口2、废水盘管入口7和净水盘管出口14均位于储能换热管道的同一端，有利于避免出现废水通道出口3和废水盘管出口9的温度低于净水盘管出口14的温度从而产生温度交叉现象，有效减少能量的损耗，大大降低工作成本，节约能源。
实施例2
如图2所示，本实施方式除下述特征外同实施例1：所述废水盘管5为4根，所述净水盘管10也相应设置为4根；废水盘管5和净水盘管10相应设置为4根，有利于提高储能换热管道的处理效率；废水盘管5和净水盘管10还可根据实际需要设置3-10根或者更多，每增加1根废水盘管5和净水盘管10，储能换热管道的工作效率就会相应提高。
上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种储能换热管道结构，其特征在于，包括储能换热管道、废水通道、废水盘管、净水盘管、第一集分箱、第二集分箱、第三集分箱和第四集分箱；所述储能换热管道内设有中空密封腔体，所述中空密封腔体内填充有相变材料，所述废水通道位于中空密封腔体内表面，所述废水通道入口设于储能换热管道一端，所述废水通道出口设于储能换热管道另一端；
所述废水盘管和净水盘管均位于所述中空密封腔体内；所述废水盘管为两根，所述两根废水盘管的一端并联于第一集分箱，另一端并联于第二集分箱，所述第一集分箱位于储能换热管道一端且设有废水盘管入口，所述第二集分箱位于储能换热管道另一端且设有废水盘管出口；所述净水盘管为两根且分别螺旋环绕于两根废水盘管上，所述两根净水盘管的一端并联于第三集分箱，另一端并联于第四集分箱，所述第三集分箱位于储能换热管道一端且设有净水盘管入口，所述第四集分箱位于储能换热管道另一端且设有净水盘管出口；
所述废水通道入口、废水盘管入口和净水盘管出口均位于所述储能换热管道的同一端。
2.根据权利要求1所述的储能换热管道结构，其特征在于，所述废水盘管为3-5根，所述净水盘管也相应设置为3-5根。
3.根据权利要求1所述的储能换热管道结构，其特征在于，所述废水盘管呈多层级紧密叠加结构。
4.根据权利要求1所述的储能换热管道结构，其特征在于，所述净水盘管与废水盘管通过高导热材料钎焊连接。
5.根据权利要求4所述的储能换热管道结构，其特征在于，所述高导热材料为金属材料，所述金属材料为铜或铝。
6.根据权利要求1所述的储能换热管道结构，其特征在于，所述相变材料为有机相变材料，所述有机相变材料为石蜡、脂肪酸类或者多元醇类。
7.根据权利要求6所述的储能换热管道结构，其特征在于，所述有机相变材料的相变温度为60℃-80℃之间。
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