CN116697792A - 一种相变储能板式热交换器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及相变储能技术领域，且公开了一种相变储能板式热交换器包括前端面固定板,前端面固定板装配有固定导轨,前端面固定板装配有热流体进管道，冷流体进管道,热流体出管道,和冷流体出管道,前端面固定板上活动装配有紧固螺杆,紧固螺杆的一端活动装配有第一螺帽,固定导轨的另一端活动装配有后端面活动板,紧固螺杆的另一端活动贯穿后端面活动板,紧固螺杆的另一端活动装配有第二螺帽,固定导轨上活动装配有热流体板,固定导轨上活动装配有冷流体板,热流体板与冷流体板之间间隔排列，上述一种相变储能板式热交换器通过热流体板与冷流体板之间并排交换热量解决了现有的传统的相变储能换热器占据空间大，对环境的换热效率低问题。

Description

一种相变储能板式热交换器

技术领域

本发明涉及相变储能技术领域，具体为一种相变储能板式热交换器。

背景技术

相变储能是热储能的一种利用相变材料储热特性,来储存或者是释放其中的热量，从而达到一定的调节和控制该相变材料周围环境的温度,从而改变能量使用的时空分布,提高能源的使用效率，相变储能利用的是材料在从一种物态到另外一种转换过程中热力学状态(焓)的变化。比如冰在融化为水的过程中要从周围环境吸收大量的热量，而在重新凝固时又要放出大量的热量。这种吸热/放热的过程中，材料温度不变，即在很小的温度变化范围能带来大量能量的转换过程，是相变储能的主要特点，在建筑领域相变储能材料常用于大容量储冷储热，一般与供热系统或建筑材料结合，可成为建筑组成中的一部分，同时在汽车领域，能够保证电池的工作温度恒定在一个合适的范围，并保证电池温度的一致性，防止电池过热以保证安全，同时也能够避免冬天气温降低带来的续航里程缩短。

但是现有的相变储能还存在以下问题：

传统的相变储能换热器体积大，占据较大的空间，且对环境的换热效率低，不能及时调节和控制该相变材料周围环境的温度，因此涉及一种相变储能板式热交换器用于现有的相变储能技术领域是很有必要的。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有的传统的相变储能换热器体积大，占据空间，且对环境的换热效率低问题，本发明提供了一种相变储能板式热交换器，具备板式高效换热，及时调节环境温度的优点，以解决背景技术提出的问题。

(二)技术方案

为实现上述的目的，本发明提供如下技术方案：

一种相变储能板式热交换器，包括前端面固定板，

所述的前端面固定板上固定装配有固定导轨,前端面固定板上固定装配有热流体进管道,前端面固定板上固定装配有冷流体进管道,前端面固定板上固定装配有热流体出管道,前端面固定板上固定装配有冷流体出管道,前端面固定板上活动装配有紧固螺杆,紧固螺杆贯穿于前端面固定板,紧固螺杆的两端设置有螺纹，紧固螺杆的一端活动装配有第一螺帽,紧固螺杆的一端与第一螺帽之间螺纹装配，第一螺帽位于紧固螺杆贯穿前端面固定板的一端并与前端面固定板相接。

优选的，所述的固定导轨的另一端活动装配有后端面活动板,紧固螺杆的另一端活动贯穿后端面活动板,紧固螺杆的另一端活动装配有第二螺帽,紧固螺杆贯穿于后端面活动板与第二螺帽之间螺纹装配，第二螺帽位于紧固螺杆贯穿后端面活动板的一侧并与后端面活动板相接。

优选的，所述的前端面固定板上固定装配有热流体进口,热流体进口与热流体进管道相连接，前端面固定板上固定装配有冷流体进口,冷流体进口与冷流体进管道相连接，前端面固定板上固定装配有热流体出口,热流体出口与热流体出管道相连接，前端面固定板上固定装配有冷流体出口,冷流体出口与冷流体出管道相连接。

优选的，所述的固定导轨上活动装配有热流体板,固定导轨上活动装配有冷流体板,热流体板与冷流体板之间间隔排列。

优选的，所述的热流体板上设置有圆孔，热流体板内设置有导流管，热流体板上设置有封槽，热流体板上设置有水平波纹。

优选的，所述的前端面固定板上固定装配有温度检测器,温度检测器分布设置在前端面固定板的四个拐角处，前端面固定板上固定装配有压力检测器,压力检测器位于前端面固定板的两侧，温度检测器和压力检测器位于前端面固定板和后端面活动板之间。

优选的，所述的前端面固定板上设置有温度控制器,前端面固定板上设置有恒压控制器。

(三)有益效果

与现有技术对比，本发明具备以下有益效果：

1、本发明中相变储能板式热交换器，通过热流体板和冷流体板，使热流体从热流体进管道汇入，热流体出管道汇出，冷流体从冷流体进管道汇入，冷流体出管道汇出，板间形成空气层，实现了流体在通过热流体板和冷流体板中高效换热，板间并排间隔排列，大大节省了占据空间。

2、本发明中相变储能板式热交换器，通过温度检测器和压力检测器对前端面固定板和后端面活动板之间环境的温度和压力监测，进行调整流体的流速来实现对设备压力和温度的控制，防止对设备造成损耗。

附图说明

图1为本发明中相变储能板式热交换器前视结构示意图；

图2为本发明中相变储能板式热交换器后视结构示意图；

图3为图2中A处结构放大示意图；

图4为本发明中相变储能板式热交换器内部结构示意图。

图中：

10、前端面固定板；11、固定导轨；12、热流体进管道；

13、冷流体进管道；14、热流体出管道；15、冷流体出管道；

16、紧固螺杆；17、第一螺帽；18、第二螺帽；

19、温度检测器；20、压力检测器；21、后端面活动板；

22、热流体进口；23、冷流体进口；24、热流体出口；25、冷流体出口；

26、热流体板；27、冷流体板；28、圆孔；29、导流管；

30、封槽；31、水平波纹；32、温度控制器；33、恒压控制器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1～4所示，其为本发明一优选实施方式的一种相变储能板式热交换器结构示意图，本实施例的相变储能板式热交换器包括前端面固定板10,前端面固定板10上固定装配有固定导轨11,前端面固定板10上固定装配有热流体进管道12,前端面固定板10上固定装配有冷流体进管道13,前端面固定板10上固定装配有热流体出管道14,前端面固定板10上固定装配有冷流体出管道15,热流体通过热流体进管道12流入，从热流体出管道14流出，冷流体从冷流体进管道13流入，从冷流体出管道15流出，通过形成对角的方式流动流体，大大提高了流体交换热量的效果。

前端面固定板10上活动装配有紧固螺杆16,紧固螺杆16贯穿于前端面固定板10,紧固螺杆16的两端设置有螺纹，紧固螺杆16的一端活动装配有第一螺帽17,紧固螺杆16的一端与第一螺帽17之间螺纹装配，第一螺帽17位于紧固螺杆16贯穿前端面固定板10的一端并与前端面固定板10相接，固定导轨11的另一端活动装配有后端面活动板21,紧固螺杆16的另一端活动贯穿后端面活动板21,紧固螺杆16的另一端活动装配有第二螺帽18,紧固螺杆16贯穿于后端面活动板21与第二螺帽18之间螺纹装配，第二螺帽18位于紧固螺杆16贯穿后端面活动板21的一侧并与后端面活动板21相接，第一螺帽17和第二螺帽18通过与紧固螺杆16螺纹装配将前端面固定板10和后端面活动板21进行压紧，产生足够密封力，使得热交换器在工作时不发生泄漏，通过旋紧螺栓来产生压紧力，其密封压紧力甚至超过98×前端面固定板104N。

前端面固定板10上固定装配有热流体进口22,热流体进口22与热流体进管道12相连接，前端面固定板10上固定装配有冷流体进口23,冷流体进口23与冷流体进管道13相连接，前端面固定板10上固定装配有热流体出口24,热流体出口24与热流体出管道14相连接，前端面固定板10上固定装配有冷流体出口25,冷流体出口25与冷流体出管道15相连接，热流体进管道12和热流体出管道14外接热流体管道，冷流体进管道13和冷流体出管道15外接冷流体管道。

固定导轨11上活动装配有热流体板26,固定导轨11上活动装配有冷流体板27,热流体板26与冷流体板27之间间隔排列，热流体板26与热流体进管道12和热流体出管道14连通，冷流体板27与冷流体进管道13和冷流体出管道15连通，热流体板26和冷流体板27为钛材质制成，具有良好的耐腐蚀性能，板片的厚度为0.5～1.5mm，热流体板26与冷流体板27之间的间隔排列，能够在板与板之间形成空气间隔层，实现高效换热效果。

热流体板26上设置有圆孔28，热流体板26内设置有导流管29，热流体板26通过圆孔28与热流体进管道12和热流体出管道14相连，冷流体板27通过圆孔28与冷流体进管道13和冷流体出管道15相连，实现热流体和冷流体循环流动。

热流体板26上设置有封槽30，封槽30的硬度一般应在65～90邵氏硬度，压缩永久变形量不大于前端面固定板10％，抗拉强度，延伸率≥压力检测器200％，能够防止流体的外漏和两流体之间内漏。

热流体板26上设置有水平波纹31,水平波纹31是一种断面形状为等腰三角形的水平平直波纹板，具有良好的传热效果，同时流体力学性能也较好。

工作原理：热流体从热流体进管道12汇入，从热流体出管道14汇出，冷流体从冷流体进管道13汇入，从冷流体出管道15汇出，流体在通过热流体板26和冷流体板27的时候实现换热，热流体板26和冷流体板27的间隔排列能够提高换热的效率，减少板与板之间地占据空间，表面呈水平波纹状，具有良好的传热效果，也有助于流体的流动，从而实现对环境的高效换热并节省空间。

实施例2

如图1～4所示，其为本发明另一优选实施方式的一种相变储能板式热交换器结构示意图，在交换热量的过程中，温度和压强都会随之改变，过高或过低的温度和压强都会对设备造成损耗，甚至造成设备损害，存在安全风险，为了保证设备稳定工作，在实施例1的基础上，对设备进行改进，前端面固定板10上固定装配有温度检测器19,温度检测器19分布设置在前端面固定板10的四个拐角处，前端面固定板10上固定装配有压力检测器20,压力检测器20位于前端面固定板10的两侧，温度检测器19和压力检测器20位于前端面固定板10和后端面活动板21之间，前端面固定板10上设置有温度控制器32,前端面固定板10上设置有恒压控制器33，温度检测器19能够检测到前端面固定板10与后端面活动板21之间的温度变化并传递给温度控制器32,压力检测器20能够检测到前端面固定板10与后端面活动板21之间的压力变化并传递给恒压控制器33。

当热流体经过前端面固定板10与后端面活动板21之间时，温度会逐渐升高，同时板间的压强也随着会增大，会对设备造成一定的损耗，当温度超过设备的额定温度时，温度检测器19将检测到的温度传送给温度控制器32，再对控制流进设备中的热流体，从而起到一定的温度保护，当设备内的压强超过额定压强时，压力检测器20会将检测到的压强数据传输给恒压控制器33，并对流入的流体进行控制，保持设备在一个稳定温度和压强的环境下进行工作。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种相变储能板式热交换器，包括前端面固定板(10)，

其特征在于：

所述的前端面固定板(10)上固定装配有固定导轨(11),前端面固定板(10)上固定装配有热流体进管道(12),前端面固定板(10)上固定装配有冷流体进管道(13),前端面固定板(10)上固定装配有热流体出管道(14),前端面固定板(10)上固定装配有冷流体出管道(15),前端面固定板(10)上活动装配有紧固螺杆(16),紧固螺杆(16)贯穿于前端面固定板(10),紧固螺杆(16)的两端设置有螺纹，紧固螺杆(16)的一端活动装配有第一螺帽(17),紧固螺杆(16)的一端与第一螺帽(17)之间螺纹装配，第一螺帽(17)位于紧固螺杆(16)贯穿前端面固定板(10)的一端并与前端面固定板(10)相接。

2.根据权利要求1所述的一种相变储能板式热交换器，其特征在于：所述的固定导轨(11)的另一端活动装配有后端面活动板(21),紧固螺杆(16)的另一端活动贯穿后端面活动板(21),紧固螺杆(16)的另一端活动装配有第二螺帽(18),紧固螺杆(16)贯穿于后端面活动板(21)与第二螺帽(18)之间螺纹装配，第二螺帽(18)位于紧固螺杆(16)贯穿后端面活动板(21)的一侧并与后端面活动板(21)相接。

3.根据权利要求2所述的一种相变储能板式热交换器，其特征在于：所述的前端面固定板(10)上固定装配有热流体进口(22),热流体进口(22)与热流体进管道(12)相连接，前端面固定板(10)上固定装配有冷流体进口(23),冷流体进口(23)与冷流体进管道(13)相连接，前端面固定板(10)上固定装配有热流体出口(24),热流体出口(24)与热流体出管道(14)相连接，前端面固定板(10)上固定装配有冷流体出口(25),冷流体出口(25)与冷流体出管道(15)相连接。

4.根据权利要求3所述的一种相变储能板式热交换器，其特征在于：所述的固定导轨(11)上活动装配有热流体板(26),固定导轨(11)上活动装配有冷流体板(27),热流体板(26)与冷流体板(27)之间间隔排列。

5.根据权利要求4所述的一种相变储能板式热交换器，其特征在于：所述的热流体板(26)上设置有圆孔(28)，热流体板(26)内设置有导流管(29)，热流体板(26)上设置有封槽(30)，热流体板(26)上设置有水平波纹(31)。

6.根据权利要求5所述的一种相变储能板式热交换器，其特征在于：所述的前端面固定板(10)上固定装配有温度检测器(19),温度检测器(19)分布设置在前端面固定板(10)的四个拐角处，前端面固定板(10)上固定装配有压力检测器(20),压力检测器(20)位于前端面固定板(10)的两侧，温度检测器(19)和压力检测器(20)位于前端面固定板(10)和后端面活动板(21)之间。

7.根据权利要求6所述的一种相变储能板式热交换器，其特征在于：所述的前端面固定板(10)上设置有温度控制器(32),前端面固定板(10)上设置有恒压控制器(33)。