CN205049031U - 相变储热型换热器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种相变储热型换热器，包括外部壳体，内部储热箱体，在壳体与储热箱体之间为保温层，在储热箱体底部设有底板，在底板的两侧固装支架，在支架上依次固装一次换热盘管、相变材料支撑架及二次换热盘管，在相变材料支撑架上悬挂相变材料封装袋，在储热箱体的右侧壁下方及上方分别穿装强制循环入口管及强制循环出口管，在强制循环出口管的上方设置上部隔层板，在外部壳体的顶部通过管道固装有连通的气体膨胀罐，强制循环出口管穿出外部壳体后通过管道依次连接流量计、单向阀及强制循环流体泵，强制循环流体泵的出口与强制循环入口管连接。本实用新型解决了相变材料导热系数低造成的热绝缘问题，换热面积大，并且根据需要调节循环泵流速，提高换热效率。
Description
技术领域
本实用新型属于换热器设备技术领域，尤其是一种相变储热型换热器。
背景技术
在工业生产中，为了实现物料之间热量传递过程的一种设备，统称为换热器。它是化工、炼油、动力、原子能和其他许多工业部门广泛应用的一种通用工艺设备。对于迅速发展的化工、炼油等工业生产来说，换热器尤为重要。通常在化工厂的建设中，换热器约占总投资的10-20％。在石油炼厂中，换热器约占全部工艺设备投资的85-40％。
在化工生产中，为了工艺流程的需要，往往进行着各种不同的换热过程：如加热、冷却、蒸发和冷凝等。换热器就是用来进行这些热传递过程的设备，通过这种设备，以便使热量从温度较高的流体传递给温度较低的流体，以满足工艺上的需要。由于使用的条件不同，换热设备又有各种各样的形式和结构。另外，在化工生产中，有时换热器作为一个单独的化工设备，有时则把它作为某一个工艺设备中的组成部分。其他如回收排放出去的高温气体中的废热所用的废热锅炉，有时在生产中也是不可缺少的。总之，换热器在化工生产中的应用是十分广泛的，任何化工生产工艺几乎都离不开它。
在储热系统中，相变材料通过凝固和溶化有效地储存和释放大量能量。相变材料的优点是储热密度大，吸热和放热的过程几乎可以在恒定的温度下进行。但是，相变材料导热系数低的特点往往是制约其实际应用的重要因素。因此，如何提高相变材料的导热性成为相变材料研究关注的焦点。
目前工业上应用的相变储热换热器均属间壁式换热器，而间壁式换热器按结构分为以下几种：(一)夹套式换热器；(二)沉侵式蛇管换热器；(三)喷淋式换热器；(四)套管式换热器；(五)螺旋板式换热器；(六)板式换热器；(七)板翅式换热器；(八)热管式换热器；(九)列管式换热器[3]。化工生产中使用得比较多的有板式、板翅式、管壳式(列管式)以及热管式换热器。概括地说，无论是何种结构的相变换热器，其单一的换热形式都受到了相变材料导热系数低的制约，换热器换热效率低，目前的相变换热器存在的不足有：1、热交换接触面积小，热交换效率低，2、无论是板式、管式、翅片式换热器，换热的盘管或翅片管数量多，制造工艺复杂，加工和维护成本高；3、由于相变材料导热系数低，在发生热交换时，尤其是放热时，相变材料会发生相变反应成结晶状态的时候，造成热绝缘状态，阻碍周围的相变材料发生相变反应；4、相变材料与壳体和换热盘管直接接触，由于相变材料的物性特征，会对壳体和盘管的材质有特殊要求，壳体和盘管的制造材质受到了极大限制，通常要求为306标号及以上的不锈钢，造成换热盘管不能采用铜管，导热系数下将。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种相变储热型换热器。
本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种相变储热型换热器，包括设备底部支架，在支架上固装设备外部壳体，在外部壳体的内部为设备的储热箱体，在外部壳体与储热箱体之间填充有保温材料构成的保温层，在储热箱体内的底部设有储热箱底板，在储热箱底板的两侧固装有竖直向上的固定支架，在两侧的固定支架之间由下向上依次固装有水平的一次换热盘管、相变材料支撑架及二次换热盘管，在相变材料支撑架上均距间隔悬挂有连续袋装的相变材料封装袋，连续袋装的相变材料封装袋底端悬于一次换热盘管的上方，在储热箱体的右侧壁下方穿装与箱体外部连通的强制循环入口管，在储热箱体的右侧壁上方穿装与箱体外部连通的强制循环出口管，在强制循环出口管的上方设置有固装在储热箱体四壁上的循环流体上部隔层板，上部隔层板的上方为空气腔室，在外部壳体的顶部通过管道固装有与空气腔室连通的气体膨胀罐，强制循环出口管穿出外部壳体后通过管道依次连接流量计和单向阀后与强制循环流体泵连接，强制循环流体泵的出口与强制循环入口管连接。
而且，所述连续袋装的相变材料封装袋具体采用由双层耐高温PP塑料连续垂直方向真空封装的相变材料封装袋，并且在封装袋上附有铝箔。
而且，所述均距间隔悬挂具体是指，垂直方向连续封装的相变材料封装袋，在横向上连续无间隔悬挂排列，在纵向上排与排之间的间距d均为2.5cm-3.5cm之间，每单个装有相变材料的封装袋的厚度为0.8cm-1.2cm之间。
而且，在连接气体膨胀罐的管道上安装有通气阀。
而且，所述强制循环入口管在一次换热盘管的下方，所述强制循环出口管在二次换热盘管的上方。
而且，所述固装在储热箱体四壁上的循环流体上部隔层板为多孔板。
本实用新型的优点和积极效果是：
1、本实用新型相变材料采用耐高温PP塑料真空封装并附有铝箔，封装材料紧1mm厚不影响相变材料的换热效率，同时采用该封装方式有以下俩个优点，单个相变材料单元厚度紧为0.8cm-1.2cm之间，可解决相变材料导热系数低造成的热绝缘问题，相变材料真空封装可提高相变材料的使用寿命；相变材料不与金属介质接触，不会对壳体及换热盘管造成腐蚀；
2、本实用新型一二次测金属盘管采用排管或蛇管式，优点是结构简单，易于制作，存液量较小，适用性强。
3、本实用新型换热器结构简单，各组件相对独立，模块化组装结构，维修方便，换热器故障时可单独更换损坏部件；
4、本实用新型换热器可常压运行，也可内部加压运行，液体介质填满整个换热器，能充分接触一二次金属盘管与相变材料，外部增加循环泵，并安装流量计，可根据需要调节循环泵的流速，使内部液体介质进行强制对流，提高换热效率。
5、本实用新型换热器设置了膨胀罐，使换热器内液体系统起到平衡压力波动的作用。
附图说明
图1是相变储热型换热器结构示意图；
图2是相变储热型换热器内部结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述，需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，不能以此作为对本实用新型保护的范围的限定。
一种相变储热型换热器，如图1或2所示，包括设备底部支架14，在支架固装设备外部壳体18，在外部壳体的内部为设备的储热箱体17，在外部壳体与储热箱体之间填充有保温材料15构成的保温层，在储热箱体内的底部设有储热箱底板16，在储热箱底板的两侧固装有竖直向上的固定支架19，在两侧的固定支架之间由下向上依次固装有水平的一次换热盘管1、相变材料支撑架3及二次换热盘管4，在相变材料支撑架上均距间隔悬挂有连续袋装的相变材料2，连续袋装的相变材料底端悬于一次换热盘管的上方，在储热箱体的右侧壁下方穿入与箱体外部连通的强制循环入口管13，在储热箱体的右侧壁上方穿入与箱体外部连通的强制循环出口管9，在强制循环出口管的上方，设置有固装在储热箱体四壁上的循环流体上部隔层板8，上部隔层板将循环流体封闭在上部隔层板的下方，使上部隔层板的上方形成空气腔室5，在外部壳体的顶部通过管道固装有与空气腔室连通的气体膨胀罐7，强制循环出口管穿出外部壳体后通过管道依次连接流量计10和单向阀11后与强制循环流体泵12连接，强制循环流体泵的出口与强制循环入口管连接。
在本实用新型的具体实施中，所述连续袋装的相变材料具体采用由双层耐高温PP塑料连续垂直方向真空封装的相变材料，并且在封装的塑料袋上附有铝箔。
在本实用新型的具体实施中，如图2所示，所述均距间隔悬挂具体是指，垂直方向连续封装的相变材料封装袋，在横向上连续无间隔排列，在纵向上排与排之间的间距d均为2.5cm-3.5cm之间，每单个装有相变材料的封装袋的厚度为0.8cm-1.2cm之间，这种相变材料封装袋的悬挂结构最大限度的实现了流体介质与相变材料之间的热交换。
在本实用新型的具体实施中，在连接气体膨胀罐的管道上安装有通气阀6。
在本实用新型的具体实施中，所述固装在储热箱体四壁上的循环流体上部隔层板为多孔板。
在本实用新型的具体实施中，所述强制循环入口管在一次换热盘管的下方，所述强制循环出口管在二次换热盘管的上方，外部热源经过一次测换热盘管，将热量传递到换热箱内的液体介质，外部循环泵使换热箱内液体介质形成热对流，液体介质与相变材料进行接触热交换，从而将热量传递到相变材料中；
外部热源经过一次测换热盘管，将热量传递到换热箱内的液体介质，液体介质吸收的热量可以瞬时、有效的通过二次侧换热盘管传递给进行取热的流体。同时相变材料将多余的热量吸收，进行储存。
一次测换热盘管内流体停止循环，降低热量通过一次测盘管的热损失，此时，取热的流体通过二次测盘管将箱体内的液体介质的热量传走，同时换热箱内液体介质与相变材料进行热量交换，以保证持续供热。
Claims (6)
1.一种相变储热型换热器，其特征在于：包括设备底部支架，在支架上固装设备外部壳体，在外部壳体的内部为设备的储热箱体，在外部壳体与储热箱体之间填充有保温材料构成的保温层，在储热箱体内的底部设有储热箱底板，在储热箱底板的两侧固装有竖直向上的固定支架，在两侧的固定支架之间由下向上依次固装有水平的一次换热盘管、相变材料支撑架及二次换热盘管，在相变材料支撑架上均距间隔悬挂有连续袋装的相变材料封装袋，连续袋装的相变材料封装袋底端悬于一次换热盘管的上方，在储热箱体的右侧壁下方穿装与箱体外部连通的强制循环入口管，在储热箱体的右侧壁上方穿装与箱体外部连通的强制循环出口管，在强制循环出口管的上方设置有固装在储热箱体四壁上的循环流体上部隔层板，上部隔层板的上方为空气腔室，在外部壳体的顶部通过管道固装有与空气腔室连通的气体膨胀罐，强制循环出口管穿出外部壳体后通过管道依次连接流量计和单向阀后与强制循环流体泵连接，强制循环流体泵的出口与强制循环入口管连接。
2.根据权利要求1所述的相变储热型换热器，其特征在于：所述连续袋装的相变材料封装袋具体采用由双层耐高温PP塑料连续垂直方向真空封装的相变材料封装袋，并且在封装袋上附有铝箔。
3.根据权利要求1所述的相变储热型换热器，其特征在于：所述均距间隔悬挂具体是指，垂直方向连续封装的相变材料封装袋，在横向上连续无间隔悬挂排列，在纵向上排与排之间的间距d均为2.5cm-3.5cm之间，每单个装有相变材料的封装袋的厚度为0.8cm-1.2cm之间。
4.根据权利要求1所述的相变储热型换热器，其特征在于：在连接气体膨胀罐的管道上安装有通气阀。
5.根据权利要求1所述的相变储热型换热器，其特征在于：所述强制循环入口管在一次换热盘管的下方，所述强制循环出口管在二次换热盘管的上方。
6.根据权利要求1所述的相变储热型换热器，其特征在于：所述固装在储热箱体四壁上的循环流体上部隔层板为多孔板。
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Cited By (3)
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| CN105180699A (zh) * | 2015-09-30 | 2015-12-23 | 天津瑞拓电子科技开发有限公司 | 一种相变储热型换热器 |
| CN108507392A (zh) * | 2017-02-28 | 2018-09-07 | 美的集团股份有限公司 | 相变蓄热装置的壳体及相变蓄热装置 |
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2015
- 2015-09-30 CN CN201520764366.6U patent/CN205049031U/zh not_active Withdrawn - After Issue
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