CN206094972U - 一种壳管式相变蓄热器 - Google Patents

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姜文涛
尹亚领
张业强
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Abstract

本实用新型公开了一种壳管式相变蓄热器。要解决的技术问题是现有的蓄热器温度严重分层,出现局部过热的现象,换热效率低、蓄放热时间长,本实用新型包括冷流体储蓄箱体、蓄热器箱体、热流体储蓄箱体,冷流体储蓄箱体和热流体储蓄箱体分别设置在蓄热器箱体的上方和下方;所述蓄热器箱体内设有换热管,冷流体储蓄箱体上设有冷流体进口和冷流体出口,热流体储蓄箱体上设有热流体进口和热流体出口;换热管与蓄热器箱体之间填充有相变材料。采用这样的技术方案后的本实用新型,翅片的添加达到强化换热的目的;有效改善了相变过程中,换热单元叠加引起的蓄热器内部出现温度严重分层和局部过热现象,并缩短融化持续时间和温度达到均匀化所需时间。

Description

一种壳管式相变蓄热器
技术领域
本实用新型涉及一种蓄热器,具体涉及一种壳管式相变蓄热器。
背景技术
蓄热技术几乎覆盖了从低温到高温的所有温度区间,在制冷、供热、生活热水以及热源等众多领域有着广泛的应用。蓄热技术一般分为显热蓄热、潜热蓄热以及热化学蓄热。与常规的显热蓄热相比,相变蓄热具有两个明显的优势:蓄热密度较大;工作温度稳定。此外,对于不同蓄热温度的使用场合,可以根据需要对相变材料进行选择。然而,大多数相变材料的导热系数较低,导致较低的换热效率以及较长的蓄放热时间,这限制了相变蓄热的大规模应用,且现有的蓄热器内部由浮升力作用导致温度严重分层,出现局部过热的现象。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是现有的蓄热器温度严重分层,出现局部过热的现象,换热效率低、蓄放热时间长,提供一种提高储能供能效率的同时改善当前储能供能装置存在的不足的壳管式相变蓄热器。
为解决上述技术问题,本实用新型采用下述技术方案:一种壳管式相变蓄热器,包括冷流体储蓄箱体、蓄热器箱体、热流体储蓄箱体,冷流体储蓄箱体和热流体储蓄箱体分别设置在蓄热器箱体的上方和下方;所述蓄热器箱体内设有换热管,冷流体储蓄箱体上设有冷流体进口和冷流体出口,热流体储蓄箱体上设有热流体进口和热流体出口;换热管与蓄热器箱体之间填充有相变材料。
所述的换热管包括分流管和至少两根换热支管,分流管设置在换热支管两端。
所述的换热支管为“S”型弯管。
所述的换热支管外部设有翅片。
所述的翅片包括连接换热支管的连管翅片和分布在换热支管外壁上的分散翅片。
所述的冷流体储蓄箱体、蓄热器箱体和热流体储蓄箱体外侧均裹覆有厚度为40~60mm的玻璃纤维隔热层。
采用上述结构的本实用新型通过分析换热单元叠加对蓄热器内部温度分布的影响,采用翅片对蓄热器内部进行分层,一方面翅片的添加达到强化换热的目的;另一方面,通过对蓄热器内部分层,有效改善了相变过程中,换热单元叠加引起的蓄热器内部出现温度严重分层和局部过热现象,并缩短融化持续时间和温度达到均匀化所需时间。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图;
图2是本实用新型外部结构示意图;
图3是本实用新型换热管道结构示意图;
图4是本实用新型蓄翅片分层后热器箱体横截面结构示意图。
具体实施方式
如图1至图4所示,本实用新型包括冷流体储蓄箱体1、蓄热器箱体3、热流体储蓄箱体2,冷流体储蓄箱体1和热流体储蓄箱体2分别设置在蓄热器箱体3的上方和下方;所述蓄热器箱体3内设有换热管8,冷流体储蓄箱体1上设有冷流体进口11和冷流体出口12,热流体储蓄箱体2上设有热流体进口21和热流体出口22;换热管8与蓄热器箱体3之间填充有相变材料5。便于热流体和冷流体共用换热管8,换热管8的上端口81与冷流体出口12相邻,换热管8的下端口82与热流体出口22相邻。填充的相变材料为质量分数54%KNO3和46%NaNO3二元熔盐,其具有蒸汽压力低、储能密度大、导热性能好和成本低等优点。
所述的换热管8包括分流管85和至少两根换热支管84,分流管85设置在换热支管84两端。
所述的换热支管84为“S”型弯管。本实用新型有四根换热支管84,四根换热支管84为弯管,四根弯管构成换热管道,表面可与相变材料充分接触,增大换热面积;上端口81和下端口82为直管,支管和弯管共同构成换热流体通道。冷流体进口11和冷流体出口12,换热管8的上端口81和下端口82,热流体进口21和热流体出口22均选用螺纹连接来进行紧固密封;冷、热流体进入换热管后分别采用一个总管流道,进行分流后进入蓄热器内部的弯管分流道进行储能和供能。
蓄热时,热流体首先通过热流体进口21进入热流体储蓄箱体2,然后由热流体出口22进入换热管8进行分流,分流后的热流体进入换热支管84把热量传递给相变材料,随后从上端口81排出,完成蓄热过程;放热时,冷流体首先通过冷流体进口11进入冷流体储蓄箱体1,然后由冷流体出口12进入换热管8进行分流,随后进入换热支管84与相变材料进行换热后从下端口82排出,完成放热过程。蓄热器箱体3上部和下部分别加装冷流体储蓄箱体和热流体储蓄箱体,在放热、蓄热过程中,可以通过蓄热器箱体3上部与冷流体储蓄箱体的接触面把冷量传递给蓄热器箱体中上部的相变材料,下部与热流体储蓄箱体的接触面把热量传递给蓄热器箱体下部的相变材料,避免由于浮升力的影响导致的上部出现凝固死点、下部出现融化死点的现象。
所述的换热支管84外部设有翅片83。
所述的翅片83包括连接换热支管84的连管翅片831和分布在换热支管84外壁上的分散翅片832。连管翅片831依次将同一层的换热支管84连接起来,起到对蓄热器箱体内部分层的作用,分散翅片832分布在换热支管84外壁上,根据蓄热器箱体内部空间设置多个不同长度的翅片。由于换热支管叠加的层数对蓄热器箱体内部温度分布的有一定的影响,采用翅片83对蓄热器箱体内部进行分层,相比无分层结构,明显改善了蓄热器箱体内部温度严重分层和局部过热的现象。采用翅片83对蓄热器箱体内部进行分层,一方面翅片的添加达到强化换热的目的;另一方面,通过对蓄热器箱体内部分层,有效改善了相变过程中换热支管叠加引起的蓄热器箱体内部出现的温度严重分层和局部过热现象,并缩短融化持续时间和温度达到均匀化所需时间。
所述的冷流体储蓄箱体1、蓄热器箱体3和热流体储蓄箱体2外侧均裹覆有厚度为40~60mm的玻璃纤维隔热层9。

Claims (6)

1.一种壳管式相变蓄热器,其特征在于:包括冷流体储蓄箱体(1)、蓄热器箱体(3)、热流体储蓄箱体(2),冷流体储蓄箱体(1)和热流体储蓄箱体(2)分别设置在蓄热器箱体(3)的上方和下方;所述蓄热器箱体(3)内设有换热管(8),冷流体储蓄箱体(1)上设有冷流体进口(11)和冷流体出口(12),热流体储蓄箱体(2)上设有热流体进口(21)和热流体出口(22);换热管(8)与蓄热器箱体(3)之间填充有相变材料(5)。
2.根据权利要求1所述的壳管式相变蓄热器,其特征在于:所述的换热管(8)包括分流管(85)和至少两根换热支管(84),分流管(85)设置在换热支管(84)两端。
3.根据权利要求2所述的壳管式相变蓄热器,其特征在于:所述的换热支管(84)为“S”型弯管。
4.根据权利要求2所述的壳管式相变蓄热器,其特征在于:所述的换热支管(84)外部设有翅片(83)。
5.根据权利要求4所述的壳管式相变蓄热器,其特征在于:所述的翅片(83)包括连接换热支管(84)的连管翅片(831)和分布在换热支管(84)外壁上的分散翅片(832)。
6.根据权利要求1所述的壳管式相变蓄热器,其特征在于:所述的冷流体储蓄箱体(1)、蓄热器箱体(3)和热流体储蓄箱体(2)外侧均裹覆有厚度为40~60mm的玻璃纤维隔热层(9)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107894020A (zh) * 2017-12-06 2018-04-10 北京谷能新能源科技有限公司 一种带远红外电热装置的谷电蓄热供暖装置
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