CN206601063U - 一种非等间距螺旋管相变蓄热器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了种非等间距螺旋管相变蓄热器，包括蓄热器壳体(1)与螺旋换热管(2)，螺旋换热管(2)设于蓄热器壳体(1)内，螺旋换热管(2)的进口管(3)与出口管(4)穿出蓄热器壳体(1)；换热流体由进口管(3)进入到螺旋换热管(2)下端并由上端通过出口管(4)流出进行换热；蓄热器壳体(1)内填充相变蓄热材料(5)；所述的螺旋换热管(2)的螺距不等距，螺距沿换热流体流动方向由下到上逐渐变小。通过优化螺旋间距，提高蓄热器温度场分布的均匀性，减小温差对整个换热管路的换热效率的影响，从而提高蓄热装置性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及机械结构技术领域，具体涉及热能储存过程中使用的相变蓄热装置，尤其涉及一种非等间距螺旋管相变蓄热器。
背景技术
相变蓄热技术在很多能源系统，如太阳能、制冷空调、余热利用等领域有着重要的应用价值，能够有效的调节能量供需，其中相变蓄热器是作为相变蓄能技术应用于实际蓄放热过程必不可少的装置。
管壳式相变蓄热器是目前主要的蓄热器形式之一，其大致可分为两类：一类为直管式相变蓄热装置，其受到换热面积的限制造成整体的换热系数较低；另一类是等间距的盘管或螺旋管，在换热面积上有较大的优势。但是由于换热过程中受到温差对换热效率的影响，使得该类装置在换热管的前段温差高的部分换热效率较高，而后部分则随着温差的降低而降低，导致整个换热区域的温度场并不均匀，从而降低整体的换热效率，同时不均匀的温度场对蓄热材料容易局部产生较大的过冷度和过热度，可能对其长期使用的稳定性产生影响。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种非等间距螺旋管相变蓄热器，通过优化螺旋间距，提高蓄热器温度场分布的均匀性，减小温差对整个换热管路的换热效率的影响，从而提高蓄热装置性能。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种非等间距螺旋管相变蓄热器，包括蓄热器壳体1与螺旋换热管2，螺旋换热管2设于蓄热器壳体1内，螺旋换热管2的进口管3与出口管4穿出蓄热器壳体1；换热流体由进口管3进入到螺旋换热管2下端并由上端通过出口管4流出进行换热；蓄热器壳体1内填充相变蓄热材料5；所述的螺旋换热管2的螺距不等距，螺距沿换热流体流动方向由下到上逐渐变小。
所述的螺旋换热管2的螺旋直径等于蓄热器壳体1内径的3/5。
所述的进口管3设于蓄热器壳体1上端面，在蓄热器壳体1内通过一直管6由上至下伸到下方与螺旋换热管2下端连接；出口管4设于蓄热器壳体1上端面，与旋换热管2上端连接。
所述的进口管3设于蓄热器壳体1下端面，与螺旋换热管2下端连接；出口管4设于蓄热器壳体1上端面，与旋换热管2上端连接。
由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的一种非等间距螺旋管相变蓄热器，通过优化螺旋间距，提高蓄热器温度场分布的均匀性，减小温差对整个换热管路的换热效率的影响，从而提高蓄热装置性能。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本实用新型实施例提供的非等间距螺旋管相变蓄热器结构示意图一；
图2为本实用新型实施例提供的非等间距螺旋管相变蓄热器结构示意图二。
具体实施方式
下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，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，都属于本实用新型的保护范围。
下面将结合附图对本实用新型实施例作进一步地详细描述。
实施例一
如图1所示，一种非等间距螺旋管相变蓄热器，包括蓄热器壳体1与螺旋换热管2，螺旋换热管2设于蓄热器壳体1内，螺旋换热管2的进口管3与出口管4穿出蓄热器壳体1；换热流体由进口管3进入到螺旋换热管2下端并由上端通过出口管4流出进行换热；蓄热器壳体1内填充相变蓄热材料5
相变蓄热材料5采用任何现有的相变蓄热材料均可以，如可以是水、水合盐、石蜡、脂肪酸、硝酸盐等”；
所述的进口管3设于蓄热器壳体1上端面，在蓄热器壳体1内通过一直管6由上至下伸到下方与螺旋换热管2下端连接；出口管4设于蓄热器壳体1上端面，与旋换热管2上端连接。所述的螺旋换热管2的螺旋直径等于蓄热器壳体1内径的3/5。本例中，所述的螺旋换热管2的螺距不等距，螺距由下到上逐渐变小，也就是在换热流体流动方向螺距逐渐变小。螺距与沿程传热温差成正比，可自行调节间距，具体的计算可参考后文的描述。另外，在尺寸较小后较大的弯度部分，由于直接进行弯管机械加工难度大，可采用定制的直角弯头进行焊接处理。然后将螺旋换热管2通过卡扣等标准件固定在蓄热器壳体1的上盖上。最后将其整体放入蓄热器壳体1中即完成了整套蓄热器的安装。
供热过程，换热流体为供热流体，供热流体经由进口管3进入直管6后流过螺旋换热管2后由出口管4流出整个蓄热器。供热流体与蓄热器壳体1内的相变蓄热材料5进行充分的换热，相变蓄热材料5通过相变等过程将热量进行储存。
取热过程，换热流体为取热流体，取热流体经由进口管3进入直管6后流过螺旋换热管2后由出口管4流出整个蓄热器。取热流体与蓄热器壳体1内的相变蓄热材料5进行充分的换热，相变蓄热材料5通过相变等过程将热量传递给取热流体。
整个过程应使用保温材料对整个蓄热器进行保温处理，以是的保温蓄热效果更好。
实施例二
如图2所示，一种非等间距螺旋管相变蓄热器，包括蓄热器壳体1与螺旋换热管2，螺旋换热管2设于蓄热器壳体1内，螺旋换热管2的进口管3与出口管4穿出蓄热器壳体1；换热流体由进口管3进入到螺旋换热管2下端并由上端通过出口管4流出进行换热；蓄热器壳体1内填充相变蓄热材料5
相变蓄热材料5采用任何现有的相变蓄热材料均可以，如可以是水、水合盐、石蜡、脂肪酸、硝酸盐等”；
所述的进口管3设于蓄热器壳体1下端面，与螺旋换热管2下端连接；出口管4设于蓄热器壳体1上端面，与旋换热管2上端连接。所述的螺旋换热管2的螺旋直径等于蓄热器壳体1内径的3/5。本例中，所述的螺旋换热管2的螺距不等距，螺距由下到上逐渐变小，也就是在换热流体流动方向螺距逐渐变小。螺距与沿程传热温差成正比，可自行调节间距，具体的计算可参考后文的描述。另外，在尺寸较小后较大的弯度部分，由于直接进行弯管机械加工难度大，可采用定制的直角弯头进行焊接处理。然后将螺旋换热管2通过卡扣等标准件固定在蓄热器壳体1的上盖上。最后将其整体放入蓄热器壳体1中即完成了整套蓄热器的安装。
供热过程，换热流体为供热流体，供热流体经由进口管3进入并流过螺旋换热管2后由出口管4流出整个蓄热器。供热流体与蓄热器壳体1内的相变蓄热材料5进行充分的换热，相变蓄热材料5通过相变等过程将热量进行储存。
取热过程，换热流体为取热流体，取热流体经由进口管3进入并流过螺旋换热管2后由出口管4流出整个蓄热器。取热流体与蓄热器壳体1内的相变蓄热材料5进行充分的换热，相变蓄热材料5通过相变等过程将热量传递给取热流体。
整个过程应使用保温材料对整个蓄热器进行保温处理，以是的保温蓄热效果更好。
上述两例中，螺旋换热管2的换面积由整个蓄热器的所需要的蓄热功率决定：
UAΔTm＝Q′＝P
U，蓄热装置整体的换热系数
A，换热管的面积
ΔTm，对数温差
Q′，换热功率
P，需求的蓄热功率
螺旋换热管2的螺旋直径约为蓄热器壳体1内径的3/5左右，螺旋圈数由换热面积推算出。如果是均匀间距的螺旋管，在蓄热过程中由于换热流体在进口处温度高，出口处温度低，也就是进口处温差大，出口处温差小。所以相同换热面积下，换热功率由进口向出口方向逐渐减小。
为使得整体换热尽量趋于同一水平，本例通过改变螺距从而改变其换热面积来使整个换热过程趋于一致。由于温差ΔTm减小导致换热速率Q′减小从而降低减小温差ΔTm的速率，所以为了与之匹配换热面积A应有所增大且与温差成反比，即沿换热流体流动方向螺旋间距与传热温差成正比不断减小。采用非等间距螺旋换热管使得整个蓄热装置换热更加均匀，更加高效。
较之传统的等间距螺旋管换热器，非等间距结构能够改善蓄热器温度场分布不均匀的问题，提高了蓄热器的蓄热/释热功率。简单的结构使得其在具体的使用过程中更加的方便可行。更加均匀的温度分布对蓄热材料的损害更小，有利于蓄热材料的重复利用。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (4)
1.一种非等间距螺旋管相变蓄热器，包括蓄热器壳体(1)与螺旋换热管(2)，螺旋换热管(2)设于蓄热器壳体(1)内，螺旋换热管(2)的进口管(3)与出口管(4)穿出蓄热器壳体(1)；换热流体由进口管(3)进入到螺旋换热管(2)下端并由上端通过出口管(4)流出进行换热；蓄热器壳体(1)内填充相变蓄热材料(5)；其特征在于，所述的螺旋换热管(2)的螺距不等距，螺距沿换热流体流动方向由下到上逐渐变小。
2.根据权利要求1所述的非等间距螺旋管相变蓄热器，其特征在于，所述的螺旋换热管(2)的螺旋直径等于蓄热器壳体(1)内径的3/5。
3.根据权利要求1或2所述的非等间距螺旋管相变蓄热器，其特征在于，所述的进口管(3)设于蓄热器壳体(1)上端面，在蓄热器壳体(1)内通过一直管(6)由上至下伸到下方与螺旋换热管(2)下端连接；出口管(4)设于蓄热器壳体(1)上端面，与旋换热管(2)上端连接。
4.根据权利要求1或2所述的非等间距螺旋管相变蓄热器，其特征在于，所述的进口管(3)设于蓄热器壳体(1)下端面，与螺旋换热管(2)下端连接；出口管(4)设于蓄热器壳体(1)上端面，与旋换热管(2)上端连接。
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Cited By (6)
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|---|---|---|---|---|
| CN108151568A (zh) * | 2017-11-21 | 2018-06-12 | 浙江大学 | 一种组合式相变蓄热器 |
| CN108518865A (zh) * | 2018-04-02 | 2018-09-11 | 瀚莎热力科技有限公司 | 一种冷凝式燃气壁挂炉换热器 |
| CN110285693A (zh) * | 2019-07-06 | 2019-09-27 | 郑州大学 | 变螺距绕管式换热器 |
| CN112683096A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-04-20 | 思安新能源股份有限公司 | 一种螺旋盘管式相变储热装置 |
| CN112755854A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-05-07 | 中工武大设计研究有限公司 | 一种螺旋管式混肥系统 |
| CN113154926A (zh) * | 2020-10-26 | 2021-07-23 | 青岛欧适能新能源装备科技有限公司 | 换热用变曲率螺旋管及换热器 |
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108151568A (zh) * | 2017-11-21 | 2018-06-12 | 浙江大学 | 一种组合式相变蓄热器 |
| CN108151568B (zh) * | 2017-11-21 | 2019-11-26 | 浙江大学 | 一种组合式相变蓄热器 |
| CN108518865A (zh) * | 2018-04-02 | 2018-09-11 | 瀚莎热力科技有限公司 | 一种冷凝式燃气壁挂炉换热器 |
| CN110285693A (zh) * | 2019-07-06 | 2019-09-27 | 郑州大学 | 变螺距绕管式换热器 |
| CN113154926A (zh) * | 2020-10-26 | 2021-07-23 | 青岛欧适能新能源装备科技有限公司 | 换热用变曲率螺旋管及换热器 |
| CN112755854A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-05-07 | 中工武大设计研究有限公司 | 一种螺旋管式混肥系统 |
| CN112755854B (zh) * | 2020-12-10 | 2022-09-30 | 中工武大设计研究有限公司 | 一种螺旋管式混肥系统 |
| CN112683096A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-04-20 | 思安新能源股份有限公司 | 一种螺旋盘管式相变储热装置 |
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