CN108225080A - 一种蛇管蓄热换热器 - Google Patents
一种蛇管蓄热换热器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108225080A CN108225080A CN201810094242.XA CN201810094242A CN108225080A CN 108225080 A CN108225080 A CN 108225080A CN 201810094242 A CN201810094242 A CN 201810094242A CN 108225080 A CN108225080 A CN 108225080A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- flow tube
- equalizer flow
- housing
- equalizer
- heat exchanger
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
- F28D20/02—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
- F28D20/021—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat the latent heat storage material and the heat-exchanging means being enclosed in one container
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
本发明公开了一种蛇管蓄热换热器，包括壳体、第一均流管、第二均流管、输出管、输入管和多张储热板，第一均流管和第二均流管分别安装于壳体的两端，第一均流管和第二均流管之间设有蛇形排管，此蛇形排管的一端连接于相应的第一均流管，蛇形排管的另一端连接于相应的第二均流管，储热板的侧面与蛇形排管相贴紧；第一均流管与输出管相连通，输出管的出口伸出壳体的上面；第二均流管与输入管的相连通，输入管的出口伸出壳体的下面；壳体一端的上面设有与壳体的内腔相通的热流输出口，壳体另一端的下面设有与壳体的内腔相通的热流输入口。本发明的结构紧凑承压能力大，节省了金属耗量，且延长了冷热流体接触面积和接触时间，提高了换热效果。
Description
技术领域
本发明涉及换热器技术领域，具体涉及一种蛇管蓄热换热器。
背景技术
能源作为人类社会前进发展的动力，与世界各国经济、政治乃至军事密切相关。在过去的一个多世纪里，工业革命为人类社会带来了巨大的进步，但与此同时也消耗了地球大量的不可再生能源。
中国的能源资源总量比较丰富，但是人均常规资源占有量相对不足，尤其是石油和天然气资源严重缺乏，人均占有量远远低于世界平均水平，能源已成为限制我国经济和社会可持续发展的重要因素之一。
储能技术对解决能源短缺问题有着至关重要的作用，目前研究开发较为广泛的储能技术主要集中在热能储存和电能储存方面。例如太阳能高温储能、工业废热和余热回收、空调节能等多个领域。储热技术按照材料储热方式的不同主要分三大类，分别为显热储热、化学储热和潜热储热。其中，相变储能技术作为热能储存技术中的一种新兴技术，可有效克服风能、太阳能、地热能等新型能源和工业余热废热等因间歇性、能级跨度大、分散性导致的空间与时间上不匹配的问题。相变材料储热密度相对较高,储放热过程中储热材料温度保持不变,利用相变材料进行太阳能集热储热,可大大减少储热设备体积，***结构更紧凑、布置灵活、运行费用降低。
目前提高换热器相变换热效率主要通过增加换热面积、添加导热材料以及相变储能材料组合等方式，一些新型相变储能换热设备相继出现,并逐渐得到广泛应用。
中国专利CN103900404A公布了一种供热稳定的板式相变蓄热换热器，在换热管或者换热板的一侧填充相变材料,另一侧作为换热流体的通道,使得储热流体和取热流体交替流过相同的管路或异形流道。中国专利CN102829661A公开了一种分级相变蓄热装置,该装置的蓄热管由内管和外管组成套管式，中间通过翅片支撑，翅片分割的空间内填充相变蓄热材料。目前，已有的相变储能装置存在着取热侧承压能力低，换热面积小，结构复杂以及介质和工艺适应性不强等不足。
发明内容
本发明的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种蛇管蓄热换热器。此蛇管蓄热换热器结构简单、紧凑，承压能力强，且换热效果好。
本发明的目的通过以下的技术方案实现：本蛇管蓄热换热器，包括壳体、多条两端封闭的第一均流管、与第一均流管数量相同的且两端封闭的第二均流管、输出管、输入管和多张储热板，第一均流管和第二均流管分别安装于壳体的两端，且多条第一均流管自上而下均匀分布，多条第二均流管自上而下均匀分布，位于同一高度的第一均流管和第二均流管之间设有蛇形排管，此蛇形排管的一端连接于相应的第一均流管，蛇形排管的另一端连接于相应的第二均流管，所述储热板的侧面与蛇形排管相贴紧；多条第一均流管均与输出管相连通，且所述输出管的出口伸出壳体的上面；多条第二均流管均与输入管相连通，且所述输入管的出口伸出壳体的下面；所述壳体一端的上面设有与壳体的内腔相通的热流输出口，所述壳体另一端的下面设有与壳体的内腔相通的热流输入口。
优选的，所述储热板与蛇形排管相贴紧的侧面设有凹槽，所述蛇形排管嵌入凹槽内。
优选的，所述凹槽的截面呈梯形。
优选的，所述第一均流管通过第一直角挡板安装于壳体的一端，所述第二均流管通过第二直角挡板安装于壳体的另一端。
优选的，所述壳体为双层钢制结构，壳体的内层和外层之间填充有绝热材料。
优选的，所述第一均流管、第二均流管、输出管和输入管均采用黄铜制成。
优选的，所述储热板采用不锈钢制成，储热板具有容纳腔，此容纳腔填充有相变材料。
优选的，所述相变材料为碳酸熔盐。
本发明相对于现有技术具有如下的优点：
1、储能换热器结构稳定。现有的蓄能型换热器多为套管式结构，金属耗材大、占用空间大、换热效率难以提升。本发明采用蛇形排管结构分层布置，结构紧凑承压能力大，最大程度地节省了金属耗量。
2、换热面积大。蛇形排管与储热板的梯形紧贴焊接，增大了换热接触面积，强化传热的同时，提高了整体结构稳定性。
3、管程和壳程流体互不接触，三元换热。热流体可为气态介质、液态介质或气液混合介质，自下而上通过壳程；冷流体可为气态介质、液态介质或气液混合介质，自下而上通过管程，延长了冷热流体接触面积和接触时间，且形成的管程流体和壳程流体互不接触。热流体、冷流体以及相变储能材料三者间可同时进行热交换。
4、热能损失小。吸热器壳体为双层钢制空心结构，壳层间填充有绝热材料，降低了吸热器与外界空气的对流热损。
5、结构简单，可模块化制作及多台串联或并联使用。本发明外形结构规则，可根据实际换热规模对换热器尺寸进行调整。并且可以通过导管连接换热器的冷、热流体进、出口，实现多台换热器的串联或并联，以满足实际生产换热要求。
附图说明
图1是本发明的蛇管蓄热换热器的结构示意图。
图2是本发明的蛇管蓄热换热器的剖视图。
图3是本发明的壳体内的结构示意图。
图4是本发明的蛇形排管与第一均流管、第二均流管连接一起的结构示意图。
图5是本发明的位于最上方的储热板的结构示意图。
图6是本发明的位于最下方的储热板的结构示意图。
图7是本发明的位于中间的储热板的结构示意图。
图8是本发明的第一直角挡板的结构示意图。
图9是本发明的第二直角挡板的结构示意图。
其中，1为壳体，2为第一均流管，3为第二均流管，4为输出管，5为输入管，6为储热板，7为蛇形排管，8为热流输出口，9为热流输入口，10为凹槽，11为第一直角挡板，12为第二直角挡板，13为绝热材料，14为相变材料，15为通孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1至图4所示的蛇管蓄热换热器，包括壳体、多条两端封闭的第一均流管、与第一均流管数量相同的且两端封闭的第二均流管、输出管、输入管和多张储热板，第一均流管和第二均流管分别安装于壳体的两端，且多条第一均流管自上而下均匀分布，多条第二均流管自上而下均匀分布，位于同一高度的第一均流管和第二均流管之间设有蛇形排管，此蛇形排管的一端连接于相应的第一均流管，蛇形排管的另一端连接于相应的第二均流管，所述储热板的侧面与蛇形排管相贴紧；多条第一均流管均与输出管相连通，且所述输出管的出口伸出壳体的上面；多条第二均流管均与输入管相连通，且所述输入管的出口伸出壳体的下面；所述壳体一端的上面设有与壳体的内腔相通的热流输出口，所述壳体另一端的下面设有与壳体的内腔相通的热流输入口。
如图5至图7，所述储热板与蛇形排管相贴紧的侧面设有凹槽，所述蛇形排管嵌入凹槽内。所述凹槽的截面呈梯形。如图5所示，位于最上方的储热板的下面设有凹槽，如图6所示，位于最下方的储热板的上面设有凹槽，如图6所示，而位于中间的两张储热板的上面和下面均设有凹槽，蛇形排管嵌入凹槽，这增加蛇形排管与储热板之间的接触面，保证在蛇形排管内的冷流体可充分吸收储热板内的热量。而位于最上方和最下方的储热板通过焊接分别固定于壳体的上内壁和下内壁，位于中间的两张储热板与蛇形排管之间粘接，这保证了储热板安装的稳定性。同是为了保证安装的紧凑性，位于最上方和最下方的储热板的均设有通孔，两张储热板中的通孔分别被输出管和输入管穿过。
如图2、3、8和9所示，所述第一均流管通过第一直角挡板安装于壳体的一端，所述第二均流管通过第二直角挡板安装于壳体的另一端。第一直角挡板和第二直角挡板的结构相同，只是两者的安装位置及安装方向不一样。第一直角挡板和第二直角挡板分别保证了第一均流管和第二均流管安装的稳定性。为保证安装的紧凑性，第一直角挡板和第二直角挡板均设有被储热板和蛇形排管穿过的通孔。
所述壳体为双层钢制结构，壳体的内层和外层之间填充有绝热材料。此设置降低了吸热器与外界空气的对流热损，减少热能损失。
所述第一均流管、第二均流管、输出管和输入管均采用黄铜制成。黄铜具有良好的导热性能，保证了冷流体可快速从储热板中吸收热量。
所述储热板采用不锈钢制成，储热板具有容纳腔，此容纳腔填充有相变材料。所述相变材料为碳酸熔盐。此碳酸熔盐可采用K2CO3-Na2CO3、Li2CO3-Na2CO3-K2CO3以及Li2CO3-Na2CO3等中的任意一种。储热板采用不锈钢压制而成。在实际工作中，需要更换容纳腔内的相变材料时，打开储热板的重叠封口，倒掉容纳腔内旧的相变材料，再将新的相变材料从重叠封口灌装入容纳腔。
本蛇管蓄热换热器的具体工作过程为：
蛇管蓄热换热器具有主要由壳体的内腔、热流输出口和热流输入口构成的壳程，此壳程用于给热流体行进，即热流体从热流输入口进入壳体的内腔，然后再从热流输出口排出；同时蛇管蓄热换热器还具有主要由输入管、第二均流管、蛇形排管、第一均流管和输出管构成管程，冷流体从输入管进入，再次依次经过第二均流管、蛇形排管、第一均流管，然后通过输出管排出。热流体壳程流动时，同时冷流体在管程中流动，则热流体和冷流体之间进行热交换，完成热交换后，降温的热流体自热流输出口排出，而升温的冷流体从输出管排出。
在上述热流体和冷流体进行热交换的过程，热流体和冷流体不需要直接接触。热流体在壳程流动时，热流体的热能传递给储热板，热流体降温后从热流输出口排出；而冷流体在管程流动时，冷流体从储热板吸收热量，则冷流体升温后再由输出管排出。热流体和冷流体通过储热板实现间隙式对流换热，延长了换热时的接触面积及接触时间，提高了换热效果。
同时本蛇管蓄热换热器在使用过程中，可根据实际换热要求，通过导管连接各蛇管蓄热换热器的输出管、输入管、热流输出口和热流输入管，实现多台蛇管蓄热换热器串联或并联。
上述具体实施方式为本发明的优选实施例，并不能对本发明进行限定，其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种蛇管蓄热换热器，其特征在于：包括壳体、多条两端封闭的第一均流管、与第一均流管数量相同的且两端封闭的第二均流管、输出管、输入管和多张储热板，第一均流管和第二均流管分别安装于壳体的两端，且多条第一均流管自上而下均匀分布，多条第二均流管自上而下均匀分布，位于同一高度的第一均流管和第二均流管之间设有蛇形排管，此蛇形排管的一端连接于相应的第一均流管，蛇形排管的另一端连接于相应的第二均流管，所述储热板的侧面与蛇形排管相贴紧；多条第一均流管均与输出管相连通，且所述输出管的出口伸出壳体的上面；多条第二均流管均与输入管相连通，且所述输入管的出口伸出壳体的下面；所述壳体一端的上面设有与壳体的内腔相通的热流输出口，所述壳体另一端的下面设有与壳体的内腔相通的热流输入口。
2.根据权利要求1所述的蛇管蓄热换热器，其特征在于：所述储热板与蛇形排管相贴紧的侧面设有凹槽，所述蛇形排管嵌入凹槽内。
3.根据权利要求1所述的蛇管蓄热换热器，其特征在于：所述凹槽的截面呈梯形。
4.根据权利要求1所述的蛇管蓄热换热器，其特征在于：所述第一均流管通过第一直角挡板安装于壳体的一端，所述第二均流管通过第二直角挡板安装于壳体的另一端。
5.根据权利要求1所述的蛇管蓄热换热器，其特征在于：所述壳体为双层钢制结构，壳体的内层和外层之间填充有绝热材料。
6.根据权利要求1所述的蛇管蓄热换热器，其特征在于：所述第一均流管、第二均流管、输出管和输入管均采用黄铜制成。
7.根据权利要求1所述的蛇管蓄热换热器，其特征在于：所述储热板采用不锈钢制成，储热板具有容纳腔，此容纳腔填充有相变材料。
8.根据权利要求7所述的蛇管蓄热换热器，其特征在于：所述相变材料为碳酸熔盐。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810094242.XA CN108225080A (zh) | 2018-01-31 | 2018-01-31 | 一种蛇管蓄热换热器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810094242.XA CN108225080A (zh) | 2018-01-31 | 2018-01-31 | 一种蛇管蓄热换热器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108225080A true CN108225080A (zh) | 2018-06-29 |
Family
ID=62670307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810094242.XA Pending CN108225080A (zh) | 2018-01-31 | 2018-01-31 | 一种蛇管蓄热换热器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108225080A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110057227A (zh) * | 2019-05-20 | 2019-07-26 | 白守明 | 一种储能式换热器 |
| CN110207506A (zh) * | 2019-06-19 | 2019-09-06 | 中国船舶科学研究中心（中国船舶重工集团公司第七0二研究所） | 一种适用于多耐压壳体水下装备的换热器及其使用方法 |
| CN113028874A (zh) * | 2020-02-18 | 2021-06-25 | 强野机械科技(上海)有限公司 | 一种梯级相变储热器 |
| CN113237371A (zh) * | 2021-05-12 | 2021-08-10 | 中煤科工集团重庆研究院有限公司 | 瓦斯蓄热氧化熔盐储热模型装置 |
| CN113669947A (zh) * | 2020-05-13 | 2021-11-19 | 青岛海尔新能源电器有限公司 | 相变蓄热式热泵*** |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202973605U (zh) * | 2012-10-24 | 2013-06-05 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种相变储热装置以及太阳能加热*** |
| CN103148723A (zh) * | 2013-04-10 | 2013-06-12 | 南京工业大学 | 一种金属网基波纹管式相变蓄热装置 |
| CN103528122A (zh) * | 2013-10-18 | 2014-01-22 | 华电电力科学研究院 | 一种高效可移动式相变蓄热供热装置 |
| CN103591822A (zh) * | 2012-08-17 | 2014-02-19 | 深圳市联讯创新工场科技开发有限公司 | 一种太阳能储热*** |
| CN103940278A (zh) * | 2014-05-05 | 2014-07-23 | 山东省能源与环境研究院 | 一种水泥回转窑余热利用的单管束固体蓄热式换热器 |
| CN104713397A (zh) * | 2013-12-16 | 2015-06-17 | 北京兆阳光热技术有限公司 | 一种固体储热*** |
| CN105004053A (zh) * | 2015-07-17 | 2015-10-28 | 东南大学 | 一种采用镁铁砖封装熔盐的高温蓄热谷能利用装置 |
| CN205027185U (zh) * | 2015-08-09 | 2016-02-10 | 大连理工大学 | 相变蓄放热一体式换热器 |
| CN208000070U (zh) * | 2018-01-31 | 2018-10-23 | 华南理工大学 | 一种蛇管蓄热换热器 |
-
2018
- 2018-01-31 CN CN201810094242.XA patent/CN108225080A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103591822A (zh) * | 2012-08-17 | 2014-02-19 | 深圳市联讯创新工场科技开发有限公司 | 一种太阳能储热*** |
| CN202973605U (zh) * | 2012-10-24 | 2013-06-05 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种相变储热装置以及太阳能加热*** |
| CN103148723A (zh) * | 2013-04-10 | 2013-06-12 | 南京工业大学 | 一种金属网基波纹管式相变蓄热装置 |
| CN103528122A (zh) * | 2013-10-18 | 2014-01-22 | 华电电力科学研究院 | 一种高效可移动式相变蓄热供热装置 |
| CN104713397A (zh) * | 2013-12-16 | 2015-06-17 | 北京兆阳光热技术有限公司 | 一种固体储热*** |
| CN103940278A (zh) * | 2014-05-05 | 2014-07-23 | 山东省能源与环境研究院 | 一种水泥回转窑余热利用的单管束固体蓄热式换热器 |
| CN105004053A (zh) * | 2015-07-17 | 2015-10-28 | 东南大学 | 一种采用镁铁砖封装熔盐的高温蓄热谷能利用装置 |
| CN205027185U (zh) * | 2015-08-09 | 2016-02-10 | 大连理工大学 | 相变蓄放热一体式换热器 |
| CN208000070U (zh) * | 2018-01-31 | 2018-10-23 | 华南理工大学 | 一种蛇管蓄热换热器 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110057227A (zh) * | 2019-05-20 | 2019-07-26 | 白守明 | 一种储能式换热器 |
| CN110207506A (zh) * | 2019-06-19 | 2019-09-06 | 中国船舶科学研究中心（中国船舶重工集团公司第七0二研究所） | 一种适用于多耐压壳体水下装备的换热器及其使用方法 |
| CN113028874A (zh) * | 2020-02-18 | 2021-06-25 | 强野机械科技(上海)有限公司 | 一种梯级相变储热器 |
| CN113669947A (zh) * | 2020-05-13 | 2021-11-19 | 青岛海尔新能源电器有限公司 | 相变蓄热式热泵*** |
| CN113237371A (zh) * | 2021-05-12 | 2021-08-10 | 中煤科工集团重庆研究院有限公司 | 瓦斯蓄热氧化熔盐储热模型装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108225080A (zh) | 一种蛇管蓄热换热器 | |
| CN103954159B (zh) | 一种无管束余热利用的固体蓄热式换热器 | |
| CN107062972B (zh) | 一种扁管式相变蓄热装置 | |
| CN2606877Y (zh) | 双效相变蓄热式热管换热器 | |
| CN105043149A (zh) | 相变蓄放热一体式换热器 | |
| CN109654930A (zh) | 一种基于异型翅片的立式分层相变蓄热装置 | |
| CN208000070U (zh) | 一种蛇管蓄热换热器 | |
| CN100494862C (zh) | 热管蓄能器 | |
| CN104990128A (zh) | 一种相变储热式装置 | |
| CN111536818A (zh) | 一种蓄热换热器及控制pm25的新风*** | |
| CN104864756A (zh) | 采用渐变翅片的高温相变蓄热器 | |
| CN111306812A (zh) | 一种太阳能***、供热通风***及其建筑屋顶 | |
| CN103837027A (zh) | 一种可双向传热的微阵列热管气-液换热装置 | |
| CN110108044A (zh) | 一种太阳能光伏光热复合集热装置 | |
| CN103954160B (zh) | 一种双管束余热利用换热器 | |
| CN219454793U (zh) | 超导复合相变蓄热板式热水单元及热水装置 | |
| CN202254521U (zh) | 一种用于热泵热水器的微通道冷凝器 | |
| CN103925821B (zh) | 一种水泥回转窑余热利用的双管束分体蓄热换热器 | |
| CN206235197U (zh) | 换热器 | |
| CN109340867A (zh) | 一种基于相变蓄热装置的谷电储能*** | |
| CN103095184B (zh) | 废热利用温差发电管道装置 | |
| CN201615571U (zh) | 一种相变蓄热式冷凝热回收*** | |
| CN205752458U (zh) | 车用动力电池包换热结构 | |
| CN107062973A (zh) | 一种相变储热供热机组 | |
| CN105423577B (zh) | 级联式太阳能集热单罐相变蓄、放热装置及其使用方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |