[發明專利]一種雙流道儲能換熱器

在審

• 申請號: 201810168030.1
• 申請日: 2018-02-28
• 公開（公告）號: CN108398038A
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發明（設計）人: 張正國;林文珠;方曉明
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: F28D7/16
• 分類號: F28D7/16;F28D20/02
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;黃海波

本發明公開了一種雙流道儲能換熱器，包括管殼式換熱器，所述的管殼式換熱器包括內設有若干折流隔板的殼體、通過法蘭連接設置在所述殼體上下端的管箱、排列設置在所述殼體內且與上下端的管箱連通的若干換熱管，所述的換熱管外套有環形套管，所述環形套管內孔與所述的換熱管外壁之間的間隙中密封地填充有相變儲能材料。相比傳統管殼式換熱器具有更高儲能能力，能夠有效解決能量在時間上分配不均勻問題。雙流道設計相比單流道儲能換熱器具有更靈活的操作性，且雙流道可以滿足系統同時進行儲能放熱操作，適宜用于工業余熱回收，太陽能熱儲存，結合峰谷電制熱的熱泵熱水器等領域。

技術領域

本發明涉及一種雙流道儲能換熱器，用于熱能的儲存及再利用，屬于節能環保領域。

技術背景

近幾十年來，隨著經濟的不斷增長，資源消耗量不斷增大，節約能源和環境保護也得到不斷的重視。對能源利用率的提高以及可再生能源的應用提出了更高的要求。因此，儲能裝置的發展受到人們廣泛的關注。儲能裝置能夠解決能量在時間上分布不均勻的問題，平衡能量與用戶需求量不一致的情況。因此，迫切需要設計開發出穩定性強，利用率高，儲熱密度大的儲能系統。

相變儲能材料在相變過程中能夠吸收釋放大量能量，具有高潛熱密度，是一種良好的儲能材料。且相變儲能材料溫度范圍廣，根據具體條件可選擇不同相變溫度材料，適用領域廣。管殼式換熱器作為化工工程中應用最廣的換熱器，具有結構堅固，適應性強，能夠利用回收熱能等優點。將相變儲能材料與傳統管殼式換熱器相結合，形成一種新型的儲能換熱器。這種儲能換熱器能夠有效儲存能量及回收熱能，有效解決能量在時間上分配不均勻的問題，提高能源利用率。可應用于熱泵熱水器水箱中，利用低谷電加熱儲存能量于相變儲能材料中，峰谷電時從相變儲能材料中釋放能量用于生活用水。或用于太陽能熱水器中，有效解決太陽能能量密度較低且在時間上分配不均勻的問題。

傳統儲能換熱器多為單流道配置，儲能材料填充于管程或殼程中，工作流體流經同一流道對相變儲能材料進行加熱冷卻。操作彈性小且由于流體域中滯留的工作流體，造成系統蓄放熱效率降低。

發明內容

本發明的目的在于提供一種儲能密度大，操作靈便，穩定性好的雙流道儲能換熱器。

本發明通過如下技術方案實現：

一種雙流道儲能換熱器，包括管殼式換熱器，所述的管殼式換熱器包括內設有若干折流隔板的殼體、通過法蘭連接設置在所述殼體上下端的管箱、排列設置在所述殼體內且與上下端的管箱連通的若干換熱管，所述的換熱管外套有環形套管，所述環形套管內孔與所述的換熱管外壁之間的間隙中密封地填充有相變儲能材料。

進一步地，所述的相變儲能材料包括石蠟、鋇鹽或膨脹石墨復合相變材料。

進一步地，所述的折流隔板為弓形隔板。

進一步地，所述的折流隔板為螺旋隔板。

進一步地，所述的換熱管的排布方式為正三角形排列。

進一步地，所述殼體兩端設置有管板，所述管板與管箱之間還設置有用于固定環形套管與換熱管相對位置及密封所述環形套管端口的假管板，所述管板對應的分布有若干與環形套管相匹配的圓孔，所述假管板上對應的分布有若干與換熱管相匹配的圓孔。

進一步地，當所述的相變儲能材料采用鋇鹽時，所述的換熱管、假管板、環形套管的材料為紫銅。

進一步地，當所述的相變儲能材料采用石蠟或膨脹石墨復合相變材料時，所述的換熱管、假管板、環形套管的材料為不銹鋼。

進一步地，所述殼體的外壁面外加設有保溫棉進行保溫。

進一步地，位于上端的管箱內設置有管程分程隔板，所述殼體的外壁底部及下端的管箱底部分別設置有殼程排水孔及管程排水孔。

相比現有技術，本發明具有以下有益效果：