[發明專利]一種相變材料專用換熱器

有效

• 申請號: 202110689456.3
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113295035B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 殷士海;陳小元;胡順彩
• 申請（專利權）人: 殷士海
• 主分類號: F28D20/02
• 分類號: F28D20/02;F28F21/08
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理有限公司 11562
• 代理人: 張雪

本發明公開一種相變材料專用換熱器，包括第一管道，第二管道，若干根第三管道和蹼片，第二管道套設在第一管道內，若干根第三管道套設在第二管道內，蹼片分別連接第二管道與第三管道，第一管道與第二管道之間以及第三管道內流通有作為熱量攜帶介質的第一流體，第二管道與第三管道之間流通有作為換熱介質的第二流體。本發明結構簡單，換熱效率高，能源利用率高，不僅可用于相變材料的能量儲存與釋放，還可滿足其他導熱性能較差流體的換熱需求，應用范圍較廣。

技術領域

本發明涉及強化換熱領域，特別是涉及一種相變材料專用換熱器。

背景技術

能源是維持人們日常生產生活的重要支柱，隨著科技的不斷發展，各國每年都需要消耗大量的能源來維持人們的需求。為了降低能源的消耗，節能減排也已成為各行各業的研究重點，通過儲存過剩能源來補充能源需求得到了人們的廣泛重視。

相變材料儲能技術可利用相變材料的物態轉變進行能量的儲存與釋放，具有儲能密度大、溫度近似恒定等優點，是一種具有巨大發展前景的儲能材料。隨著相變材料研究的不斷深入，與之相關的換熱方案也需要不斷改進。但是，相變材料的導熱性普遍較差，換熱時間較長，應用相變材料儲能技術的能量儲存與釋放所需時間較長，換熱功率較低仍是這一材料不能廣泛應用于日常生產生活的一大難點。因此，強化傳熱技術，降低相變材料儲能時間對提高換熱效率有重要意義。

換熱器作為流體間能量交換的常見設備，具有較高的換熱效率，被廣泛應用于各種換熱過程中。對于使用相變材料作為換熱流體的換熱器，需要進一步強化換熱器的換熱功率，，現有技術中，增加換熱器的換熱功率一般采用多級聯儲熱的方式，或在相變材料中添加高導熱系數的材料等方法來強化換熱以及增大換熱面積。然而，多級聯儲熱設備需要更多投資成本建造更大的換熱設備，造價較高；在相變材料中添加高導熱系數的材料(如高導熱性納米粒子)可切實提高相變材料的導熱性，但高導熱性的材料也會影響相變材料的相變性能，添加了高導熱性納米粒子的相變材料的相變溫度可能也會發生變化，因此這一強化換熱技術仍不成熟，還需進一步進行研究；而增大換熱面積是使用最普遍，也是最簡單的強化換熱方法，通過添加翅片，或調整換熱器的幾何形狀就可以增大換熱器的有效換熱面積。在換熱設備的使用過程中，換熱器的內壁所積累的污垢會降低換熱器的傳熱效率，而對于添加了翅片的換熱器，由于翅片的排列較為緊密，其污垢清理較為費勁，需耗費更多人工清理費用。

發明內容

本發明的目的是提供一種相變材料專用換熱器，以解決上述現有技術存在的問題。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：本發明提供一種相變材料專用換熱器，包括第一管道，第二管道，若干根第三管道和蹼片；

所述第二管道套設在所述第一管道內，若干根所述第三管道套設在所述第二管道內；

所述蹼片分別連接所述第二管道與第三管道；

所述第一管道與第二管道之間以及第三管道內流通有作為熱量攜帶介質的第一流體，所述第二管道與所述第三管道之間流通有作為換熱介質的第二流體。

優選的，所述蹼片包括第一蹼片和第二蹼片，所述第一蹼片和所述第二蹼片的兩端與所述第二管道的內壁固接；所述第三管道外壁與所述第一蹼片之間連接有分支蹼片。

優選的，所述第一蹼片與所述第二蹼片相互垂直；任意相鄰的所述第三管道相對于所述第一蹼片對稱設置，任意相鄰的所述第三管道相對于所述第二蹼片對稱設置；所述第一蹼片和所述第二蹼片上分別開設有用于連通兩側的連通孔。

優選的，所述第一流體為導熱流體，所述第二流體為相變材料。

優選的，所述相變材料為液氣相變材料。

優選的，所述第一管道的材質為隔熱材料。

優選的，所述第二管道和所述第三管道的材料為高導熱材料。

優選的，所述蹼片的材料為高導熱材料。