一种基于复合相变储热材料层的高效储热换热装置制造方法及图纸

一种基于复合相变储热材料层的高效储热换热装置，属于能源利用设备技术领域。包括储热室箱体、储热材料封装管以及复合相变储热材料层，储热室箱体内充满有高温流体，储热材料封装管固定在储热室箱体的内部型腔中并沿储热室箱体的长度方向延伸，储热材料封装管包括内管和套设在内管外的外管，内管为低温流体通道，外管的管壁与储热室箱体内的高温流体接触，复合相变储热材料层由多个储热材料模块拼接而成，多个储热材料模块填充并封装在由内管的外侧壁和外管的内侧壁围隔成的空间内。优点：复合相变储热材料采用模块化的结构，便于安装；复合相变储热材料和传热介质隔离，复合相变储热材料的使用寿命长。

High efficiency heat storage and heat exchange device based on composite phase-change heat storage material layer

The utility model relates to an efficient heat storage and heat exchange device based on a composite phase-change heat storage material layer, which belongs to the technical field of energy utilization equipment. Including the heat storage chamber box, heat storage material package tube and composite phase-change material layer, a heat storage chamber box body is filled with high temperature fluid, heat storage material packaging tube along the length direction of the heat storage box inner cavity is fixed in the heat storage room box and extension package thermal storage material comprises an inner tube tube sleeved outside the inner tube and the outer tube, the inner tube is a low temperature fluid channel, pipe wall and the heat storage chamber box high temperature fluid contact the outer pipe, composite phase-change material layer is formed of a plurality of heat storage material module splicing, a plurality of heat storage material filling module and encapsulated in an inner tube the lateral wall and the outer tube inner wall enclosure into space. The utility model has the advantages that the composite phase change heat storage material adopts a modular structure and is easy to install; the composite phase change heat storage material is separated from the heat transfer medium, and the service life of the composite phase-change heat storage material is long.

【技术实现步骤摘要】
一种基于复合相变储热材料层的高效储热换热装置
本专利技术属于能源利用设备
，具体涉及一种基于复合相变储热材料层的高效储热换热装置，可应用于太阳能热发电储热系统、弃风电储热供热系统等新能源领域及高温烟气余热回收利用领域。
技术介绍
随着各发达国家工业化进程的不断推进以及规模经济的不断扩大，自然资源特别是能源资源大量消耗，由此所带来的能源危机及所产生的环境污染问题，使人们逐渐开始重视如何能够有效提高能源的利用效率以及开发具有高效、节能、可再生新能源。其中，提高一次化石能源的利用效率，大力开发风能、太阳能、地热能等新能源成为人们解决能源问题的重要方法，而储热技术是保证新能源稳定输出的关键，是提高一次化石能源利用效率的有效途径。目前国内外已有不少相关储热换热系统的专利，但很多使用效果都不太理想。如中国技术专利授权公告号CN202304521U介绍的“一种固体储热装置”，其采用固体储热材料，运行安全，然而储热密度低；又如中国技术专利授权公告号CN202928422U提及的“熔盐储热装置”，相变材料直接采用熔融盐，具有极强的腐蚀性，且导热系数太低；再如中国技术专利授权公告号CN201895861U推荐的“一种含相变材料的储热装置及使用该储热装置制成的保温系统”，采用有机相变材料，只能满足低温储热需求。还有中国专利技术专利申请公布号CN102252545A介绍的“一种应用于太阳能空调的熔融盐相变蓄热装置”，在采用的储热材料中加入石墨以增加导热系数，使热交换过程充分、可逆，换热效率高，并且将储热材料封装在固定的不锈钢管内，确保储热系统的安全可靠性，但是，它储热材料的制备过于简单，未采用模块化。鉴于上述已有技术，有必要对现有储热换热装置的结构加以改进，为此，本申请人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种换热效率高、安全可靠且使用寿命长的基于复合相变储热材料层的高效储热换热装置。本专利技术的目的是这样来达到的，一种基于复合相变储热材料层的高效储热换热装置，其特征在于：包括储热室箱体、储热材料封装管以及复合相变储热材料层，所述的储热室箱体内充满有高温流体，储热室箱体在长度方向的一端开设高温流体入口，并在该端的底部位置开设低温流体出口，储热室箱体在长度方向的另一端开设高温流体出口，并在该端的底部位置开设低温流体入口，所述的储热材料封装管固定在储热室箱体的内部型腔中并沿储热室箱体的长度方向延伸，储热材料封装管为同心圆管，包括内管和套设在内管外的外管，所述的内管为低温流体通道，其一端从低温流体入口探出至储热室箱体外，而另一端从低温流体出口探出至储热室箱体外，外管的管壁与储热室箱体内的高温流体接触，所述的复合相变储热材料层由多个储热材料模块拼接而成，多个储热材料模块填充并封装在由内管的外侧壁和外管的内侧壁围隔成的空间内。在本专利技术的一个具体的实施例中，所述的储热材料封装管有多根，且沿所述的储热室箱体的宽度方向间隔排布。在本专利技术的另一个具体的实施例中，所述的储热材料封装管呈S形弯曲或波浪形弯曲。在本专利技术的又一个具体的实施例中，所述的储热材料模块的横截面形状呈扇形状，多个储热材料模块合并后拼接成一圆环。在本专利技术的再一个具体的实施例中，所述的储热材料模块为无机盐/无机非金属材料/石墨复合模块，其中，无机盐为碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐、硫酸盐中的一种或多种，无机非金属材料为MgO、SiO、AlO中的一种。在本专利技术的还有一个具体的实施例中，所述的储热室箱体的内侧壁或外侧壁上设有保温层。在本专利技术的更而一个具体的实施例中，所述的保温层为陶瓷纤维，所述的陶瓷纤维的厚度介于～mm之间。在本专利技术的进而一个具体的实施例中，所述的高温流体为烟气、氮气、氩气、导热油中的任意一种；所述的低温流体为空气、氮气、氩气、导热油中的任意一种。在本专利技术的又更而一个具体的实施例中，在所述的储热材料封装管为不锈钢管。在本专利技术的又进而一个具体的实施例中，所述的储热室箱体为碳钢箱体或不锈钢箱体。本专利技术由于采用了上述结构，与现有技术相比，具有的有益效果是：所述的复合相变储热材料采用模块化的结构，便于安装；通过高温流体和低温流体两种传热介质与复合相变储热材料进行换热，换热效率高且换热充分；复合相变储热材料和传热介质隔离，复合相变储热材料的使用寿命长。附图说明图1为本专利技术的剖视图。图2为本专利技术的内部结构俯视图。图3为本专利技术所述的储热材料封装管的排布示意图。图4为本专利技术所述的复合相变储热材料的结构示意图。图中：1.储热室箱体、11.高温流体入口、12.低温流体出口、13.高温流体出口、14.低温流体入口；2.储热材料封装管、21.内管、22.外管；3.复合相变储热材料层、31.储热材料模块；4.保温层。具体实施方式为了使公众能充分了解本专利技术的技术实质和有益效果，申请人将在下面结合附图对本专利技术的具体实施方式详细描述，但申请人对实施例的描述不是对技术方案的限制，任何依据本专利技术构思作形式而非实质的变化都应当视为本专利技术的保护范围。请参阅图1和图2，本专利技术涉及一种基于复合相变储热材料层的高效储热换热装置，包括储热室箱体1、储热材料封装管2以及复合相变储热材料层3。所述的储热室箱体1内充满有高温流体，所述的高温流体可以为热源端的工业高温烟气以及太阳能热发电聚光热形成的高温空气、高温氮气、高温氩气、高温导热油等。储热室箱体1在长度方向的一端开设高温流体入口11，并在该端的底部位置开设低温流体出口12，储热室箱体1在长度方向的另一端开设高温流体出口13，并在该端的底部位置开设低温流体入口14。储热室箱体1优选为碳钢箱体或不锈钢箱体，并且在内侧壁或外侧壁上设有保温层4。当高温流体为气体时，储热室箱体1采用普通碳钢，保温层4设置在内侧壁上，当高温流体为低于400℃的液体时，储热室箱体1采用304不锈钢，保温层4设置在外侧壁上。在本实施例中，所述的保温层4为陶瓷纤维，所述的陶瓷纤维的厚度介于35～45mm之间。请继续参阅图1和图2，并结合图3，所述的储热材料封装管2有多根，固定在储热室箱体1的内部型腔中且沿所述的储热室箱体1的宽度方向间隔排布。各储热材料封装管2沿储热室箱体1的长度方向呈S形弯曲或波浪形弯曲进行延伸。具体的，储热材料封装管2是由耐高温、耐腐蚀的不锈钢制成的同心圆管，包括内管21和套设在内管21外的外管22。当使用温度高于600℃时，该储热材料封装管2选择2520不锈钢，当温度低于600℃时储热材料封装管2选择304不锈钢。所述的内管21为低温流体通道，所述的低温流体为空气、氮气、氩气、导热油中的任意一种。内管21的一端从低温流体入口14探出至储热室箱体1外，而另一端从低温流体出口12探出至储热室箱体1外。所述的低温流体入口14和低温流体出口12的数量分别与储热材料封装管2的数量相同。外管22的管壁与储热室箱体1内的高温流体接触，进行换热。请参阅图4，所述的复合相变储热材料层3由多个储热材料模块31拼接而成，所述的储热材料模块31的横截面形状呈扇形状，多个储热材料模块31合并后拼接成一圆环，在本实施例中，由四个储热材料模块31构成一圆环。多个储热材料模块31填充并封装在由内管21的外侧壁和外管22的内侧壁围隔成的空间内本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于复合相变储热材料层的高效储热换热装置，其特征在于：包括储热室箱体(1)、储热材料封装管(2)以及复合相变储热材料层(3)，所述的储热室箱体(1)内充满有高温流体，储热室箱体(1)在长度方向的一端开设高温流体入口(11)，并在该端的底部位置开设低温流体出口(12)，储热室箱体(1)在长度方向的另一端开设高温流体出口(13)，并在该端的底部位置开设低温流体入口(14)，所述的储热材料封装管(2)固定在储热室箱体(1)的内部型腔中并沿储热室箱体(1)的长度方向延伸，储热材料封装管(2)为同心圆管，包括内管(21)和套设在内管(21)外的外管(22)，所述的内管(21)为低温流体通道，其一端从低温流体入口(14)探出至储热室箱体(1)外，而另一端从低温流体出口(12)探出至储热室箱体(1)外，外管(22)的管壁与储热室箱体(1)内的高温流体接触，所述的复合相变储热材料层(3)由多个储热材料模块(31)拼接而成，多个储热材料模块(31)填充并封装在由内管(21)的外侧壁和外管(22)的内侧壁围隔成的空间内。

【技术特征摘要】
1.一种基于复合相变储热材料层的高效储热换热装置，其特征在于：包括储热室箱体(1)、储热材料封装管(2)以及复合相变储热材料层(3)，所述的储热室箱体(1)内充满有高温流体，储热室箱体(1)在长度方向的一端开设高温流体入口(11)，并在该端的底部位置开设低温流体出口(12)，储热室箱体(1)在长度方向的另一端开设高温流体出口(13)，并在该端的底部位置开设低温流体入口(14)，所述的储热材料封装管(2)固定在储热室箱体(1)的内部型腔中并沿储热室箱体(1)的长度方向延伸，储热材料封装管(2)为同心圆管，包括内管(21)和套设在内管(21)外的外管(22)，所述的内管(21)为低温流体通道，其一端从低温流体入口(14)探出至储热室箱体(1)外，而另一端从低温流体出口(12)探出至储热室箱体(1)外，外管(22)的管壁与储热室箱体(1)内的高温流体接触，所述的复合相变储热材料层(3)由多个储热材料模块(31)拼接而成，多个储热材料模块(31)填充并封装在由内管(21)的外侧壁和外管(22)的内侧壁围隔成的空间内。2.根据权利要求1所述的一种基于复合相变储热材料层的高效储热换热装置，其特征在于所述的储热材料封装管(2)有多根，且沿所述的储热室箱体(1)的宽度方向间隔排布。3.根据权利要求1所述的一种基于复合相变储热材料层的高效储热换热装置，其特征在于所述的储热材料封装管(...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁玉龙，陶保国，冷光辉，丁玉峰，陈久良，
申请(专利权)人：常熟喷嘴厂有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32