一种相变蓄热换热器制造技术

本发明专利技术公开了一种相变蓄热换热器，包括方形箱体，在所述箱体内底壁上安装有加热底座，在所述的箱体内靠近顶壁安装有分水盘，一个集水盘设置在加热底座上；所述箱体侧壁上设置有换热流体进口管和换热流体出口管，分别接入所述分水盘和集水盘；加热管‑相变材料层安装在所述分水盘和集水盘之间；所述的加热管‑相变材料层包括内外间隔套装设置的多个环形体结构，相邻的两个环形体结构之间构成换热流体通道，在每个环形体结构内均填充有相变材料，所述相变材料内沿竖直方向设置加热管，所述加热管固定在加热底座上。本发明专利技术蓄热换热器紧密，空间占用小，换热面积大，蓄放热效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种相变蓄热换热器
本专利技术涉及相变蓄热换热器,尤其涉及一种电加热与热水加热相结合的相变蓄热换热器。
技术介绍
清洁可再生能源例如风能、太阳能等是用能大势所趋，但此类能源的使用却受限于波动性大、间歇性、不稳定、地域分布不均等缺点；近年我国城市生活、商业用电所占比重越来越大，供电系统已无法满足用电高峰时需求，低谷期电力又无法被合理利用，导致峰谷差所占的负荷比重近30％，高峰电供不应求，低谷电供大于求的现象越来越严重。一方面能源的输出存在不稳定性，另一方面人们对于用能的需求量在一天或一年当中也存在低谷期和高峰期。蓄能技术大力发展以求满足能源供给侧与需求侧的匹配，解决可再生能源的产能和用能在时间和空间上的不匹配问题，充分利用可再生能源，减小碳排放。蓄能技术能在电能输出量大于需求量时将其储存起来，而输出不满足需求时将储存的电能输出用以满足需求。高效合理的相变蓄热换热器能最大限度提高蓄能换热系统的热效率。现有的相变蓄热换热器大多为用介质热水加热相变材料类型。电加热为直接加热，比介质水加热效率更高，但不够节能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种蓄放热速度快、效率高、结构简单、容量大的电加热与热水加热结合的相变蓄热换热器。本专利技术技术方案如下：一种相变蓄热换热器，包括箱体，在所述的箱体的内壁上包覆有保温材料层，在所述箱体内底壁上安装有加热底座，在所述的箱体内靠近顶壁安装有托盘形结构分水盘，在所述的分水盘的底壁上开有多道水流通过槽，一根换热流体进口管穿过箱体侧壁以及分水盘的侧壁并与分水盘连通，一个盒形结构集水盘通过集水盘的底壁支撑设置在加热底座上，一根换热流体出口管穿过箱体侧壁以及集水盘的侧壁并与集水盘连通，所述的分水盘的侧壁以及集水盘的侧壁分别与箱体内壁固定相连，所述的换热流体进口管和换热流体出口管分别设置在箱体相对设置的两个侧壁上；加热管-相变材料层安装在集水盘和分水盘之间，所述的加热管-相变材料层的底部固定在集水盘顶壁上，所述的集水盘顶壁为镂空结构，所述的加热管-相变材料层包括内外间隔套装设置且横截面呈环形的多个环形体结构，相邻的两个环形体结构之间构成换热流体通道，在每个环形体结构内均填充有相变材料，在每个环形体结构的相变材料内均安装有一个温感探头，所述的温感探头分别通过控制线和温度显示器相连，在每个环形体结构的相变材料内沿竖直方向间隔插有多根加热管，所述的多根加热管顶部低于环形体结构顶壁且底部固定在加热底座上。与现有技术相比，本专利技术具有以下优势：主要针对电力系统削峰填谷以及“弃电”用于供暖，相比现有的相变蓄热换热器，本专利技术的电加热与热水加热结合的相变蓄热换热器具有结构简单、蓄热和换热效率高、容量大、成本低等优点。附图说明图1是本专利技术的相变蓄热换热器的立体图；图2-a是图1所示的换热器的主视图；图2-b是图1所示的换热器的俯视图；图3是图2-a的A-A剖面图；图4是图2-a的B-B剖面图；图5是图2-b的C-C剖面图；图6是图3所示的结构中的分水盘结构示意图；图7是图3所示的结构中的集水盘结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术加以详细说明。如附图所示的本专利技术的一种相变蓄热换热器，包括箱体3，在所述的箱体3的内壁上包覆有保温材料层7，在所述箱体内底壁上安装有加热底座11，在所述的箱体3内靠近顶壁安装有托盘形结构分水盘9，在所述的分水盘9的底壁上开有多道水流通过槽，一根换热流体进口管1穿过箱体3侧壁以及分水盘的侧壁并与分水盘连通，一个盒形结构集水盘10通过集水盘的底壁支撑设置在加热底座上，一根换热流体出口管2穿过箱体3侧壁以及集水盘10的侧壁并与集水盘连通。所述的分水盘的侧壁以及集水盘的侧壁分别与箱体3内壁固定相连。所述的换热流体进口管1和换热流体出口管2分别设置在箱体3相对设置的两个侧壁上。加热管-相变材料层8安装在集水盘和分水盘之间，所述的加热管-相变材料层8的底部固定在集水盘10顶壁上，所述的集水盘顶壁为镂空结构，所述的加热管-相变材料层8包括内外间隔套装设置且横截面呈环形的多个环形体结构，相邻的两个环形体结构之间构成换热流体通道。在每个环形体结构内均填充有相变材料5，在每个环形体结构的相变材料5内均安装有一个温感探头，所述的温感探头分别通过控制线和温度显示器相连，在每个环形体结构的相变材料5内沿水竖直方向间隔插有多根加热管4，所述的多根加热管4顶部低于环形体结构顶壁且底部固定在加热底座11上。加热管-相变材料层8的外壁即各换热壁面6与换热流体充分接触，换热面积大；换热流体自上而下自动冲刷换热壁面，换热效率高。优选的，所述每个环形体结构的四角处均采用圆角并且此处加热管管径大于其他部位加热管管径，以避免在四角处出现相变死区问题。具体实施时，利用夜间低谷电或“弃电”直接通过加热管4对相变材料5进行加热，相变材料5受热后发生相变并储存热量，所有相变材料完全熔化后储热过程结束。此时继续加热，相变材料温度升高导致箱体3内温度升高，在箱体3内安装温感探头，通过温感探头读数控制加热管断电停止加热。若有热水余热时，先从换热流体进口管1通入高温热水进行蓄热，充分利用热水余热，再通过电加热管加热。放热时，低温流体从换热流体进口管1进入经分水盘后利用自身重力作用冲刷加热管-相变材料层8壁面(换热壁面6)与相变材料5进行换热，相变材料5遇冷发生相变并放出热量加热换热流体，换热流体温度升高后汇聚于换热器底部集水盘10并通过换热流体出口管2流出。待所有相变材料完全凝固后放热过程结束。通过检测换热流体进出口温差可判断放热过程是否结束，若进出口温差小于限定值可认为放热过程结束。尽管上面已经示出和描述了本专利技术的实施例，但是本专利技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，对于本专利技术所属
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本专利技术由所提交的权利要求书确定专利保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种相变蓄热换热器，包括箱体，在所述的箱体的内壁上包覆有保温材料层，其特征在于：在所述箱体内底壁上安装有加热底座，在所述的箱体内靠近顶壁安装有托盘形结构分水盘，在所述的分水盘的底壁上开有多道水流通过槽，一根换热流体进口管穿过箱体侧壁以及分水盘的侧壁并与分水盘连通，一个盒形结构集水盘通过集水盘的底壁支撑设置在加热底座上，一根换热流体出口管穿过箱体侧壁以及集水盘的侧壁并与集水盘连通，所述的分水盘的侧壁以及集水盘的侧壁分别与箱体内壁固定相连，所述的换热流体进口管和换热流体出口管分别设置在箱体相对设置的两个侧壁上；加热管‑相变材料层安装在集水盘和分水盘之间，所述的加热管‑相变材料层的底部固定在集水盘顶壁上，所述的集水盘顶壁为镂空结构，所述的加热管‑相变材料层包括内外间隔套装设置且横截面呈环形的多个环形体结构，相邻的两个环形体结构之间构成换热流体通道，在每个环形体结构内均填充有相变材料，在每个环形体结构的相变材料内均安装有一个温感探头，所述的温感探头分别通过控制线和温度显示器相连，在每个环形体结构的相变材料内沿竖直方向间隔插有多根加热管，所述的多根加热管顶部低于环形体结构顶壁且底部固定在加热底座上。...

【技术特征摘要】
1.一种相变蓄热换热器，包括箱体，在所述的箱体的内壁上包覆有保温材料层，其特征在于：在所述箱体内底壁上安装有加热底座，在所述的箱体内靠近顶壁安装有托盘形结构分水盘，在所述的分水盘的底壁上开有多道水流通过槽，一根换热流体进口管穿过箱体侧壁以及分水盘的侧壁并与分水盘连通，一个盒形结构集水盘通过集水盘的底壁支撑设置在加热底座上，一根换热流体出口管穿过箱体侧壁以及集水盘的侧壁并与集水盘连通，所述的分水盘的侧壁以及集水盘的侧壁分别与箱体内壁固定相连，所述的换热流体进口管和换热流体出口管分别设置在箱体相对设置的两个侧壁上；加热管-相变材料层安装在集水盘和分水盘之间，所述的加...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨珊，朱能，杨昆，王大全，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12