一种相变蓄热换热器的制作方法

1.本实用新型涉及换热器技术领域，特别是涉及一种相变蓄热换热器。


背景技术：

2.随着经济的不断发展以及能源的大量消耗，节能已经成为全球关注的话题，太阳能、风能、地热能等可再生能源和工业余热、废热的利用已经成为各国研究开发的重点，然而这些能源都具有间断性和不稳定性的特点，所以，能量存储技术的研究就显得尤为重要。相变蓄热技术由于具有温度恒定和蓄热密度大的优点，得到了广泛的研究，尤其适用于热量供给不连续或供给与需求不协调的工况下。蓄热技术是提高能源利用效率和保护环境的重要技术，可用于解决热能供给与需求失配的矛盾，在太阳能利用、电力“移峰填谷”、废热和余热的回收利用以及工业与民用建筑和空调的节能等领域具有广泛的应用前景。
3.相变蓄热器是用于储存多余热量并在需要时将所蓄热量释放出来的设备，解决能源在时间和空间不对等的问题，但是，现有的相变蓄热器的结构复杂，使用转换效率并不高，不能实现热能的快速存储与释放，影响存储效率；另外，现有的相变蓄热换热器的热量供应一般采用电加热或通入高温流体，热量供应路径单一，无法满足实际应用的多种需求，为此，提出一种新型的蓄热换热器。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种相变蓄热换热器，旨在解决或改善上述技术问题中的至少之一。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种相变蓄热换热器，包括换热管组件，所述换热管组件设置有若干组，若干组所述换热管组件周向排布，并且若干所述换热管组件外罩设有外壳筒，若干所述换热管组件固定安装在所述外壳筒的内腔中，所述外壳筒的内腔中填充有相变蓄热介质；
6.进水组件，所述进水组件包括固定安装在所述外壳筒顶部的进水箱、固接在所述进水箱顶部的进水管，所述进水箱的内侧壁上固接有导流板组件，所述进水管内固定安装有进水阀；
7.出水组件，所述出水组件包括固定安装在所述外壳筒底部的出水箱、固接在所述出水箱底部的出水管，所述出水管内固定安装有出水阀，所述换热管组件与所述进水箱和所述出水箱连通；
8.加热组件，所述加热组件的加热端伸入所述外壳筒的内腔中部，所述加热组件的加热端位于若干所述换热管组件之间。
9.优选的，所述换热管组件包括换热管、固接在所述换热管外侧壁上的若干外散热肋片、固接在所述换热管内壁上的内散热翅片；
10.所述换热管的顶部与所述外壳筒的顶壁固接，所述换热管的底部与所述外壳筒的底壁固接，所述换热管与所述进水箱和所述出水箱连通，若干所述外散热肋片间隔顺序排
列，所述内散热翅片螺旋状固接在所述换热管的内壁上。
11.优选的，所述外散热肋片上开设有若干通孔，所述外散热肋片靠近所述换热管一端的厚度大于远离所述换热管一端的厚度。
12.优选的，所述导流板组件包括固接在所述进水箱内侧壁上的导流板，所述导流板上开设有若干导流通道，所述导流通道与所述换热管一一对应设置，所述导流板上开设有若干分流孔。
13.优选的，所述加热组件包括若干电加热管、电线、电源，若干所述电加热管的顶部固定安装在所述外壳筒的顶壁上，若干所述电加热管位于若干所述换热管之间，若干所述电加热管直接通过所述电线连接，所述电线的一端贯穿所述外壳筒的侧壁并与所述电源连接，所述电源安装在所述外壳筒的外侧壁上。
14.优选的，所述外壳筒的侧壁顶部固接有进料管，所述外壳筒的侧壁底部固接有出料管，所述进料管和所述出料管内均固接安装有第一阀门，所述进料管和所述出料管均与所述外壳筒的内腔连通。
15.优选的，所述外壳筒的外侧壁、所述进水箱的外侧壁、所述出水箱的外侧壁上均固接有保温层。
16.优选的，所述进水箱、所述出水箱、所述外壳筒均为筒形箱体，所述进水箱、所述出水箱、所述外壳筒的外直径相同。
17.本实用新型公开了以下技术效果：
18.本实用新型在外壳筒和换热管组件之间填充有相变蓄热介质，向进水管内通入高温流体后，高温流体进入进水箱，通过导流板组件导流后分散流入至各个换热管组件内，高温流体通过换热管组件与相变蓄热介质进行高效换热，换热后的高温流体降温并通过出水箱和出水管排出，再向进水管通入低温流体，低温流体经过进水箱、导流板组件进入到换热管组件中与存储了大量热量的相变蓄热介质进行换热，通过设置若干换热管组件，实现高效换热；当缺少高温流体的供应时，开启加热组件，加热组件的加热端伸入外壳筒的内腔中部，通过加热组件的加热作用使得相变蓄热介质存储大量热量，再通入低温流体进行换热，为相变蓄热介质提供温度热源，实现换热器的高效换热。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本实用新型相变蓄热换热器的结构示意图；
21.图2为图1中a的局部放大图；
22.图3为图1中b-b剖视图；
23.图4为本实用新型中导流板组件的结构示意图；
24.其中，1、外壳筒；2、相变蓄热介质；3、进水箱；4、进水管；5、进水阀；6、出水箱；7、出水管；8、出水阀；9、换热管；10、外散热肋片；11、内散热翅片；12、导流板；13、导流通道；14、分流孔；15、电加热管；16、电线；17、电源；18、进料管；19、出料管；20、第一阀门；21、保温层。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
27.参照图1-4，本实用新型提供一种相变蓄热换热器，包括换热管组件，换热管组件设置有若干组，若干组换热管组件周向排布，并且若干换热管组件外罩设有外壳筒1，若干换热管组件固定安装在外壳筒1的内腔中，外壳筒1的内腔中填充有相变蓄热介质2；相变蓄热介质2的种类可以根据具体的使用环境进行设定，比如可以为石蜡、熔盐、沥青中的任意一种或几种，本实施中，相变蓄热介质2优选为石蜡；如此设置，通过向若干组换热管组件通入高温流体或低温流体，实现高温流体或低温流体与相变蓄热介质2的高效换热；
28.进水组件，进水组件包括固定安装在外壳筒1顶部的进水箱3、固接在进水箱3顶部的进水管4，进水箱3的内侧壁上固接有导流板组件，进水管4内固定安装有进水阀5；如此设置，根据实际使用需求开启进水阀5，向进水管4中通入高温流体或者低温流体，高温流体或者低温流体通过进水管4流入进水箱3中，再经过导流板组件导流后分散流入至各个换热管组件中，导流板组件可以将高温流体或者低温流体进行分散导流，使得流体均匀流入各个换热管组件中，进而提高换热效率；
29.出水组件，出水组件包括固定安装在外壳筒1底部的出水箱6、固接在出水箱6底部的出水管7，出水管7内固定安装有出水阀8，换热管组件与进水箱3和出水箱6连通；进水箱3、出水箱6、外壳筒1均为筒形箱体，进水箱3、出水箱6、外壳筒1的外直径相同；如此设置，换热完成后，开启出水阀8，换热后的高温流体或者低温流体进入到出水箱6中，并通过出水管7排出即可；
30.加热组件，加热组件的加热端伸入外壳筒1的内腔中部，加热组件的加热端位于若干换热管组件之间；如此设置，当缺少高温流体的供应时，开启加热组件，加热组件的加热端伸入外壳筒1的内腔中部，通过加热组件的加热作用使得相变蓄热介质2存储大量热量，再通入低温流体进行换热，加热组件为相变蓄热介质2提供温度热源，实现换热器的高效换热。
31.进一步优化方案，换热管组件包括换热管9、固接在换热管9外侧壁上的若干外散热肋片10、固接在换热管9内壁上的内散热翅片11；
32.换热管9的顶部与外壳筒1的顶壁固接，换热管9的底部与外壳筒1的底壁固接，换热管9与进水箱3和出水箱6连通，若干外散热肋片10间隔顺序排列，内散热翅片11螺旋状固接在换热管9的内壁上；如此设置，通过设置若干外散热肋片10，增加了换热管9与相变蓄热介质2的传热面积，从而提高换热效率；通过设置螺旋状内散热翅片11，使得换热管9内流体旋转撞击换热管9内侧，使流体紊流，减少换热不均产生水垢问题，提高换热效率。
33.进一步优化方案，外散热肋片10上开设有若干通孔，外散热肋片10靠近换热管9一端的厚度大于远离换热管9一端的厚度；外散热肋片10的顶部表面为弧形，如此设置，外散热肋片10靠近换热管9一端的厚度较大，一方面有利于加快热传导，提高换热效率，另一方
面增加了外散热肋片10的强度，增加外散热肋片10的结构稳定性，外散热肋片10的顶部表面设为弧形，便于顺应相变蓄热介质2的流动，通孔可以进一步加强相变蓄热介质2的流动，进而缩短相变蓄热介质2的换热时间，提高换热效率。
34.进一步优化方案，导流板组件包括固接在进水箱3内侧壁上的导流板12，导流板12上开设有若干导流通道13，导流通道13与换热管9一一对应设置，导流板12上开设有若干分流孔14；如此设置，当高温流体或者低温流体通过进水管4进入到进水箱3后，流入至导流板12上，并通过若干导流通道13和分流孔14分流，使得高温流体或者低温流体可以均匀分流到各个换热管9中。
35.进一步优化方案，加热组件包括若干电加热管15、电线16、电源17，若干电加热管15的顶部固定安装在外壳筒1的顶壁上，若干电加热管15位于若干换热管9之间，若干电加热管15直接通过电线16连接，电线16的一端贯穿外壳筒1的侧壁并与电源17连接，电源17安装在外壳筒1的外侧壁上；如此设置，电源17为电加热管15提供电能，当缺少高温流体的供应时，开启电源17，电加热管15可持续为相变蓄热介质2提供热量。
36.进一步优化方案，外壳筒1的侧壁顶部固接有进料管18，外壳筒1的侧壁底部固接有出料管19，进料管18和出料管19内均固接安装有第一阀门20，进料管18和出料管19均与外壳筒1的内腔连通；如此设置，便于对外壳筒1内腔中的相变蓄热介质2进行填料和排出。
37.进一步优化方案，外壳筒1的外侧壁、进水箱3的外侧壁、出水箱6的外侧壁上均固接有保温层21，减少热量损失。
38.本实用新型的相变蓄热换热器的工作原理：
39.1.相变蓄热介质2的蓄热：
40.1.1高温流体蓄热路径：
41.首先开启进水阀5，向进水管4内通入高温流体，高温流体进入进水箱3，通过导流板12上的若干导流通道13和分流孔14分流，使得高温流体分流到各个换热管9中，高温流体通过换热管9与相变蓄热介质2进行高效换热，换热后的高温流体降温并流入至出水箱6中，开启出水阀8，将出水箱6中的流体经出水管7排出。
42.1.2电加热蓄热路径：
43.开启电源17，电源17为电加热管15提供电能，位于外壳筒1内腔中的电加热管15发热为相变蓄热介质2提供热源，实现相变蓄热介质2的蓄热。
44.2.低温流体换热：
45.开启进水阀5，向进水管4通入低温流体，低温流体进入进水箱3，通过导流板12上的若干导流通道13和分流孔14分流，使得低温流体分流到各个换热管9中，低温流体通过换热管9与相变蓄热介质2进行高效换热，换热后低温流体升温并流入至出水箱6中，开启出水阀8，将出水箱6中的流体经出水管7排出进行使用即可。
46.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
47.以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的
范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。