專利名稱：相變蓄能換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種蓄熱式換熱器和/或管殼式換熱器。
背景技術(shù)：
蓄熱式換熱器簡稱蓄熱器，是內(nèi)裝固體填充物，用以貯蓄熱量來進行蓄熱式換熱的一類 換熱設(shè)備。 一般用耐火磚或金屬帶等制作成火格子。首先，熱氣體通過火格子，將熱量傳給 火格子而貯蓄起來；然后，冷氣體通過火格子，接受火格子所儲蓄的熱量而被加熱。這兩個 階段交替進行。通常用兩個蓄熱器交替使用，即當(dāng)熱氣體進入一器時，冷氣體進入另一器。 常用于冶金工業(yè)，如煉鋼平爐的蓄熱室。也用于化學(xué)工業(yè)，如煤氣爐中的空氣預(yù)熱器或燃燒 室，人造石油廠中的蓄熱式裂化爐。
管殼式換熱器又稱列管式換熱器，是以封閉在殼體中管束的壁面作為傳熱面的間壁式換 熱器。由殼體、傳熱管束、管板、折流板即擋板和管箱等部件組成。殼體多為圓筒形，內(nèi)部 裝有管束，管束兩端固定在管板上。進行換熱的冷熱兩種流體， 一種在管內(nèi)流動，稱為管程 流體；另一種在管外流動，稱為殼程流體。為提高管外流體的傳熱分系數(shù)，通常在殼體內(nèi)安 裝若干擋板。擋板可提高殼程流體速度，迫使流體按規(guī)定路程多次橫向通過管束，增強流體 湍流程度。換熱管在管板上可按等邊三角形或正方形排列。等邊三角形排列較緊湊，管外流 體湍動程度高，傳熱分系數(shù)大；正方形排列則管外清洗方便，適用于易結(jié)垢的流體。流體每 通過管束一次稱為一個管程；每通過殼體一次稱為一個殼程。最簡單的單殼程單管程換熱器 ，簡稱為l-l型換熱器。為提高管內(nèi)流體速度，可在兩端管箱內(nèi)設(shè)置隔板，將全部管子均分成 若干組。這樣流體每次只通過部分管子，因而在管束中往返多次，這稱為多管程。同樣，為 提高管外流速，也可在殼體內(nèi)安裝縱向擋板，迫使流體多次通過殼體空間，稱為多殼程。多 管程與多殼程可配合應(yīng)用。
第一類的蓄熱式換熱器利用固體顯熱儲蓄熱量，蓄熱和換熱交替進行；第二類的管殼式 換熱器沒有蓄熱功能，換熱時冷熱流體通過管程間壁即時換熱。
發(fā)明內(nèi)容
針對上述設(shè)備的蓄能和換熱需交替進行以及僅作熱交換而無蓄能功能的應(yīng)用局限性之缺 點，本實用新型提供一種相變蓄能換熱器，該相變蓄能換熱器既能儲蓄熱量即蓄能，又能即 時換熱，蓄能和換熱不但可交替進行也可以同時進行。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 一種相變蓄能換熱器，相變蓄能材料 置于密閉容器內(nèi)，并有熱流體管程和冷流體管程置于其中，熱流體輸入管路和熱流體輸出管 路連通熱流體管程并位于密閉容器外，冷流體輸入管路和冷流體輸出管路連通冷流體管程并 位于密閉容器外。
密閉容器的殼程和置于其中的相變蓄能材料之間留有伸縮空間。
密閉容器外具有保溫隔熱層和外殼體。
熱流體管程是金屬圓管和/或波節(jié)管和/或異型管和/或容腔殼體，熱流體管程是光管和 /或帶有肋筋和/或帶有翅片，熱流體管程的幾何中心線是直線和/或螺旋線和/或往復(fù)線。
冷流體管程是金屬圓管和/或波節(jié)管和/或異型管和/或容腔殼體，冷流體管程是光管和
/或帶有肋筋和/或帶有翅片，冷流體管程的幾何中心線是直線和/或螺旋線和/或往復(fù)線。 熱流體管程是獨根管和/或單個容腔殼體直接連接熱流體輸入管路和熱流體輸出管路。 冷流體管程是獨根管和/或單個容腔殼體直接連接冷流體輸入管路和冷流體輸出管路。
熱流體管程是多根管和/或多個容腔殼體匯集到一個容腔后連接熱流體輸入管路和熱流 體輸出管路。
冷流體管程是多根管和/或多個容腔殼體匯集到一個容腔后連接冷流體輸入管路和冷流 體輸出管路。
在密閉容器上安裝有壓力檢測裝置和/或溫度檢測裝置和/或安全附件。
上述的熱流體管程系指熱流體流經(jīng)換熱器內(nèi)的通道及與其相貫通的部分，冷流體管程系 指被加熱的冷流體流經(jīng)換熱器內(nèi)的通道及與其相貫通的部分，密閉容器的殼程系指熱流體管 程和冷流體管程之外的密閉容器的容腔空間及與其相貫通的部分。
上述的相變蓄能材料是利用固態(tài)顯熱和固-液相變潛熱來儲蓄和釋放熱能的，例如可采 用石蠟、晶體化合物等作相變蓄能材料；在加熱或冷卻或相變時材料的體積會發(fā)生膨脹或收
縮，故密閉容器的殼程和置于其中的相變蓄能材料之間留有伸縮空間。
本實用新型的有益效果是，熱流體首先對相變蓄能材料加熱，熱能可以儲蓄在相變蓄能 材料里，冷流體首先吸收相變蓄能材料儲蓄的熱能，而不依賴是否即時加熱。由此特性可以 實現(xiàn)冷熱流體換熱可以通過蓄能材料的蓄能來隨時進行，加熱功率和吸熱功率可以不相等。以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
圖l是本實用新型的原理結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是第一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖3是第二個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是第三個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是第四個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖6-1和圖6-2分別是第五個實施例的豎直剖面示意圖和水平剖面示意圖7是第六個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8是第七個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖9是第八個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中l(wèi).相變蓄能材料，2.密閉容器，3.熱流體管程，4.冷流體管程，5.伸縮空間，6. 保溫隔熱層，7.外殼體，8.壓力檢測裝置，9.溫度檢測裝置，IO.安全附件；31.熱流體輸入 管路，32.熱流體輸出管路，41.冷流體輸入管路，42.冷流體輸出管路。
具體實施方式
在


圖1中，相變蓄能材料(1)置于密閉容器(2)的殼程內(nèi)，密閉容器(2)內(nèi)的熱流體管程 (3)連通熱流體輸入管路(31)和熱流體輸出管路(32)，熱流體輸入管路(31)和熱流體輸出管 路(32)位于密閉容器(2)外側(cè)，密閉容器(2)內(nèi)的冷流體管程(4)連通冷流體輸入管路(41)和 冷流體輸出管路(42)，冷流體輸入管路(41)和冷流體輸出管路(42)位于密閉容器(2)外側(cè)； 在密閉容器(2)的殼體和熱流體管程(3)及冷流體管程(4)形成的密閉容腔內(nèi)，還預(yù)留了相變 蓄能材料(1)熱脹冷縮所需要的伸縮空間(5)。
熱流體通過熱流體輸入管路(31)和熱流體輸出管路(32)而流經(jīng)熱流體管程(3)，同時把 熱量傳遞給相變蓄能材料(1);冷流體通過冷流體輸入管路(41)和冷流體輸出管路(42)而流 經(jīng)冷流體管程(4)，同時吸收相變蓄能材料(l)的熱量；相變蓄能材料(l)利用顯熱和/或潛熱 的方式吸收存儲或釋放熱能。
在圖2所示的第一個實施例中，在密閉容器(2)外附著隔熱保溫層(6)，隔熱保溫層(6)的 外側(cè)附有外殼體(7);冷流體管程(4)采用了金屬圓管、中心線呈螺旋線，從而增加了管程， 熱流體管程(3)內(nèi)外可增加翅片或螺旋槽等強制換熱措施來提高換熱系數(shù)，也可以采用換熱 系數(shù)較高的波節(jié)管。
在圖3所示的第二個實施例中，熱流體管程(3)采用了左旋螺旋管，冷流體管程(4)采用 了右旋螺旋管，左旋螺旋管的螺旋直徑小于右旋螺旋管的螺旋直徑，螺旋管中心線基本居中 于密閉容器(2)內(nèi)；熱流體輸入管路(31)和冷流體輸出管路(42)同側(cè)居于上方，熱流體輸出 管路(32)和冷流體輸入管路(41)同側(cè)居于下方；在冷熱流體管程內(nèi)，熱流體上進下出，冷流 體下進上出。
在圖4所示的第三個實施例中，熱流體管程(3)采用了右旋螺旋管，冷流體管程(4)采用 了左旋螺旋管，左旋螺旋管的螺旋直徑等于右旋螺旋管的螺旋直徑，兩個螺旋管的中心線平 行且基本等距離于密閉容器(2)的中心線；熱流體輸入管路(31)和熱流體輸出管路(32)同側(cè) ，冷流體輸入管路(41)和冷流體輸出管路(42)同側(cè)；在冷熱流體管程內(nèi)，熱流體上進下出， 冷流體下進上出。
在圖5所示的第四個實施例中，熱流體管程(3)采用了右旋螺旋管，冷流體管程(4)采用 了左旋螺旋管，左旋螺旋管的螺旋直徑大于右旋螺旋管的螺旋直徑，兩個螺旋管的中心線基 本上和密閉容器(2)的中心線重合；熱流體輸入管路(31)和熱流體輸出管路(32)同側(cè)居于上 方，冷流體輸入管路(41)和冷流體輸出管路(42)同側(cè)居于下方；在冷熱流體管程內(nèi)，熱流體 在大部分熱流體管程中是上進下出，冷流體在大部分冷流體管程中是下進上出。
在圖6-l即實施例的豎直剖面圖及圖6-2即實施例的水平剖面圖所示的第五個實施例中， 熱流體管程(3)采用了多管匯集后連通熱流體輸入管路(31)和熱流體輸出管路(32)的方式， 冷流體管程(4)采用了右旋長圓形螺旋管，密閉容器(2)呈長圓筒狀；熱流體輸入管路(31)和 熱流體輸出管路(32)同側(cè)，若考慮熱流體管程(3)阻力均等也可以更改作對側(cè)安裝。
在圖7所示的第六個實施例中，熱流體管程(3)采用了一根管連通熱流體輸入管路(31)和 熱流體輸出管路(32)并貫通多根管的方式，冷流體管程(4)采用了左旋螺旋管；熱流體輸入 管路(31)和熱流體輸出管路(32)上下安裝，熱流體上進下出。
在圖8所示的第七個實施例中，熱流體管程(3)采用了多列管匯集貫通到上下密閉容腔， 然后再從密閉容腔和熱流體輸入管路(31)和熱流體輸出管路(32)連通。
在圖9所示的第八個實施例中，采用了多個獨立的熱流體管程(3)和多個獨立的冷流體管 程(4)的方式，并增加了壓力檢測裝置(8)、溫度檢測裝置(9)、安全附件(IO)。
權(quán)利要求1.一種相變蓄能換熱器，其特征是相變蓄能材料(1)置于密閉容器(2)內(nèi)，并有熱流體管程(3)和冷流體管程(4)置于其中，熱流體輸入管路(31)和熱流體輸出管路(32)連通熱流體管程(3)并位于密閉容器(2)外，冷流體輸入管路(41)和冷流體輸出管路(42)連通冷流體管程(4)并位于密閉容器(2)外。
2 根據(jù)權(quán)利要求l所述的相變蓄能換熱器，其特征是密閉容器(2) 的殼程和置于其中的相變蓄能材料(1)之間留有伸縮空間(5)。
3 根據(jù)權(quán)利要求l所述的相變蓄能換熱器，其特征是密閉容器(2) 外具有保溫隔熱層(6)和外殼體(7)。
4 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的相變蓄能換熱器，其特征是熱流體 管程(3)和/或冷流體管程(4)是金屬圓管和/或波節(jié)管和/或異型管和/或容腔殼體；熱流體管 程(3)和/或冷流體管程(4)是光管和/或帶有肋筋和/或帶有翅片；熱流體管程(3)和/或冷流 體管程(4)的中心線是直線和/或螺旋線和/或往復(fù)線。
5 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的相變蓄能換熱器，其特征是熱流體 管程(3)是獨根管和/或單個容腔殼體直接連接熱流體輸入管路(31)和熱流體輸出管路(32); 冷流體管程(4)是獨根管和/或單個容腔殼體直接連接冷流體輸入管路(31)和冷流體輸出管路 (32)。
6 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的相變蓄能換熱器，其特征是熱流體 管程(3)是多根管和/或多個容腔殼體匯集到一個容腔后連接熱流體輸入管路(31)和熱流體輸 出管路(32);冷流體管程(4)是多根管和/或多個容腔殼體匯集到一個容腔后連接冷流體輸入 管路(31)和冷流體輸出管路(32)。
7 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的相變蓄能換熱器，其特征是在密閉 容器(2)上安裝有壓力檢測裝置(8)和/或溫度檢測裝置(9)和/或安全附件(10)。
專利摘要一種相變蓄能換熱器，殼程密閉容腔內(nèi)有相變蓄能材料、熱流體管程和冷流體管程，熱流體輸入管路和熱流體輸出管路連通熱流體管程并位于密閉容器外，冷流體輸入管路和冷流體輸出管路連通冷流體管程并位于密閉容器外；殼程密閉容腔內(nèi)還留有伸縮空間；密閉容器外具有保溫隔熱層和外殼體。該相變蓄能換熱器既能蓄能又能即時換熱，蓄能和換熱不但可交替進行也可以同時進行。
文檔編號F28D7/10GK201191144SQ200720201548
公開日2009年2月4日 申請日期2007年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月3日
發(fā)明者陳定興 申請人:陳定興