固體粒塊換熱器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱能利用，特別是利用固體粒塊實現(xiàn)熱能交換、儲存和利用。
【背景技術(shù)】
[0002]換熱器是對熱能進(jìn)行儲存的設(shè)備，現(xiàn)有的換熱器為蒸汽型和液體換熱器；
在工業(yè)節(jié)能領(lǐng)域，將余熱進(jìn)行回收并儲存，通常采用相變技術(shù)進(jìn)行蓄熱，在低溫領(lǐng)域采用蓄冰技術(shù)實現(xiàn)蓄熱。
[0003]在太陽能領(lǐng)域，采用熔融鹽蓄熱，雖然熔融鹽可以實現(xiàn)高溫的儲存，但是由于其需要從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w，因而需要熱能將其加熱，同時熔融鹽的毒性、經(jīng)濟(jì)型、安全性也存在問題，因而熔融鹽蓄熱的使用受到限制。但其換熱器，本質(zhì)上還是采用液-液或者液-氣換熱器。
[0004]蓄能電站采用電能進(jìn)行儲存，特別是風(fēng)電及光伏組成的電能，由于其無法實現(xiàn)儲存，因而不得不大量的拋棄，造成大量的浪費。如果采用熱能進(jìn)行儲存，需要具備大功率的存儲能力的儲存器。
[0005]本發(fā)明人發(fā)明了采用固體粒塊進(jìn)行太陽能高溫采集的技術(shù)，但是缺乏固體粒塊進(jìn)行換熱的換熱器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種固態(tài)粒塊換熱器，將固體粒塊與流體實現(xiàn)換熱，固體粒塊溫度適合于300-1500度，流體適合于10-800度，本發(fā)明采用至少含有一個腔體的容器，容器上還是至少兩組進(jìn)口和出口，一組為固體粒塊的進(jìn)口與出口，另外一組為流體的進(jìn)口和出口，通過設(shè)置在容器內(nèi)的固體粒塊流動管道以及流體的流動管道之間的換熱，從而實現(xiàn)固體粒塊與流體的換熱，固體粒塊作為一種特殊的固態(tài)流體進(jìn)行換熱，固體粒塊依靠重力或驅(qū)動力實現(xiàn)流動。
[0007]
具體
【發(fā)明內(nèi)容】
如下:
固體粒塊換熱器，包括固體粒塊，保溫材料，殼體，其特征是:至少含有一個腔體的容器，容器上還是至少兩組進(jìn)口和出口，一組為固體粒塊的進(jìn)口與出口，另外一組為流體的進(jìn)口和出口，在容器設(shè)置有固體粒塊與流體的流動通道，固體粒塊的流動通道連接容器內(nèi)固體粒塊的進(jìn)口和出口，固體粒塊可以從進(jìn)口進(jìn)入到容器內(nèi)，然后從經(jīng)固體粒塊流動通道后從出口流出，同時流體的流動通道連接容器內(nèi)流體的進(jìn)口和出口，流體可以從進(jìn)口進(jìn)入到容器內(nèi)，然后從經(jīng)流體的流動通道后從出口流出，固體粒塊與流體通過流動通道時實現(xiàn)相互的換熱，從而實現(xiàn)固體粒塊與流體的換熱。
[0008]所述的固體粒塊為由金屬或非金屬或其混合物組成的顆?；蛘?和磚塊，或者自然界存在的沙粒、鵝卵石、小石塊，固體粒塊的形狀為圓形、多邊形、菱形、扇形、不規(guī)則現(xiàn)狀；在固體粒塊上加工有凹或/和凸部位，或者在固體粒塊上設(shè)置有用于相互連接或者與其他器件連接的連接裝置；兩個固體粒塊之間的凹或/和凸部位可以構(gòu)成一個通道；用于流體進(jìn)行流通，在固體粒塊內(nèi)設(shè)置有空腔，在空腔內(nèi)設(shè)置有蓄熱材料。
[0009]所構(gòu)成的通道為柱體、多面體、菱形、拋物線體、旋轉(zhuǎn)拋物線體的一種或其組合，流體可以在流道內(nèi)流動并被壓縮或膨脹。
[0010]固體粒塊及流體的換熱結(jié)構(gòu)選自下列一種:
A、固體粒塊流動管道:垂直或者平行與水平面或者組成0-180度夾角進(jìn)行布局，多個流動通道之間并行布置，固體粒塊可以在通道內(nèi)流動，固體粒塊從高處頂部進(jìn)口進(jìn)入到容器內(nèi)，依靠重力在流動通道運(yùn)動；
流體流動通道:由容器內(nèi)除了固體粒塊流動管道剩余的空間組成，流體經(jīng)進(jìn)口進(jìn)入后，從固體粒塊流動管道的外部經(jīng)過時與固體粒塊實現(xiàn)換熱，后從出口流出；
B、固體粒塊流動管道:由容器內(nèi)除了流體流動管道剩余的空間組成，固體粒塊經(jīng)進(jìn)口進(jìn)入后，從固體粒塊流動管道的外部經(jīng)過時與固體粒塊實現(xiàn)換；
流體流動通道:垂直或者平行與水平面或者組成0-180度夾角進(jìn)行布局，多個流動通道之間并排布置，流體可以在通道內(nèi)流動，流體從進(jìn)口進(jìn)入到容器內(nèi)，依靠壓力差在管道內(nèi)流動，從出口流出；
固體粒塊在容器內(nèi)部連接進(jìn)口與出口的流動通道選自下列一種或者其組合:
A、金屬或非金屬管，或者金屬復(fù)合管、非金屬復(fù)合管；
B、管道的內(nèi)部或者和外壁設(shè)置有換熱翅片；
C、彎曲的管道；
D、其直徑可以變化的管道；
E、管道的外壁上設(shè)置有可以與固體粒塊相互連接的凹凸結(jié)構(gòu)；
F、金屬網(wǎng)構(gòu)成的管道，或管道上設(shè)置有多個開孔；
G、由金屬或非金屬組成的隔板，隔板之間形成一個可以使固體粒塊流動的通道。
[0011]固體粒塊依靠重力在固體粒塊流動通道內(nèi)依靠重力進(jìn)行流動，或者固體粒塊依靠動力設(shè)備提供的動力在流動通道內(nèi)實現(xiàn)運(yùn)動。
[0012]保溫材料下列一種或多種:納米微珠、硅微粉、真空層、聚氨酯、聚苯、珍珠巖、玻璃纖維、保溫水泥的固體粒塊換熱器或多種。
[0013]在部分固體粒塊流動通道或者部分流體流動通道中設(shè)置有蓄熱材料，高溫固體粒塊的熱能與蓄熱材料換熱后進(jìn)行儲存，在需要熱能時將流體通過流體流動通道進(jìn)行流動，與蓄熱材料進(jìn)行換熱，從而實現(xiàn)蓄熱后換熱。
[0014]將高溫的固體粒塊流入到容器內(nèi)，并儲存在固體粒塊流動管道內(nèi)，實現(xiàn)熱能的儲存，當(dāng)使用熱能時將了流體流入到容器內(nèi)進(jìn)行換熱，從而實現(xiàn)蓄熱換熱。
[0015]流體為液體、氣體、等離子、超臨界體、液態(tài)金屬中的一種或混合物。
[0016]
采用本發(fā)明的技術(shù)方案可產(chǎn)生如下的有益效果:
1、本發(fā)明采用固體粒塊實現(xiàn)高溫?fù)Q熱、蓄熱，可以實現(xiàn)10-1500度的熱能交換與儲存，
安全可靠；
2、本發(fā)明可以應(yīng)用于工業(yè)余熱、太陽能、地?zé)?、生物質(zhì)等多種應(yīng)用。
【附圖說明】
[0017]圖1是固體粒塊擋板式換熱器示意圖；
圖2是固體粒塊圖管道式換熱器示意圖。
[0018]
圖中標(biāo)號含義:
1:進(jìn)口，2:出口，3:容器，4:固體粒塊，5:固體粒塊流動通道6:流體流動通道，7 ??容器，8:流體，9:擋板，10:隔板。
【具體實施方式】
[0019]實施例1、固體粒塊擋板式換熱器
圖1所示的固體粒塊擋板式換熱器，二個三角形以及一個矩形組成的一個容器，容器上設(shè)置的垂直的進(jìn)口 1與出口2為固體粒塊進(jìn)口和出口，水平的進(jìn)口 1與出口2為流體進(jìn)口和出口，在容器內(nèi)矩形空間內(nèi)，設(shè)置有多個隔板，多個隔板將容器分為并排的區(qū)間，在不同的區(qū)域內(nèi)設(shè)置有間隔的擋板9，隔板組成了一個流動通道，固體粒塊依靠重力在擋板上進(jìn)行運(yùn)動，