一种热管式相变储热换热器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种热管式相变储热换热器，包括相变储热换热器筒体、内管、相变材料和热管，内管置于筒体内中心，内管和筒体的空间内充填储热相变材料，所述热管部分插入内管中。所述相变储热换热器内管设有流体的进口管和出口管，筒体上设有相变材料的进出口接管，为了防止热量的损失，可在相变储热换热器的外表面上设有保温层。本实用新型专利技术通过内管、热管、相变储热换热器筒体和相变材料之间的传热，实现了冷流体、热流体与固液相变材料三种物质之间的高效换热，不仅传热效率高，而且具备储热、释热功能，可充分利用工业余热，进行高效率的废热回收利用。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种热管式相变储热换热器，包括相变储热换热器筒体、内管、相变材料和热管，内管置于筒体内中心，内管和筒体的空间内充填储热相变材料，所述热管部分插入内管中。所述相变储热换热器内管设有流体的进口管和出口管，筒体上设有相变材料的进出口接管，为了防止热量的损失，可在相变储热换热器的外表面上设有保温层。本技术通过内管、热管、相变储热换热器筒体和相变材料之间的传热，实现了冷流体、热流体与固液相变材料三种物质之间的高效换热，不仅传热效率高，而且具备储热、释热功能，可充分利用工业余热，进行高效率的废热回收利用。【专利说明】 一种热管式相变储热换热器
本技术涉及一种能源存储与释放装置，尤其涉及一种热管式相变储热换热器。
技术介绍
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。能量回收过程中，还要解决回收的速率问题，热管是一种高效的导热元件，一般热管由管壳、吸液芯和端盖组成。热管内部被抽成负压状态，充入适当的液体，这种液体沸点低，容易挥发。管壁有吸液芯，其由毛细多孔材料构成。热管一段为蒸发端，另外一段为冷凝端，当热管一端受热时，毛细管中的液体迅速蒸发，蒸气在微小的压力差下流向另外一端，并且释放出热量，重新凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段，如此循环不止，热量由热管一端传至另外一端。这种循环是快速进行的，热量可以被源源不断地传导开来。可根据不同的余热温度选定相应的管材和工质，实现余热回收和利用，当前利用相变材料进行能量回收装置存在储热、放热时间长、储热密度低、经济效益差等缺点。
技术实现思路
本技术提供一种结构简单、加工方便、成本低廉的热管式相变储热换热器。为此，本技术采用的技术方案如下: 本技术主要包括相变储热换热器筒体、内管、相变储热材料和热管，内管置于相变储热换热器筒体中心，内管和相变储热换热器筒体的空间内充填储热相变材料，所述相变储热换热器内管分别设有流体的进口管和出口管，筒体上设有相变材料的进出口接管，为了防止热量的损失，可在相变储热换热器的外表面上设有保温层。 本技术是通过以下技术方案来实现的: 一种热管式相变储热换热器，包括相变储热换热器筒体、内管、相变储热材料和热管，所述内管置于相变储热换热器筒体中心，内管和相变储热换热器筒体的空间内充填储热相变材料。所述热管部分插入内管中。所述相变储热换热器内管下端设有热流体进口管和冷流体出口管，上端设有冷流体进口管和热流体出口管，冷热流体共用内管，通过阀门控制冷热流体的进出。所述相变储热换热器筒体设有相变储热材料进口管和出口管。所述的储热相变材料为石蜡、或结晶水合盐类、或脂肪酸类相变材料。所述的相变储热换热器外圈置有保温材料。 本专利技术具有显著的优点和积极的效果 本技术通过相变储热换热器筒体、内管、相变材料和热管储存和释放热量，增设热管后，利用其高效的热传导性能，加快了流体与相变材料的换热速度，可以提高相变材料的传热系数，明显的缩短相变储热器的储热时间，提高了相变储热器的储热性能，通过阀门调节冷热流体的进出，冷热流体共用内管实现了冷流体、热流体与固液相变材料三种物质之间的高效换热，结构紧凑、加工方便、成本低廉，传热效率较高。 【专利附图】【附图说明】 图1是本技术热管式相变储热换热器的结构示意图。图2是本技术热管式相变储热换热器热管与内管的连接示意图。图中，1-内管，1.1-热流体进口，1.2-冷流体出口，1.3-热流体出口，1.4-冷流体进口，2-相变储热换热器筒体，2.1-相变储热材料进口管，2.2-相变储热材料出口管，3-相变储热材料，4-热管，5-保温材料。 【具体实施方式】 为了更好地理解本技术，下面结合附图对本技术作进一步地描述。如图1所示，一种热管式相变储热换热器，包括相变储热换热器筒体2、内管1、相变储热材料3和热管4，所述内管I置于相变储热换热器筒体2中心，内管I和相变储热换热器筒体2的空间内充填储热相变材料3，所述热管4部分插入内管I中。所述相变储热换热器内管I下端设有热流体进口管(1.1)和冷流体出口管(1.2)，上端设有冷流体进口管(1.4)和热流体出口管(1.3)，冷热流体共用内管1，通过阀门控制冷热流体的进出。所述相变储热换热器筒体2设有相变储热材料进口管(2.1)和出口管(2.2)。所述的储热相变材料3为石蜡、或结晶水合盐类、或脂肪酸类相变材料。所述的相变储热换热器外圈置有保温材料5。 当高温热源流体(来自于太阳能、工业废热、余热等暂时不用的热，而且该流体的温度高于相变储热材料的相变温度)通过热流体进口管1.1进入内管1，通过内管I的管壁将热流体的热量传递给相变储热材料3，此时，热管4开始工作，内管中的热管部分作为蒸发段，相变材料中的热管部分作为冷凝段，将热量迅速的传递给相变储热材料3，加快了相变储热材料3的吸热，使得相变储热材料3由固态逐渐变为液态的速度加快，使热能不断转化为潜热储存在相变储热材料内，经过一定时间后，固态相变储热材料完全转化为液态实现热量存储的最大化，停止热流体的进出。当用户需要热能时，使冷流体沿着冷流体进口管1.4进入内管1，从冷流体出口管1.2流出，此时冷流体通过管壁吸收储热相变材料中储存的热量，同时，热管4开始工作，相变材料中的热管部分作为蒸发段，内管中的热管部分作为冷凝段，将热量迅速的传递给冷流体，加快了相变储热材料3的放热，当储热材料放出部分热量后，换热管内壁面的液体逐渐凝固，随着放热量的增加，相变储热材料由液态渐变为固态，待全部转变为固态后，不再释放热量，此时冷流体的温度升高到最高值，储热释热过程可循环重复使用，实现冷、热流体与固液相变储热材料之间的高效换热。【权利要求】1.一种热管式相变储热换热器，其特征在于，包括相变储热换热器筒体(2)、内管(1)、相变储热材料(3)和热管(4)，所述内管(1)置于相变储热换热器筒体(2)中心，内管(1)和相变储热换热器筒体(2)的空间内充填储热相变材料(3)，所述热管(4)部分插入内管(1)中。2.根据权利要求1所述的一种热管式相变储热换热器，所述相变储热换热器内管(1)下端设有热流体进口管(1.1)和冷流体出口管(1.2)，上端设有冷流体进口管(1.4)和热流体出口管(1.3 )，冷热流体共用内管(1)，通过阀门控制冷热流体的进出。3.根据权利要求1所述的一种热管式相变储热换热器，其特征在于，所述相变储热换热器筒体(2 )设有相变储热材料进口管(2.1)和出口管(2.2 )。4.根据权利要求1所述的一种热管式相变储热换热器，其特征在于，所述的储热相变材料(3)为石蜡、或结晶水合盐类、或脂肪酸类相变材料。5.根据权利要求1所述的一种热管式相变储热换热器，其特征在于，所述的相变储热换热器外圈置有保温材料(5 )。【文档编号】F28D15/02GK204064066SQ201420495583【公开日】2014年12月31日 申本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热管式相变储热换热器，其特征在于，包括相变储热换热器筒体（2）、内管（1）、相变储热材料（3）和热管（4），所述内管（1）置于相变储热换热器筒体（2）中心，内管（1）和相变储热换热器筒体（2）的空间内充填储热相变材料（3），所述热管（4）部分插入内管（1）中。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：崔海亭，彭培英，
申请(专利权)人：河北科技大学，
类型：新型
国别省市：河北;13