[实用新型]管壳式多功能相变储能换热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及蓄热式换热领域，特别是涉及一种热能存储与释放的管壳式多功能相变储能换热器。

背景技术

当今，能源的使用在依赖化石燃料供能的同时也逐步向着能源多元化、清洁化的方向发展，人们日益重视怎样将不同形式的能量以可以使用的方式储存起来，并在能源供不应求时又以环保的形式释放出来满足需求。储能技术对能源的供给、能源可持续发展起着重要作用。目前研究开发得较为广泛的储能技术主要集中在热能储存和电能储存方面，这些技术广泛应用于太阳能高温储能、电力移峰填谷、工业废热和余热回收、工业与民用建筑和空调节能等领域。相变储能技术是热能储存技术中发展很快的一种新兴技术，其实用化过程中重要的一环就是相变储能换热器的设计。相变储能换热器是一种集储热和换热功能于一身的相变储能换热装置。

近年来，随着人们节能意识的不断增强，一些新型相变储能换热设备相继出现，并越来越广泛地应用于太阳房、建筑节能系统、蓄冷空调系统和余热回收系统。中国专利CN103148723A公布了一种金属网基波纹管式相变蓄热装置；中国专利CN 203274570U公布了一种具有软管式换热器的相变储热单元；中国专利CN103900404A公布了一种供热稳定的板式相变蓄热换热器。这些相变储能换热器的一个共同特征是，换热管或者换热板的一侧填充相变材料，另一侧作为换热流体的通道，储热流体和取热流体交替流过相同的管路或异形流道。这类相变储能换热器只适用于间歇储热和取热，且储热流体与取热流体可以直接接触的场合。

中国专利申请CN102829661A公开了一种分级相变蓄热装置，该装置的蓄热管由内管和外管组成套管式，内管和外管之间由翅片支撑，翅片分割的空间内填充相变蓄热材料。但该装置的蓄热管的内管走储热流体，进行储热，蓄热管外管外壁面与取热流体接触，进行放热，取热侧承压能力低，整个装置的介质和工艺适应性不强。中国专利CN202547463U公开了一种三套管式相变蓄热换热器，该换热器由三根直径不同的管道同心套合构成，从内到外分别形成一个圆形通道和两个环形通道，中间的环形通道中填装相变储热材料，套管之间加肋片起支撑和强化传热作用。该三套管式相变蓄热换热器结构不紧凑，当要求的储热量和传热面积较大时，需要的三套管总长度很长，占用空间较大。

实用新型内容

基于上述现有技术所存在的问题，本实用新型提供一种管壳式多功能相变储能换热器，其结构紧凑、操作方便、承压能力大、介质和工艺适应性强，而且相变储热材料蓄热密度高。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种管壳式多功能相变储能换热器，包括：

壳体、管箱、封头、两块管板、若干双层套管换热管、折流元件、管程流体通道接管一、管程流体通道接管二、壳程流体通道接管一和壳程流体通道接管二；其中，

所述双层套管换热管，该双层套管换热管由内层管和外层管套装而成，所述内层管与外层管之间设置金属支承结构，所述外层管与所述内层管之间的环形空间内装填相变储能材料，所述内层管与外层管之间的环形空间的两端设置密封组件进行密封；

所述若干双层套管换热管的两端分别固定在所述两块管板上，两块管板分别通过法兰与所述管箱和封头相连接，所述壳体、管板与各双层套管换热管外层管外壁面之间的空间为壳程流体流动的壳程流体通道，所述管箱、封头与各双层套管换热管的内层管内的空间为管程流体流动的管程流体通道；

所述折流元件，设在所述壳程流体通道内，使所述壳程流体通道内形成湍流通道；

所述壳体、管箱和封头外均设有保温层；

所述管程流体通道接管一和管程流体通道接管二分别设在所述管箱上，该管程流体通道接管一和管程流体通道接管二与管程流体通道连通；

所述壳程流体通道接管一和壳程流体通道接管二分别设在所述壳体上，该壳程流体通道接管一和壳程流体通道接管二与壳程流体通道连通。

本实用新型的有益效果为：通过在多根平行布置的双层套管换热管上设置折流元件，并将双层套管换热管的两端固定在两块管板上，构成管束，该管束两端通过两个法兰分别与管箱和封头连成一体，形成的管程流体和壳程流体互不接触、均能与相变储能材料进行热交换、相变储能材料可以更换的结构，具有结构紧凑，操作方便和承压能力大的优点，而且介质和工艺适应性强，相变储热材料蓄热密度高。

附图说明