[实用新型]固体粒块换热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及热能利用，特别是利用固体粒块实现热能交换、储存和利用。

背景技术

换热器是对热能进行储存的设备，现有的换热器为蒸汽型和液体换热器；

在工业节能领域，将余热进行回收并储存，通常采用相变技术进行蓄热，在低温领域采用蓄冰技术实现蓄热。

在太阳能领域，采用熔融盐蓄热，虽然熔融盐可以实现高温的储存，但是由于其需要从固态转变为液体，因而需要热能将其加热，同时熔融盐的毒性、经济型、安全性也存在问题，因而熔融盐蓄热的使用受到限制。但其换热器，本质上还是采用液-液或者液-气换热器。

蓄能电站采用电能进行储存，特别是风电及光伏组成的电能，由于其无法实现储存，因而不得不大量的抛弃，造成大量的浪费。如果采用热能进行储存，需要具备大功率的存储能力的储存器。

本实用新型人发明了采用固体粒块进行太阳能高温采集的技术，但是缺乏固体粒块进行换热的换热器。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种固态粒块换热器，将固体粒块与流体实现换热，固体粒块温度适合于300-1500度，流体适合于10-800度，本实用新型采用至少含有一个腔体的容器，容器上还是至少两组进口和出口，一组为固体粒块的进口与出口，另外一组为流体的进口和出口，通过设置在容器内的固体粒块流动管道以及流体的流动管道之间的换热，从而实现固体粒块与流体的换热，固体粒块作为一种特殊的固态流体进行换热，固体粒块依靠重力或驱动力实现流动。

具体发明内容如下：

固体粒块换热器，包括固体粒块，保温材料，壳体，其特征是：至少含有一个腔体的容器，容器上还是至少两组进口和出口，一组为固体粒块的进口与出口，另外一组为流体的进口和出口，在容器设置有固体粒块与流体的流动通道，固体粒块的流动通道连接容器内固体粒块的进口和出口，固体粒块可以从进口进入到容器内，然后从经固体粒块流动通道后从出口流出，同时流体的流动通道连接容器内流体的进口和出口，流体可以从进口进入到容器内，然后从经流体的流动通道后从出口流出，固体粒块与流体通过流动通道时实现相互的换热，从而实现固体粒块与流体的换热。

所述的固体粒块为由金属或非金属或其混合物组成的颗粒或者/和砖块，或者自然界存在的沙粒、鹅卵石、小石块，固体粒块的形状为圆形、多边形、菱形、扇形、不规则现状；在固体粒块上加工有凹或/和凸部位，或者在固体粒块上设置有用于相互连接或者与其他器件连接的连接装置；两个固体粒块之间的凹或/和凸部位可以构成一个通道；用于流体进行流通，在固体粒块内设置有空腔，在空腔内设置有蓄热材料。

所构成的通道为柱体、多面体、菱形、抛物线体、旋转抛物线体的一种或其组合，流体可以在流道内流动并被压缩或膨胀。

固体粒块及流体的换热结构选自下列一种：

A、固体粒块流动管道：垂直或者平行与水平面或者组成0-180度夹角进行布局，多个流动通道之间并行布置，固体粒块可以在通道内流动，固体粒块从高处顶部进口进入到容器内，依靠重力在流动通道运动；

流体流动通道：由容器内除了固体粒块流动管道剩余的空间组成，流体经进口进入后，从固体粒块流动管道的外部经过时与固体粒块实现换热，后从出口流出；

B、固体粒块流动管道：由容器内除了流体流动管道剩余的空间组成，固体粒块经进口进入后，从固体粒块流动管道的外部经过时与固体粒块实现换；

流体流动通道：垂直或者平行与水平面或者组成0-180度夹角进行布局，多个流动通道之间并排布置，流体可以在通道内流动，流体从进口进入到容器内，依靠压力差在管道内流动，从出口流出；

固体粒块在容器内部连接进口与出口的流动通道选自下列一种或者其组合：

A、金属或非金属管，或者金属复合管、非金属复合管；

B、管道的内部或者和外壁设置有换热翅片；

C、弯曲的管道；

D、其直径可以变化的管道；

E、管道的外壁上设置有可以与固体粒块相互连接的凹凸结构；

F、金属网构成的管道，或管道上设置有多个开孔；

G、由金属或非金属组成的隔板，隔板之间形成一个可以使固体粒块流动的通道。

固体粒块依靠重力在固体粒块流动通道内依靠重力进行流动，或者固体粒块依靠动力设备提供的动力在流动通道内实现运动。

保温材料下列一种或多种：纳米微珠、硅微粉、真空层、聚氨酯、聚苯、珍珠岩、玻璃纤维、保温水泥的固体粒块换热器或多种。