[发明专利]一种相变材料专用换热器

说明书

本发明公开一种相变材料专用换热器，包括第一管道，第二管道，若干根第三管道和蹼片，第二管道套设在第一管道内，若干根第三管道套设在第二管道内，蹼片分别连接第二管道与第三管道，第一管道与第二管道之间以及第三管道内流通有作为热量携带介质的第一流体，第二管道与第三管道之间流通有作为换热介质的第二流体。本发明结构简单，换热效率高，能源利用率高，不仅可用于相变材料的能量储存与释放，还可满足其他导热性能较差流体的换热需求，应用范围较广。

技术领域

本发明涉及强化换热领域，特别是涉及一种相变材料专用换热器。

背景技术

能源是维持人们日常生产生活的重要支柱，随着科技的不断发展，各国每年都需要消耗大量的能源来维持人们的需求。为了降低能源的消耗，节能减排也已成为各行各业的研究重点，通过储存过剩能源来补充能源需求得到了人们的广泛重视。

相变材料储能技术可利用相变材料的物态转变进行能量的储存与释放，具有储能密度大、温度近似恒定等优点，是一种具有巨大发展前景的储能材料。随着相变材料研究的不断深入，与之相关的换热方案也需要不断改进。但是，相变材料的导热性普遍较差，换热时间较长，应用相变材料储能技术的能量储存与释放所需时间较长，换热功率较低仍是这一材料不能广泛应用于日常生产生活的一大难点。因此，强化传热技术，降低相变材料储能时间对提高换热效率有重要意义。

换热器作为流体间能量交换的常见设备，具有较高的换热效率，被广泛应用于各种换热过程中。对于使用相变材料作为换热流体的换热器，需要进一步强化换热器的换热功率，，现有技术中，增加换热器的换热功率一般采用多级联储热的方式，或在相变材料中添加高导热系数的材料等方法来强化换热以及增大换热面积。然而，多级联储热设备需要更多投资成本建造更大的换热设备，造价较高；在相变材料中添加高导热系数的材料(如高导热性纳米粒子)可切实提高相变材料的导热性，但高导热性的材料也会影响相变材料的相变性能，添加了高导热性纳米粒子的相变材料的相变温度可能也会发生变化，因此这一强化换热技术仍不成熟，还需进一步进行研究；而增大换热面积是使用最普遍，也是最简单的强化换热方法，通过添加翅片，或调整换热器的几何形状就可以增大换热器的有效换热面积。在换热设备的使用过程中，换热器的内壁所积累的污垢会降低换热器的传热效率，而对于添加了翅片的换热器，由于翅片的排列较为紧密，其污垢清理较为费劲，需耗费更多人工清理费用。

发明内容

本发明的目的是提供一种相变材料专用换热器，以解决上述现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种相变材料专用换热器，包括第一管道，第二管道，若干根第三管道和蹼片；

所述第二管道套设在所述第一管道内，若干根所述第三管道套设在所述第二管道内；

所述蹼片分别连接所述第二管道与第三管道；

所述第一管道与第二管道之间以及第三管道内流通有作为热量携带介质的第一流体，所述第二管道与所述第三管道之间流通有作为换热介质的第二流体。

优选的，所述蹼片包括第一蹼片和第二蹼片，所述第一蹼片和所述第二蹼片的两端与所述第二管道的内壁固接；所述第三管道外壁与所述第一蹼片之间连接有分支蹼片。

优选的，所述第一蹼片与所述第二蹼片相互垂直；任意相邻的所述第三管道相对于所述第一蹼片对称设置，任意相邻的所述第三管道相对于所述第二蹼片对称设置；所述第一蹼片和所述第二蹼片上分别开设有用于连通两侧的连通孔。

优选的，所述第一流体为导热流体，所述第二流体为相变材料。

优选的，所述相变材料为液气相变材料。

优选的，所述第一管道的材质为隔热材料。

优选的，所述第二管道和所述第三管道的材料为高导热材料。

优选的，所述蹼片的材料为高导热材料。