[发明专利]一种多介质准双逆流蓄热器

说明书

技术领域

本发明属于热交换技术领域，具体涉及一种多介质准双逆流蓄热器。

背景技术

目前一般的蓄热器蓄热能力小，难以实现多种介质同时工作，而且由于介质流动方式简单，换热效果不理想。同时，对于太阳能与风冷热泵系统，主要包括热泵机组、太阳能集热系统和辅助加热系统。太阳能集热系统与热泵系统直接连接，该种方式难以实现对太阳能热水热量需求的控制。对于风冷热泵两级压缩系统，介质经过一级压缩之后直接进入到两级压缩，增加了压缩机的功耗。因此，同时存在多种介质、蓄热力大、控制方便、能够实现太阳能集热与热泵之间柔性连接的一种蓄热装置为市场所期盼。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种多介质准双逆流蓄热器，采用本发明，可以使多种介质同时实现准双逆流换热并且可作为太阳能风冷热泵系统柔性连接的一种蓄热器。

本发明主要采用以下技术方案：一种多介质准双逆流蓄热器，包括蓄热器壳体，蓄热器壳体内设有管道I和管道II，蓄热器壳体左端设有管道I入口以及管道II出口，右端设有管道I出口以及管道II入口；管道I和管道II为旋向相同且均与蓄热器壳体同轴的螺旋管道；管道I和管道II的螺旋部分相互间隔设置；蓄热器壳体内设有与管道I和管道II的螺旋上升方向垂直且贯穿蓄热器壳体的缝道；蓄热器壳体、管道I和管道II以及缝道之间填充有蓄热材料。

具体工作时，一般将管道I设为热流体管道，将管道II设为冷流体管道。热流体从管道I入口进入蓄热器壳体，冷流体从管道II入口进入蓄热器壳体，由于两者呈逆流流动方式，实现冷流体与热流体之间的准逆流换热，因此，从管道I出口流出的热流体温度降低，从管道II出口流出的冷流体温度升高。与此同时，热流体与蓄热材料之间发生热交换，热流体中的一部分热量被蓄热材料吸收储存起来，当冷流体经过蓄热材料时，蓄热材料与冷流体之间发生热交换，实现冷流体与蓄热材料之间的热交换。

当冷空气由缝道进入蓄热器时，可以与蓄热器壳体内的蓄热材料发生热交换。由于缝道与管道I和管道II的螺旋上升方向垂直，因此，冷空气与管道I和管道II内的流体之间发生的热交换很少，主要是与蓄热材料发生热换热。

进一步的，经过发明人多次摸索实验发现所述的管道I的截面为椭圆形且其长轴方向与缝道方向相同，所述的管道II的截面为圆形时，换热效果最好。因为在该种情况下，缝道与管道I的接触面积较大，与管道II的接触面积较小，从而可以保证冷空气与热流体进行热交换而且避免受热后的热空气再次与冷流体发生热交换。

因此，本发明中换热主要发生在冷流体与热流体之间、冷流体与蓄热材料之间、热流体与蓄热材料之间、蓄热材料与冷空气之间、冷空气与热流体之间。

为了进一步增强换热能力，所述的缝道内设有肋片。

所述的蓄热器壳体外部设有保温层，避免热量损失。

本发明所述的蓄热器壳体采用不锈钢材料，管道I和管道II采用铜材料，缝道采用铜管，缝道内肋片采用铝肋片。蓄热材料可以根据季节地点不选择石蜡或者其它常用的相变蓄热材料，优选石蜡，由于石蜡熔点一般在50～70℃之间，在加热到熔化温度时，就产生从固态到液态的相变，熔化的过程中，蓄热材料吸收并储存大量的潜热；当蓄热材料冷却时，储存的热量在一定的温度范围内要散发到环境中去，进行从液态到固态的逆相变。物理状态发生变化时，材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变，形成一个宽的温度平台，虽然温度不变，但吸收或释放的潜热却相当大，从而能够方便控制储热、吸热以及放热。

综上所述，本发明结构简单，不仅实现能量的储存，而且通过螺旋管道及缝道的设置实现了多种介质的准双逆流换热，达到蓄热力大、换热力强的效果。该装置可以作为太阳能与热泵系统之间的柔性连接,同样对于风冷热泵两级压缩系统，可以作为一级压缩与两级压缩之间的柔性连接，节约能源。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图中：1、蓄热器壳体，2、管道I，3、管道II，4、管道I入口，5、管道II出口，6、管道I出口，7、管道II入口，8、缝道，9、蓄热材料，10、肋片，11、保温层。

具体实施方式

实施例1