[发明专利]一种双流道储能换热器

说明书

本发明公开了一种双流道储能换热器，包括管壳式换热器，所述的管壳式换热器包括内设有若干折流隔板的壳体、通过法兰连接设置在所述壳体上下端的管箱、排列设置在所述壳体内且与上下端的管箱连通的若干换热管，所述的换热管外套有环形套管，所述环形套管内孔与所述的换热管外壁之间的间隙中密封地填充有相变储能材料。相比传统管壳式换热器具有更高储能能力，能够有效解决能量在时间上分配不均匀问题。双流道设计相比单流道储能换热器具有更灵活的操作性，且双流道可以满足系统同时进行储能放热操作，适宜用于工业余热回收，太阳能热储存，结合峰谷电制热的热泵热水器等领域。

技术领域

本发明涉及一种双流道储能换热器，用于热能的储存及再利用，属于节能环保领域。

技术背景

近几十年来，随着经济的不断增长，资源消耗量不断增大，节约能源和环境保护也得到不断的重视。对能源利用率的提高以及可再生能源的应用提出了更高的要求。因此，储能装置的发展受到人们广泛的关注。储能装置能够解决能量在时间上分布不均匀的问题，平衡能量与用户需求量不一致的情况。因此，迫切需要设计开发出稳定性强，利用率高，储热密度大的储能系统。

相变储能材料在相变过程中能够吸收释放大量能量，具有高潜热密度，是一种良好的储能材料。且相变储能材料温度范围广，根据具体条件可选择不同相变温度材料，适用领域广。管壳式换热器作为化工工程中应用最广的换热器，具有结构坚固，适应性强，能够利用回收热能等优点。将相变储能材料与传统管壳式换热器相结合，形成一种新型的储能换热器。这种储能换热器能够有效储存能量及回收热能，有效解决能量在时间上分配不均匀的问题，提高能源利用率。可应用于热泵热水器水箱中，利用低谷电加热储存能量于相变储能材料中，峰谷电时从相变储能材料中释放能量用于生活用水。或用于太阳能热水器中，有效解决太阳能能量密度较低且在时间上分配不均匀的问题。

传统储能换热器多为单流道配置，储能材料填充于管程或壳程中，工作流体流经同一流道对相变储能材料进行加热冷却。操作弹性小且由于流体域中滞留的工作流体，造成系统蓄放热效率降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种储能密度大，操作灵便，稳定性好的双流道储能换热器。

本发明通过如下技术方案实现：

一种双流道储能换热器，包括管壳式换热器，所述的管壳式换热器包括内设有若干折流隔板的壳体、通过法兰连接设置在所述壳体上下端的管箱、排列设置在所述壳体内且与上下端的管箱连通的若干换热管，所述的换热管外套有环形套管，所述环形套管内孔与所述的换热管外壁之间的间隙中密封地填充有相变储能材料。

进一步地，所述的相变储能材料包括石蜡、钡盐或膨胀石墨复合相变材料。

进一步地，所述的折流隔板为弓形隔板。

进一步地，所述的折流隔板为螺旋隔板。

进一步地，所述的换热管的排布方式为正三角形排列。

进一步地，所述壳体两端设置有管板，所述管板与管箱之间还设置有用于固定环形套管与换热管相对位置及密封所述环形套管端口的假管板，所述管板对应的分布有若干与环形套管相匹配的圆孔，所述假管板上对应的分布有若干与换热管相匹配的圆孔。

进一步地，当所述的相变储能材料采用钡盐时，所述的换热管、假管板、环形套管的材料为紫铜。

进一步地，当所述的相变储能材料采用石蜡或膨胀石墨复合相变材料时，所述的换热管、假管板、环形套管的材料为不锈钢。

进一步地，所述壳体的外壁面外加设有保温棉进行保温。

进一步地，位于上端的管箱内设置有管程分程隔板，所述壳体的外壁底部及下端的管箱底部分别设置有壳程排水孔及管程排水孔。

相比现有技术，本发明具有以下有益效果：