管殼式多功能相變儲能換熱器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及蓄熱式換熱領域，特別是涉及一種熱能存儲與釋放的管殼式多功能相變儲能換熱器。
【背景技術】
[0002]當今，能源的使用在依賴化石燃料供能的同時也逐步向著能源多元化、清潔化的方向發(fā)展，人們?nèi)找嬷匾曉鯓訉⒉煌问降哪芰恳钥梢允褂玫姆绞絻Υ嫫饋?，并在能源供不應求時又以環(huán)保的形式釋放出來滿足需求。儲能技術對能源的供給、能源可持續(xù)發(fā)展起著重要作用。目前研宄開發(fā)得較為廣泛的儲能技術主要集中在熱能儲存和電能儲存方面，這些技術廣泛應用于太陽能高溫儲能、電力移峰填谷、工業(yè)廢熱和余熱回收、工業(yè)與民用建筑和空調(diào)節(jié)能等領域。相變儲能技術是熱能儲存技術中發(fā)展很快的一種新興技術，其實用化過程中重要的一環(huán)就是相變儲能換熱器的設計。相變儲能換熱器是一種集儲熱和換熱功能于一身的相變儲能換熱裝置。
[0003]近年來，隨著人們節(jié)能意識的不斷增強，一些新型相變儲能換熱設備相繼出現(xiàn)，并越來越廣泛地應用于太陽房、建筑節(jié)能系統(tǒng)、蓄冷空調(diào)系統(tǒng)和余熱回收系統(tǒng)。中國專利CN103148723A公布了一種金屬網(wǎng)基波紋管式相變蓄熱裝置；中國專利CN 203274570U公布了一種具有軟管式換熱器的相變儲熱單元；中國專利CN103900404A公布了一種供熱穩(wěn)定的板式相變蓄熱換熱器。這些相變儲能換熱器的一個共同特征是，換熱管或者換熱板的一側(cè)填充相變材料，另一側(cè)作為換熱流體的通道，儲熱流體和取熱流體交替流過相同的管路或異形流道。這類相變儲能換熱器只適用于間歇儲熱和取熱，且儲熱流體與取熱流體可以直接接觸的場合。
[0004]中國專利申請CN102829661A公開了一種分級相變蓄熱裝置，該裝置的蓄熱管由內(nèi)管和外管組成套管式，內(nèi)管和外管之間由翅片支撐，翅片分割的空間內(nèi)填充相變蓄熱材料。但該裝置的蓄熱管的內(nèi)管走儲熱流體，進行儲熱，蓄熱管外管外壁面與取熱流體接觸，進行放熱，取熱側(cè)承壓能力低，整個裝置的介質(zhì)和工藝適應性不強。中國專利CN202547463U公開了一種三套管式相變蓄熱換熱器，該換熱器由三根直徑不同的管道同心套合構成，從內(nèi)到外分別形成一個圓形通道和兩個環(huán)形通道，中間的環(huán)形通道中填裝相變儲熱材料，套管之間加肋片起支撐和強化傳熱作用。該三套管式相變蓄熱換熱器結(jié)構不緊湊，當要求的儲熱量和傳熱面積較大時，需要的三套管總長度很長，占用空間較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于上述現(xiàn)有技術所存在的問題，本發(fā)明提供一種管殼式多功能相變儲能換熱器，其結(jié)構緊湊、操作方便、承壓能力大、介質(zhì)和工藝適應性強，而且相變儲熱材料蓄熱密度尚O
[0006]為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種管殼式多功能相變儲能換熱器，包括:
[0007]殼體、管箱、封頭、兩塊管板、若干雙層套管換熱管、折流元件、管程流體通道接管一、管程流體通道接管二、殼程流體通道接管一和殼程流體通道接管二；其中，
[0008]所述雙層套管換熱管，該雙層套管換熱管由內(nèi)層管和外層管套裝而成，所述內(nèi)層管與外層管之間設置金屬支承結(jié)構，所述外層管與所述內(nèi)層管之間的環(huán)形空間內(nèi)裝填相變儲能材料，所述內(nèi)層管與外層管之間的環(huán)形空間的兩端設置密封組件進行密封；
[0009]所述若干雙層套管換熱管的兩端分別固定在所述兩塊管板上，兩塊管板分別通過法蘭與所述管箱和封頭相連接，所述殼體、管板與各雙層套管換熱管外層管外壁面之間的空間為殼程流體流動的殼程流體通道，所述管箱、封頭與各雙層套管換熱管的內(nèi)層管內(nèi)的空間為管程流體流動的管程流體通道；
[0010]所述折流元件，設在所述殼程流體通道內(nèi)，使所述殼程流體通道內(nèi)形成湍流通道;
[0011]所述殼體、管箱和封頭外均設有保溫層；
[0012]所述管程流體通道接管一和管程流體通道接管二分別設在所述管箱上，該管程流體通道接管一和管程流體通道接管二與管程流體通道連通；
[0013]所述殼程流體通道接管一和殼程流體通道接管二分別設在所述殼體上，該殼程流體通道接管一和殼程流體通道接管二與殼程流體通道連通。
[0014]本發(fā)明的有益效果為:通過在多根平行布置的雙層套管換熱管上設置折流元件，并將雙層套管換熱管的兩端固定在兩塊管板上，構成管束，該管束兩端通過兩個法蘭分別與管箱和封頭連成一體，形成的管程流體和殼程流體互不接觸、均能與相變儲能材料進行熱交換、相變儲能材料可以更換的結(jié)構，具有結(jié)構緊湊，操作方便和承壓能力大的優(yōu)點，而且介質(zhì)和工藝適應性強，相變儲熱材料蓄熱密度高。
【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。
[0016]圖1是本發(fā)明實施例的管殼式多功能相變儲能換熱器的結(jié)構示意圖；
[0017]圖2a是本發(fā)明實施例的管殼式多功能相變儲能換熱器的雙層套管的環(huán)形空間的金屬支承結(jié)構的縱截面示意圖；
[0018]圖2b是本發(fā)明實施例的管殼式多功能相變儲能換熱器的雙層套管的環(huán)形空間的一種金屬支承結(jié)構的橫截面示意圖；
[0019]圖2c是本發(fā)明實施例的管殼式多功能相變儲能換熱器的雙層套管的環(huán)形空間的另一種金屬支承結(jié)構的橫截面示意圖；
[0020]圖3a是本發(fā)明實施例的管殼式多功能相變儲能換熱器的套管端部的焊接金屬環(huán)密封結(jié)構及外層管與管板連接示意圖；
[0021]圖3b是本發(fā)明實施例的管殼式多功能相變儲能換熱器的套管端部的可拆式螺紋連接密封結(jié)構及外層管與管板連接示意圖；
[0022]圖3c是本發(fā)明實施例的管殼式多功能相變儲能換熱器的套管端部的可拆式填料函密封結(jié)構及外層管與管板連接示意圖；
[0023]圖中各標號對應的部件為:1-管箱，2-殼體，3-封頭，41-管程流體通道接管一，42-管程流體通道接管二，51-殼程流體通道接管一，52-殼程流體通道接管二，6-管板，71-雙層套管的外層管，72-雙層套管的內(nèi)層管，8-雙層套管的內(nèi)外層管之間的金屬支架，9-相變儲能材料，10-雙層套管環(huán)形空間端部的密封組件，11-折流元件。
【具體實施方式】
[0024]下面對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0025]如圖1所示，本發(fā)明實施例提供一種管殼式多功能相變儲能換熱器，包括:殼體、管箱、封頭、兩塊管板、若干雙層套管換熱管、折流元件、管程流體通道接管一、管程流體通道接管二、殼程流體通道接管一和殼程流體通道接管二 ；
[0026]其中，各雙層套管換熱管結(jié)構一致，每根雙層套管換熱管由內(nèi)層管和外層管套裝而成，內(nèi)層管與外層管之間設置金屬支承結(jié)構，外層管與內(nèi)層管之間的環(huán)形空間內(nèi)裝填相變儲能材料(如圖2