一種板式相變蓄熱換熱器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種板式相變蓄熱換熱器，包括多個并行排列的密封箱，密封箱內部設有相變蓄熱體，在密封箱的四個邊角處均設置有角孔，所述任意兩個相鄰的密封箱之間設置有密封件，密封件將密封箱同側端的兩個角孔隔離，所述任意兩個相鄰的密封件呈180°夾角且平行設置，所述多個密封箱之間通過密封件圍合形成間隔分布的熱工質流腔和冷工質流腔；還包括外部框架，外部框架將所述密封箱壓緊密封，所述外部框架上還設置有與角孔連通的冷工質進出口和熱工質進出口。本實用新型體積小，裝卸方便，便于維修；利用相變蓄熱材料進行蓄熱，能有效解決供熱量不穩的缺點，延長了供熱時間，可維持穩定的供熱溫度，穩定性好，工質互不影響。
【專利說明】一種板式相變蓄熱換熱器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及蓄熱換熱領域，更具體的說是涉及一種板式相變蓄熱換熱器。
【背景技術】
[0002]在供熱系統中，由于某些熱源如太陽能等能量不穩定，從而造成供熱存在間歇性或部分時間停止供熱等狀況，限制了這部分熱源的應用，導致了熱量的浪費。相變蓄熱材料憑借其蓄熱量大、溫度穩定的特點，在供暖系統中已得到了越來越多的應用。專利CN103062828A公開了一種閉式平板相變蓄熱箱供熱系統，該發明是在蓄熱水箱內布置若干相變蓄熱板，換熱工質通過導流槽進入蓄熱水箱，與相變蓄熱板充分接觸后進行蓄熱放熱，解決的是現有蓄熱箱結構復雜、形式固定、蓄熱材料不可靈活拆卸的問題，但此專利的閉式平板相變蓄熱箱在結構上與本實用新型存在本質區別。本實用新型提供一種板式相變蓄熱換熱器，采用板式換熱器的結構，相變蓄熱體分別與兩側不同的換熱工質進行相變蓄熱或放熱反應，換熱工質相互并不接觸，并利用相變蓄熱材料蓄熱量大、溫度穩定的特點，省去水箱設置的同時達到換熱和蓄熱的效果，提高了系統供熱運行的穩定性。
[0003]實用新型內容
[0004]本實用新型克服了現有技術的不足，提供了一種板式相變蓄熱換熱器，解決了以往的換熱裝置不便拆卸、不能用于不同換熱工質換熱及供熱不穩定的問題。
[0005]為解決上述的技術問題，本實用新型采用以下技術方案:一種板式相變蓄熱換熱器，包括多個并行排列的密封箱，密封箱內部設有相變蓄熱體，在密封箱的四個邊角處均設置有角孔，所述任意兩個相鄰的密封箱之間設置有密封件，密封件將密封箱同側端的兩個角孔隔離，所述任意兩個相鄰的密封件呈180°夾角且平行設置，所述多個密封箱之間通過密封件圍合形成間隔分布的熱工質流腔和冷工質流腔；還包括外部框架，外部框架將所述密封箱壓緊密封，所述外部框架上還設置有與角孔連通的冷工質進出口和熱工質進出口。相變蓄熱體內部裝有相變蓄熱材料，相變蓄熱材料是利用物質在相變(如凝固/熔化、凝結/汽化、固化/升華等)過程發生的相變熱來進行熱量的儲存和利用，相變蓄熱材料可根據需要采用相變溫度為0-1000°C的相變蓄熱材料，可以在相變材料內加入金屬粉末、封裝或采用其他方式強化換熱，相變蓄熱體厚度根據實際情況進行設計，具體以傳熱性能優、體內相變材料可完全發生相變反應且設備阻力限定在一定范圍內為標準。本方案中，密封箱相互并行排列，密封箱之間通過密封件隔開，通過外部框架將密封箱壓緊并密封，其中的熱工質流腔和冷工質流腔分別相互連通，并通過冷工質進出口和熱工質進出口與外部管道連通，形成換熱工質的流動空間；本方案通過任意兩個相鄰的密封件呈180°夾角且平行設置，將密封箱與密封箱之間通過密封件形成了間隔分布的熱工質流腔和冷工質流腔，從而在使用時熱工質限定在熱工質流腔，冷工質限定在冷工質流腔，二者相互隔離互不混合，可用于不同工質的換熱，同時也提高了換熱效率，提高了系統供熱運行的穩定性，且本方案中的換熱器體積小，結構簡單且拆卸方便，節約成本的同時還方便了裝卸和維修。
[0006]所述密封件為方形結構，方形結構的兩個長邊的同一側端設置有隔離密封件，隔離密封件將密封箱同側端的兩個角孔隔離。隔離密封件將密封箱同側的兩個角孔與另外兩個角孔隔開，則換熱工質在流過被隔離的角孔時就不會進入到另外的兩個角孔內，實現分隔流通，可保證不同工質在使用時互不混合，保證了密封箱內熱工質流腔和冷工質流腔的密封性。
[0007]所述密封件在隔離的兩個角孔圓周面還外延有環形的角孔密封件。角孔密封件可將兩個相鄰的角孔圓周面密封，從而可以保證隔離的角孔與非隔離的角孔之間發生換熱工質混合，可提高角孔的密封性，保證不同工質使用時互不影響，提高系統蓄熱放熱的穩定性。
[0008]所述密封箱的兩個豎直側面均設置有波輪流道。為加快換熱工質與相變蓄熱體的換熱速率，提高相變蓄熱體與換熱工質的換熱面積，所以在密封箱的兩個豎直側面均設置波輪流道，換熱工質通過波輪流道可加快流動和蓄熱放熱，同時波輪通道還加快了換熱工質的內部湍動，強化了傳熱過程，有效地提高了傳熱能力，且不易結垢。
[0009]所述密封箱豎直兩端的中部均設置有定位槽。換熱器在裝配時可通過定位槽定位各個密封箱，使得密封箱相互之間排列整齊，使得各個角孔相互對應，避免角孔錯位造成密封失效或者是換熱工質流通不暢的問題。
[0010]所述外部框架包括前端板、上定位導桿、下定位導桿、后端板及固定螺栓，所述前端板、上定位導桿、下定位導桿及后端板相互圍合并通過固定螺栓將密封箱壓緊密封。外部框架主要作用是將密封箱和密封件密封壓緊，保證換熱工質不會與外部接觸或者泄露，同時外部框架采用前端板、上定位導桿、下定位導桿及后端板相互圍合并通過固定螺栓將密封箱壓緊密封的結構，不僅裝卸方便，便于維修，而且可最大的減少外部框架體積，降低成本；為減少熱量損失，外部框架的前端板、上定位導桿、下定位導桿、后端板最好采用絕熱材料制成，或者可在外部框架外部包裹絕熱層。
[0011]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:
[0012]1、本實用新型密封箱和密封件通過外部框架壓緊密封，不僅密封性好，體積小，且裝卸方便，清洗方便，便于維修。
[0013]2、本實用新型利用相變蓄熱材料進行蓄熱，相變材料蓄熱量大、溫度穩定、熱效率高、易于控制，能有效解決供熱量不穩的缺點，延長了供熱時間，可維持穩定的供熱溫度，穩定性好。
[0014]3、本實用新型內部通過密封箱與密封件作用形成相互隔離的熱工質流腔和冷工質流腔，從而可以用于不同換熱工質的蓄熱放熱，且互不影響。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細說明。
[0016]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0017]圖2為本實用新型密封箱的結構示意圖；為方便理解，本圖中同時將密封件畫出。
[0018]圖3為本實用新型密封箱的結構示意圖；本圖中密封件與圖2中的密封件呈180°夾角設置。
[0019]圖4為本實用新型的工作示意圖，本圖中特將熱工質流腔和冷工質流腔的間隔增大，以方便理解，圖中的箭頭表示工質流向。[0020]圖中的標號為:1、冷工質進出口 ；2、相變蓄熱體；3、密封箱；4、上定位導桿；5、熱工質流腔；6、冷工質流腔；7、后端板；8、前端板；9、熱工質進出口 ；10、固定螺栓；11、下定位導桿；12、定位槽；13、角孔；14、波輪流道；15、角孔密封件；16、隔離密封件；17、密封件。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖對本實用新型作進一步的說明。本實用新型的實施方式包括但不限于下列實施例。
[0022]實施例1
[0023]如圖1、圖4所示的一種板式相變蓄熱換熱器，包括多個并行排列的密封箱3，密封箱3內部設有相變蓄熱體2，在密封箱3的四個邊角處均設置有角孔13，所述任意兩個相鄰的密封箱3之間設置有密封件16，密封件16將密封箱3同側端的兩個角孔13隔離，所述任意兩個相鄰的密封件17呈180°夾角且平行設置，所述多個密封箱3之間通過密封件17圍合形成間隔分布的熱工質流腔5和冷工質流腔6 ;還包括外部框架，外部框架將所述密封箱3壓緊密封，所述外部框架上還設置有與角孔13連通的冷工質進出口 I和熱工質進出口9。
[0024]本實施例通過相變蓄熱體2蓄熱放熱，多個密封箱3通過密封件16隔開且密封箱3和密封件16通過外部框架夾緊密封，密封箱之間形成相互隔開的熱工質流腔5和冷工質流腔6 ;在使用時，當熱(冷)工質通過換熱器時，與相變蓄熱體2換熱，相變材料通過蓄熱(放熱)將一部分能量儲存(釋放)，另一部分熱量(冷量)傳遞給冷(熱)工質；當熱工質停止運行或供熱量不足以使冷工質達到所需溫度時，相變蓄熱體2釋放相變潛熱，使供熱流體維持在供熱溫度，且冷工質通過冷工質進出口 I只可在冷工質流腔6內流動，熱工質通過熱工質進出口 9只可在熱工質流腔5內流動，冷、熱工質互不影響，可避免工質泄露混合造成蓄熱、放熱失效和供熱不穩，可用于不同工質之間的換熱，實用性大為提高，同時密封箱3和密封件16通過夾緊方式設置還可方便拆卸、維修及清洗。
[0025]本實施例中相變蓄熱體2、熱工質流腔5及冷工質流腔6的厚度根據實際情況進行設計，具體以傳熱性能優、體內相變材料可完全發生相變反應且設備阻力限定在一定范圍內為標準，相變蓄熱體2的厚度遠小于長寬度，本體呈矩形；本實施例適用于需要供應熱量的建筑、設備或其他場合，可根據實際需要增減或更換相變蓄熱體，蓄熱能力靈活；可以收集太陽能等清潔能源熱量，也可以回收廢氣熱、廢水熱、污水熱等各種熱媒熱量，具有節能環保意義。
[0026]如圖4所示，四個角孔13分別包括熱工質入口孔(A)、熱工質出口孔(C)、冷工質入口孔(B)及冷工質出口孔(D)，熱工質入口孔(A)和熱工質出口孔(C)與熱工質流腔5連通，形成熱工質換熱通道，并通過熱工質進出口 9與外部換熱通道連通；冷工質入口孔(B)和冷工質出口孔(D)與冷工質流腔6連通，形成冷工質換熱通道，并通過冷工質進出口 I與外部換熱通道連通；熱工質入口孔(A)和熱工質出口孔(C)位于密封箱3同一側兩端，冷工質入口孔(B)和冷工質出口孔(D)位于密封箱3另一側兩端。
[0027]如圖4所示，基于以上描述，本實施例的換熱器運行過程為:
[0028]運行方式1:當僅有熱量輸入而無熱量輸出時，熱工質沿著熱工質進口流入，首先流過熱工質入口孔(A)，并沿著相變蓄熱體表面流過熱工質流腔5流入熱工質出口孔(C)，最終經熱工質出口從換熱器中流出。在熱工質流腔5中，當熱工質溫度達到相變材料相變溫度以上時，相變材料發生相變反應進行蓄熱，此時相變蓄熱換熱器處于相變蓄熱階段。
[0029]運行方式2:當冷工質沿著冷工質進口經冷工質入口孔(B)并沿著相變蓄熱體表面流入冷工質出口孔(D)時，冷工質在冷工質流腔6中循環。此時兩種工質流經各自的通道并進行換熱，當熱工質溫度可以直接滿足末端供熱要求時，相變蓄熱體繼續進行蓄熱，此時相變蓄熱換熱器處于相變蓄熱供熱階段。
[0030]運行方式3:當熱工質停止供熱或供熱量不足以滿足末端所需熱量時，相變蓄熱材料釋放相變潛熱，加熱冷工質并使其維持在供熱溫度，持續向末端供應熱量，此時相變蓄熱換熱器處于相變放熱供熱階段。
[0031]實施例2
[0032]如圖2和圖3所示，本實施例在實施例1的基礎上增加了優化了密封件，具體為:所述密封件17為方形結構，方形結構的兩個長邊的同一側端設置有隔離密封件16，隔離密封件16將密封箱3同側端的兩個角孔13隔離。
[0033]本實施例中密封件17設置成與密封箱3相匹配的結構，四個角孔13位于密封件17內側，同一側的兩個角孔通過隔離密封件16與另外兩個角孔13隔離開來，使得另外兩個角孔13、密封件16及隔離密封件16形成流腔，被隔離的角孔13在工質流入時不會進入流腔，直接進入下一個相鄰的流腔，從而可以將工質區分開來，不會相互混合，保證工質正常流動。
[0034]優選地，所述密封件17在隔離的兩個角孔13圓周面還外延有環形的角孔密封件15。為加強被隔離開的兩個角孔13的密封性，保證工質不會泄露混合，所以密封件17在隔離的兩個角孔13圓周面還外延有環形的角孔密封件15，通過角孔密封件15加強被隔離角孔13的密封性，達到很好的密封效果，保證供熱穩定。
[0035]實施例3
[0036]本實施例在實施例1或實施例2的基礎上增加了以下結構:所述密封箱3的兩個豎直側面均設置有波輪流道14。
[0037]本實施例的波輪流道14帶來了兩個好處:第一個好處是可加快換熱工質的內部湍動，使得工質在密封箱3表面流動更加全面，且工質不易結垢；第二個好處是增大了工質與相變蓄熱體2的接觸面積，從而強化了傳熱效果，蓄熱和散熱更加迅速、均勻，使得傳熱更加穩定。
[0038]實施例4
[0039]本實施例在上述任一實施例的基礎上做了進一步優化，具體為:所述密封箱3豎直兩端的中部均設置有定位槽12。
[0040]本實施例定位槽12用于將密封箱3豎直定位，使得密封箱3相互平行且不致錯位，從而可以提高裝配精度，保證熱工質流腔(5)和冷工質流腔(6)密封，同時保證角孔13與角孔13之間可相互正對，避免角孔13錯位使得工質流動不暢，影響傳熱效率，還可避免工質堵塞。
[0041]實施例5
[0042]本實施例在上述任一實施例的優化了外部框架，具體為:所述外部框架包括前端板8、上定位導桿4、下定位導桿11、后端板7及固定螺栓10,所述前端板8、上定位導桿4、下定位導桿11及后端板7相互圍合并通過固定螺栓10將密封箱3壓緊密封。
[0043]本實施例中，前端板8和后端板7位于兩端的密封箱3外側，上定位導桿4和下定位導桿11分別位于密封箱3上、下兩端，上定位導桿4和下定位導桿11穿過前端板8和后端板7后通過固定螺栓10與導桿配合，將密封箱3夾緊在內部，通過前端板8、上定位導桿
4、下定位導桿11及后端板7相互圍合并通過固定螺栓10固定將密封箱與外部隔離，同時密封箱3與密封件17通過固定螺栓10相互壓緊，達到密封，不僅結構簡單，且拆卸方便，在減少設備成本的同時還可減少換熱器體積，實用性大為提高。本實施例中的外部框架內部或外部可加設保溫層達到保溫效果，減少熱量散失，或者外部框架采用絕熱材料制成。
[0044]如上所述即為本實用新型的實施例。本實用新型不局限于上述實施方式，任何人應該得知在本實用新型的啟示下做出的結構變化，凡是與本實用新型具有相同或相近的技術方案，均落入本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種板式相變蓄熱換熱器，其特征在于:包括多個并行排列的密封箱(3)，密封箱(3)內部設有相變蓄熱體(2)，在密封箱(3)的四個邊角處均設置有角孔(13)，所述任意兩個相鄰的密封箱(3)之間設置有密封件(16)，密封件(16)將密封箱(3)同側端的兩個角孔(13)隔離，所述任意兩個相鄰的密封件(17)呈180°夾角且平行設置，所述多個密封箱(3)之間通過密封件(17)圍合形成間隔分布的熱工質流腔(5)和冷工質流腔(6);還包括外部框架，外部框架將所述密封箱(3)壓緊密封，所述外部框架上還設置有與角孔(13)連通的冷工質進出口( I)和熱工質進出口(9)。
2.根據權利要求1所述的一種板式相變蓄熱換熱器，其特征在于:所述密封件(17)為方形結構，方形結構的兩個長邊的同一側端設置有隔離密封件(16)，隔離密封件(16)將密封箱(3)同側端的兩個角孔(13)隔離。
3.根據權利要求2所述的一種板式相變蓄熱換熱器，其特征在于:所述密封件(17)在隔離的兩個角孔(13)圓周面還外延有環形的角孔密封件(15)。
4.根據權利要求1所述的一種板式相變蓄熱換熱器，其特征在于:所述密封箱(3)的兩個豎直側面均設置有波輪流道(14)。
5.根據權利要求1所述的一種板式相變蓄熱換熱器，其特征在于:所述密封箱(3)豎直兩端的中部均設置有定位槽(12 )。
6.根據權利要求1所述的一種板式相變蓄熱換熱器，其特征在于:所述外部框架包括前端板(8)、上定位導桿(4)、下定位導桿(11)、后端板(7)及固定螺栓(10)，所述前端板(8)、上定位導桿(4)、下定位導桿(11)及后端板(7)相互圍合并通過固定螺栓(10)將密封箱(3)壓緊密封。
【文檔編號】F28D20/02GK203772088SQ201420199570
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年4月23日 優先權日:2014年4月23日
【發明者】趙娟, 侯文 , 章曉陽, 吳銀萍, 王曦, 付韻潮, 梅力宸, 徐永軍, 張玉, 吳娟 申請人:四川省建筑設計研究院