[发明专利]一种管翅式相变储能换热器

说明书

本申请提供一种管翅式相变储能换热器，包括：储能箱、相变材料、至少两组热管以及若干片管翅；所述若干片管翅彼此平行地设置在所述储能箱内，将所述储能箱内的空间划分为多个填充区域；每组热管包括相互平行的多根热管横管，并通过设置在所述热管横管端部的热管曲管将该组热管的多根所述热管横管连接成为一根迂回的热管整管；每组热管的热管横管垂直穿过各片管翅，每片管翅与每根热管横管的外壁面交界；在所述填充区域中于所述热管横管和管翅的周部填充有相变材料。本发明解决了现有技术中相变储能装置内部热传导不均匀、储能效率低、相变材料在热管外壁凝结等一系列的技术问题，并且提升换热器的智能化精确控制能力，实现热交换效率的最优化。

技术领域

本申请涉及能源技术领域，尤其涉及一种管翅式相变储能换热器。

背景技术

热电联产系统对外输出供电和热能，可以同时保障城乡用电和用热的需求。但是，由于用热和用电高峰错开，因此当热电联产系统的热量产出大于实时热量需求时，就需要进行储能。

相变储能装置利用相变材料实现热能的储存与释放。相变材料具有如下温度特性：温度升高达到相变温度时，相变材料的物理状态发生变化，而相变材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变，这一过程中，大量相变热被吸收或释放出来。从而，在相变阶段，产生了一个比较宽的温度平台，这个平台的出现，使得我们能够获得一个相对稳定的恒温时间。相变储能的储能密度高，而且热量主要分布在相变温度附近，因此实际利用比较容易。

现有的相变储能装置包括一储能箱，储能箱内放置相变材料，并且热管从入口处延伸通入储能箱，并且在储能箱内盘旋布置，再从出口处从储能箱引出。热管内流动导热介质。例如，来自热电联产系统的高温导热介质沿着热管从入口处流入储能箱，与储能箱内的相变材料发生热交换，释放热量，然后从出口处流出。

现有技术中的相变储能装置，由于相变材料本身不易导热，使得内部的相变材料热传导不均匀，储热效率低。特别是，相变材料容易在热管外壁发生板结成块的现象，阻碍热传导，对相变储能装置的寿命也很不利。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提出一种管翅式相变储能换热器，来解决现有技术中相变储能装置内部热传导不均匀、储能效率低、相变材料在热管外壁凝结等一系列的技术问题，并且提升换热器的智能化精确控制能力，实现热交换效率的最优化。

基于上述目的，本申请提出了一种管翅式相变储能换热器，包括：储能箱、相变材料、至少两组热管以及若干片管翅；

所述若干片管翅彼此平行地设置在所述储能箱内，将所述储能箱内的空间划分为多个填充区域；每组热管包括相互平行的多根热管横管，并通过设置在所述热管横管端部的热管曲管将该组热管的多根所述热管横管连接成为一根迂回的热管整管；每组热管的热管横管垂直穿过各片管翅，每片管翅与每根热管横管的外壁面交界；在所述填充区域中于所述热管横管和管翅的周部填充有相变材料；

每组热管用于使热流体通过，相邻的两组热管内热流体的流向相反；所述管翅用于在所述每组热管内的热流体与所述相变材料之间进行热交换；所述相变材料通过热交换发生相变，由相变过程中的吸热或放热实现存储和释放热能。

在一些实施例中，所述储能箱的箱壁内具有真空隔层。

在一些实施例中，所述相变材料为六水合硝酸镁。

在一些实施例中，在各组热管相邻的热管横管和相邻的管翅围成的填充空间内还设置有换热格栅，所述换热格栅设置在所述相变材料内。

在一些实施例中，所述换热格栅的格栅网孔截面为蜂窝状，所述换热格栅的格栅网孔延伸方向与所述管翅垂直。

在一些实施例中，所述换热格栅通过实心金属连接件与所述管翅连接。