一种板式相变储能换热装置的制作方法

本实用新型属于利用潜热的热贮存装置，特别涉及一种板式相变储能换热装置。

背景技术：

我国工业余热资源丰富，主要包括高温废气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热等，余热资源约占其燃料消耗总量的17％～67％，其中可回收率达60％，余热利用率提升空间大，节能潜力巨大。当前我国能源利用效率较低，大量的废热、余热未能有效利用而被白白浪费掉，这种现象主要是热能回收装备技术落后造成的。近年来，随着人们节能意识的不断增强，人们日益重视怎样将不同形式的能量以可以使用的方式储存起来，并在能源供不应求时又以环保的形式释放出来满足需求。储能技术对能源的供给、能源可持续发展起着重要作用。目前研究开发得较为广泛的储能技术主要集中在热能储存和电能储存方面，这些技术广泛应用于太阳能高温储能、电力移峰填谷、工业废热和余热回收、工业与民用建筑和空调节能等领域。相变储能技术是热能储存技术中发展很快的一种新兴技术，其实用化过程中重要的一环就是相变储能换热装置的设计。相变储能换热装置是一种集储热和换热功能于一身的余热利用装置。

现有技术中，相变储能换热装置普遍存在换热效率低、换热分布不均匀、储能时间长等缺点。中国专利申请CN202547463U公开了一种三套管式相变蓄热换热器，该装置由相变蓄热换热器壳体、相变蓄热材料套管和冷水管组成，结构简单、加工方便、成本低廉，但该装置换热效率低、储能量小。中国专利CN203274570U公开了一种具有软管式换热器的相变储热单元，由容器、置于容器内的软管式换热器和容器壁与换热器之间的相变储热材料组成，安装使用方便，但该装置中软管式换热器承压能力低，整个装置的介质和工艺适应性不强，易造成储热材料相变过程中液相的泄漏。中国专利CN104215109A公开了一种相变储能装置，由微通道换热器、外壳、顶盖和相变材料等组成，该装置换热效率相对较高，但结构复杂，相变材料外形等需要经过专门的加工设计，装填费时费力。因此，借鉴用于其它行业的换热装置，设计一种板式相变储能换热装置来解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种板式相变储能换热装置，其具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻便、占地面积小、清洗方便等解决公知技术中存在技术难题的设计。

本实用新型的技术方案是如下实现的，一种板式相变储能换热装置由箱体、人孔、换热板、相变储能材料、相变储能材料通道接口一、相变储能材料通道接口二、流体通道接口一、流体通道接口二、起密封作用的相变储能材料侧换热板垫片、流体通道侧换热板垫片及起固定作用的顶板、底板、定位杆、固定杆、固定片、螺母构成，其特征在于，所述箱体外部包裹有保温材料，所述箱体的一侧设置人孔，便于检修，所述箱体的内部设置换热板及其固定装置；多个所述换热板交替叠合在一起并夹设固定于所述顶板和所述底板之间，通过所述定位杆、所述固定杆、所述固定片、所述螺母固定在所述箱体内。

每一个所述换热板板片的表面下凹、底面外凸而分别形成有多个凹槽和多个凸部，一个所述换热板的凸部分别悬于相邻所述换热板对应的凹部中，一个所述换热板的表面与相邻之上方所述换热板的底面之间形成流体通道，该板片的底面与相邻之下方所述换热板的表面之间形成相变储能材料通道，多个流体通道和相变储能材料通道一一交替设置，且多个流体通道首尾连接后形成装置的流体通道，流体通道的两端分别与所述流体通道接口一、流体通道接口二连接，多个相变储能材料通道首尾连接后形成装置的相变材料储存空间，相变材料储存空间的两端分别与所述相变储能材料通道接口一和相变储能材料通道接口二连接，流体通道侧所述换热板表面周缘均设置所述流体通道侧换热板垫片，相变储能材料储存空间侧所述换热板表面周缘均设置所述相变储能材料侧换热板垫片，垫片位于所述换热板表面凹部的外围并夹设与相邻两个所述换热板之间形成密封抵接。

所述相变储能材料通道接口一、相变储能材料通道接口二、流体通道接口一及流体通道接口二设置在所述顶板上，所述相变储能材料通道接口一及相变储能材料通道接口二设置在所述顶板的一侧，所述相变储能材料高温熔化后从所述相变储能材料通道接口一加入到相变储能材料储存空间中，

所述流体通道接口一及流体通道接口二设置在所述顶板的一侧。

储热时，蒸汽形式的余热和废热从所述流体通道接口一流入，流经所述换热板流体通道，通过所述换热板的板壁将热能传递给所述的相变储能材料，所述相变储能材料熔化，热能以潜热形式将接收到的热能储存起来，取热时，取热流体从所述流体通道接口二流入，流经所述换热板流体通道，将热能从所述相变储能材料中取走，所述相变储能材料凝固，将之前储存的热能释放出来。

本实用新型具有的优点和积极效果是：利用热电厂、钢铁厂等高耗能单位以蒸汽形式排放的余热和废热作为热源，采用具有多个凹槽和多个凸部特殊结构设计的换热板作为换热元件，通过合理分布相变储能材料储存空间和流体通道空间在板式相变储能换热装置中的空间占比，达到装置储能量与换热效率之间的最佳平衡点，满足实际需要。同时，装置结构简单、加工方便、不会造成储热材料相变过程中液相的泄漏，实现了能源的合理利用，在我国大力实施节能减排发展战略之际，本实用新型的推广应用具有广阔的应用市场和良好的发展前景。

附图说明

图1是本实用新型一种板式相变储能换热装置的主视图；

图2是本实用新型一种板式相变储能换热装置的侧视图；

图3是本实用新型一种板式相变储能换热装置流体通道侧换热板的平面图；

图4是本实用新型一种板式相变储能换热装置相变储能材料侧换热板的平面图。

图中，1-箱体，2-顶板，3-人孔，4-相变储能材料，5-换热板，6-底板，7螺母，8-固定杆，9-固定片，10-定位杆，11-相变储能材料通道接口一，12-流体通道接口一，13-流体通道接口二，14-相变储能材料通道接口二，15-流体通道侧换热板垫片，16-相变储能材料侧换热板垫片。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

如图1-4所示，一种板式相变储能换热装置包括：箱体1、人孔3、换热板5、相变储能材料4、相变储能材料通道接口一11、相变储能材料通道接口二14、流体通道接口一12、流体通道接口二13、起密封作用的相变储能材料侧换热板垫片16、流体通道侧换热板垫片15及起固定作用的顶板2、底板6、定位杆10、固定杆8、固定片9、螺母7。其特征在于，所述箱体1外部包裹有保温材料，所述箱体1的一侧设置人孔3，便于检修，所述箱体1的内部设置换热板5及其固定装置。多个所述换热板5交替叠合在一起并夹设固定于所述顶板2和所述底板6之间，通过所述定位杆10、所述固定杆8、所述固定片9、所述螺母7固定在所述箱体1内。

每一个所述换热板5板片的表面下凹、底面外凸而分别形成有多个凹槽和多个凸部，一个所述换热板5的凸部分别悬于相邻所述换热板5对应的凹部中，一个所述换热板5的表面与相邻之上方所述换热板5的底面之间形成流体通道，该板片的底面与相邻之下方所述换热板5的表面之间形成相变储能材料通道，多个流体通道和相变储能材料通道一一交替设置，且多个流体通道首尾连接后形成装置的流体通道，流体通道的两端分别与所述流体通道接口一12、流体通道接口二13连接，多个相变储能材料通道首尾连接后形成装置的相变材料储存空间，相变材料储存空间的两端分别与所述相变储能材料通道接口一11和相变储能材料通道接口二14连接，流体通道侧所述换热板5表面周缘均设置所述流体通道侧换热板垫片15，相变储能材料储存空间侧所述换热板5表面周缘均设置所述相变储能材料侧换热板垫片16，垫片位于所述换热板5表面凹部的外围并夹设与相邻两个所述换热板5之间形成密封抵接。

所述相变储能材料通道接口一11、相变储能材料通道接口二14、流体通道接口一12及流体通道接口二13设置在所述顶板2上，所述相变储能材料通道接口一11及相变储能材料通道接口二14设置在所述顶板2的一侧，所述相变储能材料4高温熔化后从所述相变储能材料通道接口一11加入到相变储能材料储存空间中，所述流体通道接口一12及流体通道接口二13设置在所述顶板2的一侧。

该板式相变储能换热装置一次完整的使用过程包括两个阶段：储热时，蒸汽形式的余热和废热从所述流体通道接口一12流入，流经所述换热板5流体通道，通过所述换热板5的板壁将热能传递给所述的相变储能材料4，所述相变储能材料4熔化，热能以潜热形式将接收到的热能储存起来，取热时，取热流体从所述流体通道接口二13流入，流经所述换热板5流体通道，将热能从所述相变储能材料4中取走，所述相变储能材料凝固，将之前储存的热能释放出来。