储热设备用真空相变换热器的制作方法

本发明涉及储热设备技术领域，特别是涉及一种储热设备用真空相变换热器。

背景技术：

传统的储热设备的热量输出是通过内置换热器来完成的，内置换热器多为螺旋翅片管换热器或者是管壳式换热器，但这两种换热器结构紧凑、易堵塞，内部易结垢，不易清洗，维护复杂，不能将被加热介质直接通入换热器进行换热，只能外加板式换热器，将被加热介质或管网采暖循环水通过板换与内置的换热器隔离，进行间接换热，否者会造成内置换热器生锈、结垢、腐蚀，轻则使内置换热器的换热效率降低，重则会造成设备报废和安全事故。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种储热设备用真空相变换热器，解决目前储热设备换热器易结垢、易腐蚀、热传导速度慢的技术问题。

本发明提供一种储热设备用真空相变换热器，包括壳体，壳体内填充有传热介质，壳体被抽真空，壳体的下部设置有多根下换热管，下换热管穿过壳体且下换热管的两端分别连接有热风管口和冷风管口，壳体的上部设置有多根上换热管，上换热管穿过壳体且上换热管的两端分别连接有被加热介质入管口和被加热介质出管口。

进一步的，还包括下管板和上管板，下管板上开设有多个与可下换热管对接的通孔，下换热管的两端分别经下管板连接热风管口和冷风管口，上管板上开设有多个与可上换热管对接的通孔，上换热管的两端分别经上管板连接被加热介质入管口和被加热介质出管口。

进一步的，所述传热介质为高纯水。

进一步的，壳体上设置有机械式真空安全阀。

进一步的，壳体上设置有温度控制器。

进一步的，壳体上设置有真空压力表和真空压力传感器。

进一步的，壳体上设置有水位观察镜。

进一步的，壳体的顶端设置有吊耳。

进一步的，壳体的底端设置有支座。

进一步的，壳体的外表面设置有保温棉。

与现有技术相比，本发明的储热设备用真空相变换热器具有以下特点和优点：

本发明的储热设备用真空相变换热器，换热器为上下集成式的换热结构，在抽真空的壳体内，下部换热结构实现热风与传热介质的热交换，传热介质在上部换热结构发生相变放热实现与被加热介质热交换，在整个换热过程中不会结垢，也不会对壳体、换热管造成任何腐蚀、损坏，实现真空超导换热，热传导速度快。

结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中储热设备用真空相变换热器的剖视图；

图2为本发明实施例中储热设备用真空相变换热器的示意图；

其中，1、法兰盲板，2、法兰，3、圆筒，4、吊耳，5、上部壳体，6、上换热管，7、冷凝水，8、高纯水，9、机械式真空安全阀，10、上管板，11、冷风管口，12、风口连接法兰，13、支座，14、下换热管，15、下部壳体，16、下管板，17、热风管口，18、被加热介质出管口，19、温度控制器，20、水位观察镜，21、真空压力表及真空压力传感器，22、被加热介质入管口。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实施例提供一种储热设备用真空相变换热器，壳体包括上部壳体5和下部壳体15，在壳体内填充有传热介质，本实施中的传热介质采用高纯水8。壳体被抽真空，常温下壳体内的高纯水8也会产生部分蒸汽，当然在换热过程中，壳体内蒸汽会更多。上换热管6、下换热管14外的壳体内充填高纯水8和蒸汽，换热过程中，壳体内工作压力在-0.1mpa至-0.01mpa之间，负压运行安全可靠，无爆炸危险。

下部壳体15装配有多根下换热管14，下换热管14穿过下部壳体15，下管板16上开设有多个可与下换热管14对接的通孔，下换热管14的两端连接下管板16，下管板16经风口连接法兰12连接热风管口17和冷风管口11。上部壳体5装配有多根上换热管6，上换热管6穿过上部壳体5，上管板10上开设有多个可与上换热管6对接的通孔，上换热管6的两端均连接上管板10，上管板10的端口连接圆筒3，圆筒3经法兰2连接法兰盲板1，法兰盲板1、法兰2和圆筒3三者形成进出口集箱，两侧的进出口集箱分别连接被加热介质入管口22和被加热介质出管口18。上换热管6和下换热管14，可以是波纹管、螺纹管、内翅片管等高效传热管件，材质可以是碳钢、不锈钢管、双相钢、钛管等，根据流通介质的物理化学、特性来选择上换热管6和下换热管14的材质。

在抽真空的壳体内，热风从热风管口17经下管板16进入下换热管14中并经下管板16从冷风管口11排出，在此过程中，以下换热管14为核心器件的下部换热结构，将热风的热量传递给高纯水8，高纯水8的温度升高产生低温蒸汽，热风变成冷风由循环风机送到蓄热体内加热，冷风被加热成热风后再通过热风管口17进入，实现热风与高纯水8的持续热交换。高纯水8在不同的加热温度下产生低温蒸汽，低温蒸汽会向上充满真个上部壳体5，上部壳体5内布置多根上换热管6，上换热管6内流通被加热介质，由于被加热介质温度较低，低温蒸汽会在上换热管6外冷凝换热，把热量传递给被加热介质后，降温冷凝成冷凝水7，冷凝水7重新汇到高纯水8中。被加热介质从被加热介质入管口22进入，通过由法兰盲板1、法兰2和圆筒3构成的进出口集箱，被加热介质经上管板10进入上换热管6，并经上管板10从被加热介质出管口18排出，在此过程中，以上换热管6为核心器件的上部换热结构，将低温蒸汽的热量传递给被加热介质，被加热介质的温度升高，被加热介质进入外网或者热用户，完成热交换后，温度降低的被加热介质又被外网循环泵送回被加热介质入管口22。

真空相变换热可以实现无温差传热，真空相变换热具有速度快、热阻小、传热密度大、传热效率高的优点，传热效率是目前常规换热手段中最高的。高纯水8密闭在壳体内，高纯水8仅在壳体内的上换热管6和下换热管14之间蒸发、冷凝，不与被加热介质混合，换热器运行过程中高纯水8不会缺失，也不增加，高纯水8无氧、无垢、无腐蚀性，对换热器不会造成任何损害，使用寿命长。

由于被加热介质是与高纯水8分开的，上换热管6内流通的被加热介质可以是多种液态介质，例如采暖循环水、医用纯净水、生活用水、游泳池循环水、海水、电镀液、液体化工原料等，只要被加热介质需要的加热温度不超过90℃都可以使用本实施例的储热设备用真空相变换热器。

上换热管6内流通的被加热介质温度低于该压力下的气化温度，因此本实施的储热设备用真空相变换热器不属于压力容器，而上换热管6内流通的被加热介质是可以承压的，被加热介质可以带压输送，这样外网可以设计成闭式循环系统，防止系统与大气接触，避免造成上换热管6及与其连接管路氧化腐蚀，同时可以满足有毒、有污染液态介质的密闭加热。

本实施的储热设备用真空相变换热器，为上下集成式的换热结构，下部为风水换热结构，上部为汽水换热结构，通过上部壳体5、下部壳体15、上管板10和下管板16板将两组换热结构组合成上下集成式的换热器，壳体内部填充高纯水8作为传热介质，将壳体上部的气空间抽成真空后，整个换热器就成为一个真空相变换热器。下部换热结构实现热风与高纯水8的热交换，高纯水8在上部换热结构发生相变放热实现与被加热介质热交换，在整个换热过程中不会结垢，也不会对壳体、换热管造成任何腐蚀、损坏，实现真空超导换热，热传导速度快。

在上部壳体5上装配机械式真空安全阀9、温度控制器19、水位观察镜20、真空压力表及真空压力传感器21。高纯水8在壳体内的填充高度通过水位观察镜20来控制，填充高度不超过镜面高度的2/3，不低于中心线。储热设备用真空相变换热器的安全控制是通过机械式真空安全阀9、温度控制器19、真空压力表及真空压力传感器21来完成，这三重安全保护，可以保证设备正常安全运行。机械式真空安全阀9是机械式的，非电气控制部件，在极端情况下整个电气控制系统有可能失效，仍可超压自动起跳和复位，保证设备不汽化、不超压，绝对保证设备运行安全。上部壳体5的顶端设置有吊耳4，以便于起吊、安装本实施例的储热设备用真空相变换热器。下部壳体15的底端设置有支座13，以支撑本实施例的储热设备用真空相变换热器。壳体的外表面覆盖有30mm厚的橡塑保温棉，壳体外表温度可以降至不超过室温+5℃。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。