一种多通道储热装置的制作方法

1.本实用新型属于能源回收领域，具体涉及一种多通道储热装置。


背景技术：

2.烟气是一般耗能设备浪费能量的主要途径，比如锅炉排烟耗能大约在15％，而其他设备比如印染行业的定型机、烘干机以及窑炉等主要耗能都是通过烟气排放。为了达到节能降耗的目的，回收烟气余热也是一项重要的节能途径。
3.现有的烟气回收过程中使用的固体储热设备大多为带有储热单元的单通道管体，即放热的气体和吸热的气体都在同一通道中流动，因为都是冲刷同一换热面，因此当一种气体清洁度低、有害时，会对其他气体会形成污染。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种多通道储热装置，以解决现有储热装置中多种换热介质都处于同一换热面、造成污染的问题。
5.本实用新型采用以下技术方案：至少一个储热组件，每个储热组件为从内到外、同轴套装的内侧管体、中间管体和外侧管体，中间管体的长度小于内侧管体的长度、且大于外侧管体的长度；内侧管体、中间管体和外侧管体的直径分别为r1、r2、r3；
6.一限位组件，包括六块均布有多个通孔的平板，按通孔直径的不同分为两个第一孔板、两个第二孔板和两个第三孔板；两个第一孔板、两个第二孔板和两个第三孔板的直径分别为r4、r5、r6；内侧管体两端、中间管体两端、外侧管体两端分别套装两个第三孔板、两个第二孔板、两个第一孔板；限位组件上的各个通孔均与储热组件上的各个管口对应连通设置；
7.其中，r4≤r1，内侧管体内部形成第一换热介质流通通路；r1＜r5≤r2，第三孔板和第二孔板之间的缝隙连通中间管体与内侧管体的缝隙形成第二换热介质流通通路；r2＜r6≤r3，第二孔板和第一孔板之间的缝隙连通中间管体与外侧管体的缝隙形成第三换热介质流通通路。
8.进一步，在两个第一孔板之间、且位于储热组件外侧设置两个平行侧板，两个第一孔板与两个侧板组成两端敞口的箱体；箱体内部、位于储热组件外侧的空间形成第四换热介质流通通路。
9.进一步，在箱体的两端敞口处分别设置第二管体，两个第三孔板的外侧各连通设置有第一管体。
10.进一步，第一管体和第二管体均为锥形的方形管，方形管的第一端口周长大于其第二端口周长，其第一端口与侧板连接。
11.进一步，在第一孔板和第二孔板之间设有封堵其二者缝隙的方形挡板，在第二孔板和第三孔板之间设有封堵其二者缝隙的方形挡板；在方形挡板上均设有贯穿孔。
12.进一步，在内侧管体与中间管体之间设有多个翅片，在中间管体与外侧管体之间
设有多个翅片。
13.进一步，储热组件为固体储热材料、外包有金属外壳的相变材料、或包有金属外壳的液体储热材料。
14.本实用新型的有益效果是：结合储热组件和限位组件建立了四条不同的换热介质流通通路；使储热装置在有多种换热介质同时出入时，不同换热介质可以具有各自单独的流通通路，避免不同换热介质之间相互污染，同时可以实现多种换热介质的同时收集，增加热量回收效率。同时采用多个储热组件并列排布的方式可以有效增加储热装置的热量存储容量。翅片也采用储热材料制成，各个管体之间的多个翅片在避免管体受压变形同时还可以增加管体与换热介质的接触面积。
附图说明
15.图1为本实用新型一种多通道储热装置的整体结构示意图；
16.图2为本实用新型一种多通道储热装置中储热组件和限位组件的位置关系示意图；
17.图3为本实用新型一种多通道储热装置中方形挡板的结构示意图；
18.图4为本实用新型一种多通道储热装置中储热组件的结构示意图；
19.图5为本实用新型一种多通道储热装置中四个换热介质通道的布局关系示意图；
20.图6为图5中a处的放大图。
21.其中，1、贯穿孔；2、侧板；3、限位组件；4、储热组件；301、第三孔板；302、第二孔板；303、第一孔板；401、内侧管体；402、中间管体；403、外侧管体；5、翅片；6、第一管体；7、第二管体；8、方形挡板；9、第一换热介质流通通路；10、第二换热介质流通通路；11、第三换热介质流通通路；12、第四换热介质流通通路。
具体实施方式
22.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
23.本实用新型提供了一种多通道储热装置，如图1-图2所示，包括至少一个储热组件4，每个所述储热组件4为从内到外、同轴套装的内侧管体401、中间管体402和外侧管体403，所述中间管体402的长度小于所述内侧管体401的长度、且大于所述外侧管体403的长度；所述内侧管体401、中间管体402和外侧管体403的直径分别为r1、r2、r3；中间管体402、内侧管体401、外侧管体403均采用储热材料，储热材料为固体储热材料、相变或液体储热材料，比如可以采用陶瓷或高温混凝土结构；各个所述通孔内缘与各个管口外缘使用密封胶剂密封连接。
24.一限位组件3，包括六块均布有多个通孔的平板，按所述通孔直径的不同分为两个第一孔板303、两个第二孔板302和两个第三孔板301；两个第一孔板303、两个第二孔板302和两个第三孔板301的直径分别为r4、r5、r6；所述内侧管体401两端、所述中间管体402两端、所述外侧管体403两端分别套装两个第三孔板301、两个第二孔板302、两个第一孔板303；所述限位组件3上的各个所述通孔均与所述储热组件4上的各个管口对应连通设置。
25.其中，r4≤r1，所述内侧管体401内部形成第一换热介质流通通路9；r1＜r5≤r2，第三孔板301和第二孔板302之间的缝隙连通中间管体402与内侧管体401的缝隙形成第二
换热介质流通通路10；r2＜r6≤r3，第二孔板302和第一孔板303之间的缝隙连通中间管体402与外侧管体403的缝隙形成第三换热介质流通通路11。
26.三个换热介质的流通通路互相独立，当有三种介质进行换热时，可以分别通过三个通路进入储热装置。如果换热介质为一种或两种时，可以根据流量的需要，选择三个通路、或两个通路都流入同一种换热介质。换热介质的温度高于储热组件温度时，储热组件吸热并储热；换热介质温度低于储热组件温度时，储热组件放热使换热介质升温。
27.如图1所示，在一些实施例中，在两个第一孔板303之间、且位于所述储热组件4外侧设置两个平行侧板2，两个所述第一孔板303与两个所述侧板2组成两端敞口的箱体；所述箱体内部、位于储热组件4外侧的空间形成竖直设置的第四换热介质流通通路12。第四换热介质流通通路12通常用于通过含尘烟气进行储热或放热，便于烟尘排出。
28.如图2所示，在一些实施例中，在所述箱体的两端敞口处分别设置第二管体7，两个所述第三孔板301的外侧各连通设置有第一管体6；所述第一管体6和所述第二管体7均为锥形的方形管，所述方形管的第一端口周长大于其第二端口周长，其所述第一端口与侧板2连接。锥形的方形管可以有利于烟气的排出和流入，同时锥形的方形管可以实现烟气中的杂质沉淀收集。
29.如图3所示，在一些实施例中，在所述第一孔板303和所述第二孔板302之间设有封堵其二者缝隙的方形挡板8，在所述第二孔板302和所述第三孔板301之间设有封堵其二者缝隙的方形挡板8；在所述方形挡板8上均设有贯穿孔1。若两孔板之间不设置方形挡板8，则换热介质会在两孔板之间流出，不会流入管体内，造成气体热量的损耗。
30.如图4所示，在一些实施例中，在所述内侧管体401与所述中间管体402之间设有多个翅片5，在所述中间管体402与所述外侧管体403之间设有多个翅片5。翅片5沿管体轴向设置，且围绕管体轴线在两管体之间设置个数不少于2个。可根据需要调整储换热体的翅片5支撑数量，翅片5可以为固体储热材料、保温材料或金属材料。翅片5可以有效提供内侧管体401与中间管体402之间、中间管体402与外侧管体403之间的受力支撑，避免管体受压变形，且同时可以增加管体的接触面积，扩大储热容量。
31.在一些实施例中，储热组件4为固体储热材料、外包有金属外壳的相变材料、或包有金属外壳的液体储热材料。当所述储热组件4为固体储热材料，所述换热介质为气体。当储热组件4为外包有金属外壳的相变或液体储热材料，所述换热介质为气体或液体。
32.本实用新型一种多通道储热装置的使用方法，包括以下内容：
33.当换热介质为无尘气体或液体时，其可流经所述第一换热介质流通通路9、所述第二换热介质流通通路10、第三换热介质流通通路11、和/或第四换热介质流通通路12，在换热介质的流通过程中，完成储热或放热。换热介质的温度高于储热组件温度时，储热组件吸热并储热；换热介质温度低于储热组件温度时，储热组件放热使换热介质升温。三个换热介质的流通通路互相独立，当有三种介质进行换热时，可以分别通过三个通路进入储热装置。如果换热介质为一种或两种时，可以根据流量的需要，选择三个通路、或两个通路都流入同一种换热介质。
34.当换热介质为含尘烟气时，使其流经所述第四换热介质流通通路12，在换热介质的流通过程中，完成储热或放热。换热介质的温度高于储热组件温度时，储热组件吸热并储热；换热介质温度低于储热组件温度时，储热组件放热使换热介质升温。由于第四换热介质
流通通路12为竖直设置，所以从其顶端通入含尘烟气，进行储热或放热后，从其底端排出含尘烟气，同时也排出了烟尘。相对于其他水平设置的换热介质流通通路，第四换热介质流通通路12更适用于通过含尘烟气。
35.由于储热材料温差过大会造成热膨胀损坏，若四种换热介质温度相差较大，则按照不同换热介质的温度由低到高依次进入各通道，此过程中，必须等储热装置温度达到安全温度时才可将下一介质流入装置。放热时与充热相反，当四种换热介质温度相差不大时，可同时分别进入四个通道将从管体中吸走热量。如果四种换热介质温度相差较大，则需按温度的由高到低，依次进入不同通道吸热后流出，此过程中，必须等储热箱温度达到安全温度时才可将下一介质流出装置。充热和放热过程中，储热箱内多种换热介质可以具有各自的流通通路，减少了烟气污染，同时增加了换热介质与管体的接触面积。
36.实施例
37.使第一换热介质经第三孔板301上的通孔流入所述内侧管体401内部的第一换热介质流通通路9，内侧管体401与该换热介质热交换，随后从第一换热介质流通通路9另一端排出。
38.和/或，使第二换热介质沿着第三孔板301和第二孔板302之间的贯穿孔1进入第二换热介质流通通路10内，该换热介质再经第二孔板302上的通孔流入中间管体402与内侧管体401的缝隙；中间管体402和内侧管体401与第二换热介质进行热交换，随后从第二换热介质流通通路10的另一端排出。
39.和/或，使第三换热介质沿着第二孔板302和第一孔板303之间的贯穿孔1进入第三换热介质流通通路11内，该换热介质再经第一孔板303上的通孔流入中间管体402与外侧管体403的缝隙；中间管体402和外侧管体403与第二换热介质进行热交换，随后从第三换热介质流通通路11的另一端。
40.和/或，使含尘烟气沿着第二管体7顶端进入第四换热介质流通通路12，含尘烟气流经各个外侧管体403的外侧、并与其进行热交换，随后从第四换热介质流通通路12的另一端排出。
41.本实用新型的一种多通道储热装置结合储热组件4和限位组件3建立了四条不同的换热介质流通通路；使储热装置在有多种换热介质同时出入时，不同换热介质可以具有各自单独的流通通路，避免不同换热介质之间相互污染，同时可以实现多种换热介质的同时收集，增加热量回收效率。同时采用多个储热组件4并列排布的方式可以有效增加储热装置的热量存储容量。翅片5也采用储热材料制成，各个管体之间的多个翅片5在避免管体受压变形同时还可以增加管体与换热介质的接触面积。