本发明涉及储热技术领域，具体涉及一种热交换装置以及储热装置。
背景技术：
目前在高温相变储热方面，多使用定型相变储热材料，避免了使用封装材料，可以实现低成本、高储热密度的储热。但是现阶段的定型相变储热材料的导热系数一般不高，基于定型相变储热材料的高温储热结构主要基于定型储热单元的堆积排列，堆积时必须均匀的预留一部分空间，作为换热流体的流道。此类结构导致储热装置内的空隙所占体积比例较高，装置的储热密度下降。
技术实现要素：
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的使用定型相变储热材料的高温储热结构的储热密度不高的缺陷，从而提供一种热交换装置以及储热装置。
本发明实施例提供了一种热交换装置，包括：
安装平板，由第一相变材料制成；金属管，封装有第二相变材料，嵌入安装于所述安装平板，具有伸出所述安装平板的伸出部。
优选的，所述第一相变材料为无机盐和多孔基体材料复合而成的高温复合相变储热材料。
优选的，所述无机盐为硝酸盐、碳酸盐和氯化盐中的一种或多种，所述多孔基体材料为硅藻土或/和膨胀石墨。
优选的，所述第二相变材料为合金相变储热材料。
优选的，所述第二相变材料为镁铝合金相变材料。
优选的，所述伸出部设有金属肋片或翅片。
优选的，所述安装平板沿延伸方向均匀设置有多根所述金属管。
本发明实施例还提供一种储热装置，包括：壳体和安装于所述壳体内的上述的热交换装置，所述壳体对应所述伸出部开设有换热流体进口和换热流体出口。
优选的，包括平行排列设置的多个所述热交换装置。
优选的，所述壳体为保温材料制成的保温结构。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的热交换装置，包括高温复合相变储热材料制成的安装平板和封装有合金相变材料的金属管，金属管嵌入安装于安装平板中，不仅利用合金的高导热系数的特点强化了储热和放热过程的换热速度；同时利用了合金相变材料具有的高储热密度的特点，提高了储热装置的储热密度。
2.本发明提供的储热装置，包括保温材料制成的壳体和安装于壳体内的热交换装置，热交换装置在堆积时不需要预留空隙，可以紧密平行排列，只在外露的带金属肋片的金属管束部分形成换热流体流道，进一步提高了储热装置的储热密度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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方式，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为本发明实施例中提供的热交换装置的组成图；
图2为本发明实施例提供的热交换装置的剖面图；
图3为本发明实施例提供的储热装置的组成图；
图4为本发明实施例提供的储热装置的剖面图。
附图标记：
1-安装平板；2-金属管；3-肋片或翅片；
4-第一相变材料；5-第二相变材料；6-金属管壁；
7-外壳；8-换热流体进口和换热流体出口；9-热交换装置。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本发明实施例提供一种热交换装置，如图1和图2所示，包括：安装平板1，由第一相变材料4制成；金属管2，封装有第二相变材料4，嵌入安装于安装平板1，具有伸出安装平板1的伸出部。
在本发明实施例中，安装平板1沿延伸方向均匀设置有多根金属管2，图1中延伸方向为安装平板1的竖直方向。金属管2一大部分嵌入安装于安装平板1中，一小部分外露，具有伸出安装平板1的伸出部。
在本发明实施例中，上述伸出部设有金属肋片或翅片3，金属肋片或翅片是圆形的，但是并不限于此，在其他实施例中也可以是椭圆形、方形等其它形状。在金属管2的伸出部安装金属肋片或翅片3可以增大换热流体与金属管2的接触面积，加强热量交换的效率。
在本发明实施例中，第一相变材料4为无机盐和多孔基体材料复合而成的高温复合相变储热材料。其中，无机盐为硝酸盐、碳酸盐和氯化盐中的一种或多种，多孔基体材料为硅藻土或/和膨胀石墨。
在本发明实施例中，第二相变材料5为合金相变储热材料，例如是镁铝合金相变材料，但是并不限于此，在其他实施例中，可以为其他低熔点合金相变储热材料。封装第二相变材料5金属管的金属管壁6的金属的材质不仅具有很强的刚性，而且具有很好的热传导性能。
本发明实施例提供的热交换装置，将封装合金相变材料的金属管束部分嵌入到复合相变材料的平板中，不仅利用合金的高导热系数的特点强化了储热和放热过程的换热速度，同时利用了合金相变材料具有的高储热密度的特点，提高了储热装置的储热密度。
实施例2
本发明实施例提供一种储热装置，如图3所示，包括：壳体7和安装于壳体7内的如实施例1中提供的热交换装置，壳体7对应伸出部开设有换热流体进口和换热流体出口8。
本发明实施例中的储热装置包括平行排列设置的多个热交换装置，壳体7为保温材料制成的保温结构。
如图4所示，本发明实施例中，多个热交换装置9紧密平行排列而成，排列时设有金属肋片或翅片的金属管形成顺排的金属管束，但是并不限于此，在其他实施例中可以形成插排的金属管束。紧密排列的热交换装置最外面包覆保温材料作为壳体，并在邻近金属肋片或翅片的部分两端开两个窗口，作为换热流体的进口和出口。
本发明实施例提供的储热装置，在储热时高温换热流体(例如空气)从一侧窗口流进，通过冲刷设有金属肋片或翅片的金属管和金属管实现热交换，从而将金属管内的合金相变材料加热。由于合金相变材料具有很高的导热系数，热量能够快速的传递到金属管的埋置在高温复合相变材料平板内的一端，并通过金属管壁与接触的高温复合相变材料发生热量交换，从而将热量传递到高温复合相变材料安装平板的内部，实现快速的储热。储热后的换热流体从另一侧窗口流出。在放热时，低温换热流体从一侧窗口流进，冲刷设有金属肋片或翅片的金属管后，从另一侧窗口流出，热量传递方向与储热过程相反。
本发明实施例提供的储热装置，热交换装置在堆积时不需要预留空隙，可以紧密平行排列，只在带金属肋片的金属管束部分形成换热流体流道，进一步提高了储热装置的储热密度。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
技术特征：
1.一种热交换装置，其特征在于，包括：
安装平板，由第一相变材料制成；
金属管，封装有第二相变材料，嵌入安装于所述安装平板，具有伸出所述安装平板的伸出部。
2.根据权利要求1所述的热交换装置，其特征在于，所述第一相变材料为无机盐和多孔基体材料复合而成的高温复合相变储热材料。
3.根据权利要求2所述的热交换装置，其特征在于，所述无机盐为硝酸盐、碳酸盐和氯化盐中的一种或多种，所述多孔基体材料为硅藻土或/和膨胀石墨。
4.根据权利要求1所述的热交换装置，其特征在于，所述第二相变材料为合金相变储热材料。
5.根据权利要求4所述的热交换装置，其特征在于，所述第二相变材料为镁铝合金相变材料。
6.根据权利要求1-5中任一所述的热交换装置，其特征在于，所述伸出部设有金属肋片或翅片。
7.根据权利要求1所述的热交换装置，其特征在于：所述安装平板沿延伸方向均匀设置有多根所述金属管。
8.一种储热装置，其特征在于，包括：壳体和安装于所述壳体内的权利要求1-7中任一项所述的热交换装置，所述壳体对应所述伸出部开设有换热流体进口和换热流体出口。
9.根据权利要求8所述的储热装置，其特征在于：包括平行排列设置的多个所述热交换装置。
10.根据权利要求8所述的储热装置，其特征在于：所述壳体为保温材料制成的保温结构。
技术总结
本发明公开了一种热交换装置以及储热装置，其中热交换装置包括高温复合相变储热材料制成的安装平板和封装有合金相变材料的金属管，金属管嵌入安装于安装平板中，不仅利用合金的高导热系数的特点强化了储热和放热过程的换热速度；同时利用了合金相变材料具有的高储热密度的特点，提高了储热装置的储热密度。储热装置，包括保温材料制成的壳体和安装于壳体内的热交换装置，热交换装置在堆积时不需要预留空隙，紧密平行排列，只在带金属肋片的金属管束部分形成换热流体流道，进一步提高了储热装置的储热密度。
技术研发人员：杨岑玉;徐桂芝;徐超;陈梦东;王怡飞;胡晓;张高群;常亮;杜兆龙
受保护的技术使用者：全球能源互联网研究院有限公司;国网浙江省电力有限公司;国家电网有限公司
技术研发日：.08.09
技术公布日：.02.21
