CN102679784A - 颗粒储热器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及环保节能装置领域，公开了一种颗粒储热器，包括箱体和设置在箱体上的进热口和出热口，所述的箱体中带有若干储热球，所述的储热球为空心球体，分为壳体和内芯，内芯注有高比热容物质。本发明通过利用高比热容溶液的储热功能，将尾气能量收集并储存，本装置的结构简单，单位体积储存热能高，储存的热能可以集中或转移使用，对环境的保护以及新能源的开发与利用具有重大意义。

Description

颗粒储热器
技术领域
本发明涉及环保节能装置领域，尤其涉及一种储存尾气热能的取能装置。
背景技术
随着人们生活水平的提高，汽车保有量越来越大，汽车能源消耗在总能源消耗中所占的比例越来越高，汽车节能问题越来越受到关注。目前汽车发动机的能量利用效率普遍比较低，主要原因是汽车发动机内燃机效率不高，发动机在不同的工况下，燃料燃烧有很大一部分能量随尾气与冷却水散发了。据德国一家汽车市场调研机构的预测报道，尽管目前环保已经成为全球热门话题，但是未来全球汽车保有量将继续增长近20％，到2015年全球汽车保有量将从2007年的9.2亿辆增长到11.2亿辆左右。汽车发动机尾气的温度最高可达600℃～700℃，巨大的汽车保有量意味着巨大的能量浪费，所以如何回收这部分热量显得尤为重要。
目前已有部分学者致力于研究如何将汽车尾气能量再次利用，例如专利号为200910067779.8的专利公开了一种利用汽车尾气能量的汽车空调系统，但是现有技术中对汽车尾气能量的利用大都针对汽车的能量需求，在使用汽车的过程中，将尾气能量直接传输给其他耗能单位，现采现用，例如直接用于汽车空调、保温箱等，容易出现热能供给与需求失配的矛盾，汽车尾气能量无法储存，无法脱离汽车实现它的价值。
发明内容
本发明针对现有技术中汽车尾气对环境的污染严重，而现有的汽车尾气利用装置无法储存尾气能量，无法将能量传导到汽车以外等缺点，提供了一种通过利用高比热容物质的储热功能，将尾气能量收集并储存的颗粒储热器。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
一种颗粒储热器，包括箱体和设置在箱体上的进热口和出热口，所述的箱体中带有若干储热球，所述的储热球为空心球体，分为壳体和内芯，内芯注有高比热容物质。使用时将尾气排放口与进热口相连通，带有高热量的尾气从进热口进入颗粒储热器，从储热球的缝隙中通过，进而从出热口释放到大气中；由于储热球内存有高比热容物质，通过升高温度吸收大量热量将尾气中的热能带走，并储存在储热球中，从而达到储存热能的目的。
作为优选，所述内芯内注入的高比热容液体物质占内芯体积为1/3-1/2之间。从而预留一定空间，以利于高比热容物质的液体与气体之间的变化。
作为优选，所述的箱体采用双层结构，外层采用不锈钢材质，内层采用导热率很小的材质。外层采用不锈钢，内层可以采用导热率很小的PP塑料材质，PP塑料密度小，强度刚度硬度耐热性均优于低压聚乙烯，可以有效地防止热量的丧失；双层结构更利于保温。
作为优选，所述的箱体双层结构的内外壁间设置有绝热层，所述的绝热层采用硅酸铝纤维或超细玻璃棉作为保温材料。硅酸铝纤维又叫陶瓷纤维是一种新型轻质耐火材料，该材料具有容重轻、耐高温、热稳定性好，热传导率低、热容小、抗机械振动好、受热膨胀小、隔热性能好等优点。超细玻璃棉绝热材料是以石英砂、长石、硅酸钠、硼酸等为主要原料，经过高温熔化制得小于2um的纤维棉状，再添加热固型树脂粘合剂加压高温定型制造出各种形状、规格的板、毡、管材制品。具有容重轻、导热系数小、吸收系数大、阻燃性能好等特点。保温、隔热、隔音效果明显。
作为优选，所述的进热口和出热口分别设置在箱体的两个侧面。
作为优选，所述的进热口位于箱体的下半部分，所述的出热口位于箱体的上半部分。进热口出热口设置在两个侧面上，且进热口在下，出热口在上，使尾气能够在颗粒储热器内充分流转，提高储热球吸热效率。
作为优选，所述的进热口和出热口上分别设有保温盖。当颗粒储热器储存热量后，在与尾气接口断开后盖上保温盖，防止储存的热量流失。
作为优选，所述的壳体为钢或玻璃材质。
作为优选，所述内芯内注有高比热容的氢或水。采用钢或玻璃壳体和氢或水的内芯，在保证有足够强度的同时，有更大储存热量能力。
本发明通过利用高比热容溶液的储热功能，将尾气能量收集并储存，本装置的结构简单，单位面积储存热能高，储存的热能可以集中或转移使用，对环境的保护以及新能源的开发与利用具有重大意义。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图；
图2为储热球结构示意图；
其中1-箱体、2-进热口、3-出热口、4-储热球、5-壳体、6-内芯、7-绝热层、8-保温盖、9-高比热容物质。
具体实施方式
下面结合图1与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
一种颗粒储热器，如图1所示，包括箱体1和设置在箱体1上的进热口2和出热口3，所述的箱体1中带有若干储热球4，所述的储热球4为空心球体，分为壳体5和内芯6，内芯6注有高比热容物质9。
所述的箱体1设计为双层结构，内层采用导热率很小的材料，如PP塑料，外层采用不锈钢。所述的箱体1双层结构的内外壁间设置有绝热层7，所述的绝热层7采用硅酸铝纤维作为保温材料。PP塑料密度小，强度刚度硬度耐热性均优于低压聚乙烯，可以有效地防止热量的丧失；双层结构更利于保温。硅酸铝纤维具有容重轻、耐高温、热稳定性好，热传导率低、热容小、抗机械振动好、受热膨胀小、隔热性能好等优点。保温、隔热、隔音效果明显。
为了使尾气能够在颗粒储热器内充分流转，提高储热球吸热效率，所述的进热口2和出热口3分别设置在了箱体1的两个侧面。进热口2位于箱体1的下半部分，出热口3位于箱体1的上半部分。同时，在所述的进热口2和出热口3上分别设有保温盖8。当颗粒储热器储存热量后，在与尾气接口断开后盖上保温盖，防止储存的热量流失。
所述的储热球4，其壳体5采用钢或玻璃材质，所述内芯6内注入的高比热容液体物质占内芯体积为1/3-1/2之间，从而预留一定空间，以利于高比热容物质9的液体与气体之间的变化。内芯6内注有高比热容的氢或水，在受热或放热时会有液体气体之间的相变，并通过相变储存热能。
采用钢或玻璃壳体5以及氢或水的内芯6，是为了在保证储热球4有足够强度的同时，有更大储存热量的能力。
本装置在使用时，将尾气直接或间接的与进热口2相连通，带有高热量的尾气从进热口2进入颗粒储热器，从若干储热球4的缝隙中通过，进而从出热口3释放到大气中；由于储热球4的内芯6内存有高比热容物质9通过吸热放热产生气液相变储存和释放热能，通过升高温度吸收大量热量将尾气中的热能带走，并储存在储热球4中，进而达到储存热能的目的。热量储存过程结束后，将颗粒储热器取下，盖上保温盖8，防止储存的热量流失。实践中，颗粒储热器箱体可以串接成多级，这样就可以储存大量的尾气废热，这些废热既可以用于汽车空调，也可以在停车以后送到集热站卖热(同时更换颗粒储热器箱或储热球)，集热站可以将其转换成各种工业用热或者为宾馆加热洗浴热水。这样就可以将大量的发动机尾气废热利用起来，减少燃煤、燃油、电能等消耗，为节能减排做出巨大贡献。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，例如：进热口2和出热口3设置在箱体1上的位置可以有不同方式，只要能使储热球4吸收尾气热量即可，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (9)

1.一种颗粒储热器，包括箱体(1)和设置在箱体(1)上的进热口(2)和出热口(3)，其特征在于：所述的箱体(1)中带有若干储热球(4)，所述的储热球(4)为空心球体，分为壳体(5)和内芯(6)，内芯(6)注有高比热容物质(9)。
2.根据权利要求1所述的颗粒储热器，其特征在于：所述内芯(6)内注入的高比热容液体物质(9)占内芯(6)体积为1/3-1/2之间。
3.根据权利要求1所述的颗粒储热器，其特征在于：所述的箱体(1)采用双层结构，外层采用不锈钢材质，内层采用导热率很小的材质。
4.根据权利要求2所述的颗粒储热器，其特征在于：所述的箱体(1)双层结构的内外壁间设置有绝热层(7)，所述的绝热层(7)采用硅酸铝纤维或超细玻璃棉作为保温材料。
5.根据权利要求1所述的颗粒储热器，其特征在于：所述的进热口(2)和出热口(3)分别设置在箱体(1)的两个侧面。
6.根据权利要求1或4所述的颗粒储热器，其特征在于：所述的进热口(2)位于箱体(1)的下半部分，所述的出热口(3)位于箱体(1)的上半部分。
7.根据权利要求1或4所述的颗粒储热器，其特征在于：所述的进热口(2)和出热口(3)上分别设有保温盖。
8.根据权利要求1所述的颗粒储热器，其特征在于：所述的壳体(5)为钢或玻璃材质。
9.根据权利要求1所述的颗粒储热器，其特征在于：所述内芯(6)内注有高比热容的氢或水。
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