CN208536436U - 金属氰化物加热泵再生系统 - Google Patents

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Abstract

一种金属氰化物加热泵再生系统，包括：一隔热外壳，分隔为至少两个隔热腔，每个腔封闭一含有可再生高温金属氰化物合金的金属氰化物反应器组件；一环境空气入口，用于接收进入外壳的环境气流，以送入两个隔热腔的至少一个；一流体再循环回路，用于再循环从尾气源接收的尾气流，流体再循环回路包含一混合器，用于混合部分再循环流和尾气流以提供产物流；与混合器连接的流体转换措施，用于循环转换产物流和环境气流；位于金属氰化物反应器组件下游的流速调节装置；以及一尾气出口。

Description

金属氰化物加热泵再生系统
技术领域
本发明涉及热力学领域。
具体来说，本发明涉及自行清洁金属氰化物热回收系统，如金属氰化物热泵。
背景技术
在典型发动机中，35-40％的燃料能量以尾气热量形式释放，对于高速发动机可以高达500-600℃。尾气驱动的吸附式热泵，如吸收式热泵、金属氰化物热泵和吸附式热泵，用于回收尾气中的热量，转化热量以提供车内的制冷和/或制热。热泵热量回收后的尾气出口温度最高达200℃。
典型金属氰化物热泵的一个主要问题在于，理想情况下，此类泵的吸附床温度范围约80℃到200℃，而尾气温度要求约100℃到250℃，具体取决于排热温度和冷却温度要求。此外，尾气具有粉尘和烟灰，可沉降在金属氰化物热泵换热器的换热表面。而且，当尾气冷却到低于250℃的温度时，会发生酸性尾气成分冷凝以及尾气成分沉淀，导致换热器堵塞，进而影响其效率。尾气冷凝液具有腐蚀性，当温度低于露点时形成。这种腐蚀性尾气冷凝液将最终在金属氰化物热泵组件(如散热片和管道表面)产生腐蚀作用。
图1是用于尾气热回收的传统吸附式热泵100的示意图。吸附式热泵100的解吸塔3接收外部热量输入，用于从吸附介质中解吸制冷剂原料。在典型金属氰化物热泵中，氢气用作制冷剂原料，而金属氰化物合金充当吸附介质。解吸塔3接收高温尾气形式的外部热量输入。解吸塔3的尾气入口1提供温度最高500-600℃的发动机尾气。该尾气由吸附介质，即金属氰化物合金冷却。通过烟囱释放到大气的尾气解吸塔出口流4通常为100-200℃。尾气流经过多个通道5和多个回流通道6，实现更好的热传导率。在上述方法中，高温尾气直接用作输入。该布置存在以下局限性。
直接使用温度高达500-600℃的尾气可能导致换热器管道和散热片等热传导表面过热，而热泵工作需要的典型温度仅为100-250℃。此外，由于金属氰化物热泵采用循环工作，需要在每个循环中交替加热和冷却换热器及吸附原料，换热表面过热可导致金属氰化物和热泵的更高热惯性。更高的热惯性通常对金属氰化物热泵和吸附式热泵的性能极为不利。更高热惯性可降低整个系统的冷却性能和COP(性能系数)。
此外，直接使用尾气可导致散热器内的温差加大，最高可达400℃。这使得体积流速变化加大，进而导致换热器内的尾气速度变化加大。这会降低热传导率，从而增加换热器尺寸。
此外，直接使用尾气需要提供多个通道以保持换热器内的速度。尾气流量相比热容量和换热器体积较小。通道和回流管道数量越多，换热器内的压力降越高。此外，相对大体积换热器内的尾气数量少，还会导致尾气在换热器内的不均匀分布，降低换热器和整个系统的性能。
此外，由于直接使用高温尾气，换热器膨胀差加大。有时候会导致管道故障，降低换热器和系统本身的可靠性。由于整个操作采用循环方式，在环境和尾气温度之间交替，还可能出现热蠕变失效。在传统系统中，循环温差通常高达500℃，由于循环温差减小，热蠕变将增大。这将导致寿命缩短，系统工作循环次数减少。
此外，要制造使用高温尾气的换热器，需要选择合适的原料。这将增加换热器的成本。
已发布的美国专利文档US20140047853披露一种机动车恒温控制系统，实施两个热传导流体(HTF)回路–一个冷HTF和一个热HTF回路。热HTF回路采用尾气热回收，回收热量并传导至吸收驱动热泵系统。应注意，类似回路的实施需要额外换热器用于a)将尾气热量传导至热传导流体；b)通过热传导流体将吸收热量排出到大气。使用此类回路进行热传导还需要额外泵用于循环液体，多个阀用于转换循环。这使得整个系统更加复杂，消耗更多辅助能量，并且由于存在多个移动部件，降低可靠性。该系统体积庞大，价格昂贵。
另一个美国发布的专利文档US 20050274493 A1披露一种基于金属氰化物的车辆尾气冷却器，处理的尾气热量温度约1000°F(约600℃)。该系统采用8个阀，在高温下长时间工作，导致热惯性和性能下降。该系统没有解决热传导表面过热、更高热惯性以及性能和效率相关问题。
因此，需要减少粉尘和烟灰，提高整体效率，以及热再生模块的热传导率。
发明目的
本发明的一些目的中，至少一种实施方式旨在提供如下所述的目的：
本发明的一个目的是改善现有技术的一个或多个问题或至少提供一种有用的选择方案。
本发明的一个目的是提供一种尾气热量回收系统，相比传统系统，在冷却容量和性能系数方面效率更高。
本发明的一个目的是提供一种具有自行清洁金属氰化物再生功能的尾气热量回收系统。
本发明的一个目的是提供一种具有更高热传导率的尾气热量回收系统。
本发明的一个目的是提供一种紧凑且可管理的尾气热量回收系统。
本发明的一个目的是提供一种可靠、便宜且高效的尾气热量回收系统。
本发明的一个目的是增加系统工作循环次数，从而延长系统寿命。
配合附图阅读以下说明，本发明的系统其他目的和优势将得以进一步明确，但这些描述并不意图限制本发明的范围。
发明内容
本发明介绍一种自行清洁金属氰化物尾气回收系统，包括：一个隔热外壳，分隔为第一和第二隔热腔，第一个腔封闭第一个金属氰化物反应器组件，第二个腔封闭第二个金属氰化物反应器组件，每个金属氰化物反应器组件包含一个可再生高温金属氰化物合金；一个环境空气入口，用于接收进入外壳的环境气流，以送入相应隔热腔内封闭的第一和第二金属氰化物反应器组件中的至少一个；一个流体再循环回路，用于再循环从尾气源接收的尾气流，流体再循环回路包含一个混合器，用于混合部分再循环流和尾气流以提供温度介于尾气流温度与再循环流温度之间的产物流；与混合器连接的流体流转换装置，用于循环转换从混合器接收的产物流和环境气流流速，这样在每个半循环工作中，产物流以第一个方向送入一个金属氰化物反应器组件，环境气流以与第一个方向相反的第二个方向送入另一个金属氰化物反应器组件；位于腔下游的流速调节装置；以及一个尾气出口，用于从外壳排出再循环流的剩余部分。
在一个具体实施方式中，尾气流的温度范围为300-600℃，再循环流的温度范围为100-250℃，产物流的温度范围为120-300℃。
在一个具体实施方式中，流体流转换装置包括一个轴承组件和与之相连的驱动机制，轴承组件可旋转其安装所在的金属氰化物反应器组件。
在一个具体实施方式中，流体流转换装置是一个流体流回路，包括一个4端口 2位置阀和两个3端口2位置阀。
在一个具体实施方式中，流体流转换装置是一个流体流回路，包括两个4端口 2位置阀。
在一个具体实施方式中，流速调节方式按照尾气流流速控制再循环流流速。
在一个具体实施方式中，环境气流流速高于尾气流。
在一个具体实施方式中，尾气出口位于流速调节方式下游。
在一个具体实施方式中，尾气出口位于流速调节方式上游。
在一个具体实施方式中，混合器位于其中一个腔中，混合器的第一个入口用于接收再循环流，第二个入口用于接收尾气流，出口用于输送产物流。
在一个具体实施方式中，第一个入口接收再循环流，流速范围为尾气流流速的0.1到10倍。
在一个具体实施方式中，分隔沿每个金属氰化物反应器组件直径安装在外壳上的灵活密封，避免混合来自隔热腔的热传导流体。
附图说明
下面将借助非限定性附图介绍本发明的主体，其中：
图1是用于尾气热回收的传统吸附式热泵的方块图；
图2是按照本发明一个具体实施方式的尾气再循环系统方块图；
图3是按照本发明一个具体实施方式，在旋转型金属氰化物热泵中从尾气再循环系统回收热量的布置；
图4是按照本发明一个具体实施方式，在节流型金属氰化物热泵中从尾气再循环系统回收热量的布置；
图5显示传统尾气系统相比采用本发明介绍系统的热泵，解吸塔从尾气输入热量的时间负荷图；
图6A和6B是按照本发明一个方面，旋转反应器型金属氰化物热泵中的自行清洁布置；
图7A和7B是按照本发明一个方面，节流型金属氰化物热泵中的自行清洁布置。
附图详细说明
下面将借助附图说明本发明的尾气热量回收系统(以下称“系统”)，这些附图不限制本发明的范围和界限。完全通过实施例和示意图形式进行说明。
通过参照下列描述中的非限定性具体实施方式，对此处具体实施方式及其各种特征和有利细节进行说明。其中省去了对已知部件及加工技术的描述，以避免不必要地使本发明的具体实施方式模糊不清。本发明所采用的实施例仅旨在便于理解本发明具体实施方式可能的实践方式，并进而使本领域的技术人员能够实践本发明的实施方式。因此，不应将此类实施例视为限制本发明具体实施方式的范围。
以下描述将充分披露本发明中具体实施方式的一般性，在没有脱离一般概念的前提下，其他人可以很容易地运用现有知识修改和/或调整此类具体实施方式的各种应用。因此，这些调整和修改应被确定为包含在与所披露的具体实施方式相当的含义和范围内。应当理解为，本文采用的措辞和术语是为了描述而非限制的目的。因此，虽然文中的具体实施方式描述的是首选具体实施方式，熟知本领域的技术人员认识到在所描述的具体实施方式的精神与范围内，可以对文中的具体实施方式进行修改。
本发明介绍的系统和/或方法涉及利用尾气再循环回收尾气热量。系统采用热力学机械布置，可用于各种应用，包括基于废热的冷却、加热、制冷和空调。
本发明提出的尾气热量回收系统和/或方法基于尾气的重新混合。按照本发明的一个方面，利用尾气出口稀释从发动机接收的入口高温尾气。来自尾气出口的部分流通过风扇再循环，与入口高温尾气混合，形成具有相同热量成分的尾气，但温度更低，流速更高。
可以根据系统温度要求确定再循环流，最好在尾气流的0.1-10倍范围内。如果入口尾气温度更低，或者系统要求相对更高的温度源，再循环流速将降低。同样，如果入口尾气温度更高，或者系统要求相对更低的温度源，再循环流速将提高。
图2是按照本发明一个具体实施方式的尾气再循环系统200的方块图。系统 200由一个吸附式热泵18组成，利用解吸塔19通过吸收热源(如发动机)热量解吸制冷剂原料。提供混合器12以混合入口尾气流11与再生尾气流16，获得二者中间温度的产物尾气流13。在一个具体实施方式中，混合器包括一个用于接收再循环尾气流的第一入口，一个用于接收入口尾气流的第二入口，以及一个用于输送产物尾气流的出口。
产物尾气流13的热量成分与入口尾气流11相同，但相比入口尾气流11流速更高，温度更低。产物尾气流13是到解吸塔19的尾气入口条件，而解吸塔出口流14是解吸塔出口的尾气流条件。解吸塔出口流14分为两个流：流15和再循环尾气流16 (也称为“再循环尾气气体流16”)。从尾气出口20(如烟囱)向大气排出气流15时，剩余，即再循环尾气流16再循环回混合器12。为此用途提供一个流速调节装置，如再循环风扇17。流速调节装置还用于将再循环尾气流16压缩至混合器压力。
从图中很容易看出，产物尾气流13的质量流速等于入口尾气流11和再循环尾气流16的质量流速总和。此外，产物尾气流13的质量流速等于解吸塔出口流14，后者反过来等于流15和再循环尾气流16的质量流速总和。
由于再循环尾气与入口尾气在混合器中混合，产物尾气温度降低。此外，混合后的产物尾气流速相比从发动机接收的入口尾气流11更高。
对于300-600℃的入口尾气流11(也称为“入口尾气气体流11”)，产物尾气流 16测量为100-250℃，流速是入口尾气流11的3倍。在工艺中，产物尾气流13的温度降低约120-300℃。此情况下的解吸塔出口流14的温度约150℃。
提出的尾气再循环系统和/或方法解决了传统系统/布置的缺陷，在本发明提出的尾气再循环情况下，进入吸附泵(如金属氰化物热泵)解吸塔的温度现在降低至100- 250℃，而传统直接尾气入口温度为500-600℃。此入口温度显著低于传统布置中进入金属氰化物热泵的入口温度。这样避免金属氰化物热泵换热器的热传导表面过热。
此外，由于金属氰化物热泵采用循环工作，在循环中交替加热和冷却换热器 (也称为“反应器”)，热传导表面温度降低可减少整个系统的热惯性，不仅提高系统性能，而且提高冷却容量和COP。
此外，在本系统和/或方法中，换热器入口与出口之间的温差减小，通常为20- 100℃。因此，入口与出口之间的体积流速明显低于传统系统和/或方法。这样尾气速度均匀，改进热传导率。
此外，在本系统和/或方法中，换热器入口的尾气流速高于传统系统和/或方法。因此，换热器中可实施的通道或单个通道数量减少，进而减小换热器的压力降。这也还可实现尾气在热传导表面的更好分布。此外，由于换热器温差减小，热蠕变/膨胀概率也减小，从而提高系统可靠性，并延长寿命。
此外，由于换热器现在最大工作温度约250℃，可以使用碳钢、铝、不锈钢和铜等传统低成本原料制造换热器。
此外，本系统和/或方法可通过制造一个承载金属氰化物吸附介质以清洁尾气成分(如粉尘、烟灰以及沉积在再生模块工作表面的尾气冷凝液)的反应器再生模块，实现清洁机制。
图3是按照本发明一个具体实施方式，在旋转型金属氰化物热泵中从尾气再循环系统200回收热量的布置300。布置300包括第一个反应器组件模块31或A1，第二个反应器组件模块32或A2，二者都具有再生合金原料(如高温金属氰化物)，以及一个流体转换机制。通过旋转反应器组件模块31和32，实现循环变化过程中的各种流体流转换。为此，提供一个具有驱动机制的旋转轴承组件33形式的流体流交换措施，反应器组件模块31和32安装在此驱动机制上。
反应器组件模块31和32与混合器37一起封闭在外壳34中。外壳34用于分隔隔间，并引导热空气/排出尾气流41、38、42、39、40和环境气流43、44。
一个或多个柔性密封35和非柔性密封36形成两个隔间，每个隔间容纳一个反应器组件模块。密封35和36在相应空气转换系统中提供，形成静止隔间以及反应器组件模块31、32的旋转条件。此外，布置300在反应器组件模块下游提供一个流速调节装置，如再循环风扇45(也称为“风扇45”)，用于压缩来自反应器组件模块31出口的冷却产物气流。
根据工艺要求和再循环率，再循环尾气的平均温度约80-250℃。再循环率定义为再循环气流39与入口尾气流41(也称为“入口尾气气体流41”)的比率。根据系统要求，再循环率在0.1到10之间。更低再循环率将带来更高温度产物尾气流40，而更高再循环率将带来更低温度产物尾气流40。
一部分压缩冷却产物气流42(等于来自风扇出口的入口尾气流41重量比)排出到烟囱/大气。在一个具体实施方式中，到烟囱/大气的一个尾气出口49可以从风扇吸入到大气，而不是风扇出口，即尾气出口49可以放置在风扇45的上游而不是下游。平衡再循环气流39与混合器37中的高温入口尾气41混合。入口尾气流41(最高 500℃的高温热源)可以来自发动机尾气。
入口尾气流41和再循环气流39在混合器7中混合，形成温度介于二者之间的产物尾气流40均匀混合物。混合器7的产物尾气流40流过反应器组件模块31。产物尾气流40的温度约300℃，流速是入口尾气流41的11倍。此尾气温度适合系统发挥高效性能。产物尾气流40的热量传导至反应器组件A1，金属氰化物解吸尾气的氢气部分。在工艺中，产物尾气温度降低，冷却产物气流42送至风扇45吸入。
在循环的第一半，产物尾气流流过反应器组件模块A1，在第二半，产物尾气流过反应器组件模块A2。从第一个循环到第二个循环的循环转换(反之亦然)通过将轴承组件33围绕中央旋转轴旋转180°来实现。旋转轴承组件33利用驱动机制旋转反应器组件模块A1和A2。
工作时，混合器37混合来自第一个入口46的入口尾气流41与来自第二个入口 47的再循环气流39，形成从产物出口48排出的产物尾气流40。
与产物出口48相连的反应器组件模块31充当解吸装置，将产物尾气流40转化为冷却产物气流42。尾气出口49位于冷却产物气流42的流动路径上，部分冷却产物气流42(以下称排出尾气流38)排出外壳34，剩余冷却产物气流42(之前提到的再循环气流39)继续沿路径返回混合器37。
经过反应器组件模块31的产物尾气流40分为再循环气流39和排出尾气流38 两个部分。通过为外壳34中的排出尾气流38提供一个尾气出口49的可控打开/闭合机制，实现冷却产物气流42的拆分。尾气出口49的打开或闭合使气流以单向流过出口，入口尾气流41流速的任何变化将导致风扇45吸入和排出的压力变化。通过尾气出口49，此压力变化与排出尾气流38匹配，达到入口尾气流41压力差，从而确保重量平衡。
此外，可以改变风扇45的速度，以控制风扇排出流和再循环率。通过改变再循环率，可以控制产物尾气流40的温度。对于较低入口尾气温度，风扇速度降低以实现较低再循环率。降低再循环率可维持恒定产物尾气温度。
此外，尾气出口49可以放置在风扇45后，即风扇出口；或风扇前，即风扇吸入。在第一种情况下，风扇45控制的流速是排出流速与再循环流速的总和。此布置 300允许尾气再循环系统200以更低压力工作，因此风扇吸入压力可略低于大气压。在此布置300中，排出尾气以系统200内产生的最大压力排出。在第二种情况下，风扇流速与再循环流速相同，降低风扇功耗。这需要尾气再循环系统200以高于大气压的压力工作。在此布置中，排出尾气以系统200的最低压力排出。
图4是按照本发明一个具体实施方式，在节流型金属氰化物热泵中从尾气再循环系统回收热量的布置400。
如图所示，具有再生合金的第一个反应器组件模块51或A1从氢气侧连接到具有制冷合金的第二个反应器组件模块52或B1。两个模块51和52彼此之间通过氢气管道55连接。此外，具有再生合金的第三个反应器组件模块53或A2从氢气侧连接到具有制冷合金的第四个反应器组件模块54或B2。这两个模块53和54彼此之间通过氢气管道56连接。
此外，四个电磁/电动气动调节阀57a、57b、57c、57d统称调节阀57，各自具有四个端口和两个位置，用于以预先确定的循环方式转换反应器模块51、52、53和 54中的热传导流体/气流。
调节阀57的活门位置61a提供第一个半循环，使反应器模块B1和A2以解吸模式工作，B2和A1以吸收模式工作。此外，调节阀57的活门位置61b提供第二个半循环，使A1和B2以解吸模式工作，B1和A2以吸收模式工作。
在工作的第一个半循环中，反应器组件A2使用约300℃中间温度的产物尾气流(A-ir)解吸氢气。反应器组件A2释放的氢气由反应器组件B2吸收，吸收热量以气流(C-i)形式释放到环境中。产物尾气流(A-ir)经过第一个调节阀57a和入口管道62 流动到反应器组件A2。
在反应器组件模块A2的氢气解吸过程中，产物尾气流(A-ir)冷却至平均温度 200℃。在反应器组件A2出口接收的冷却产物尾气流(A-ir)通过另一个出口调节阀 57b流动到再循环风扇或鼓风机58的吸入侧。再循环风扇或鼓风机58用于处理最高 500℃的高温。再循环风扇或鼓风机58将冷却产物尾气流(A-ir)压缩至高于再循环风扇或鼓风机58之后混合器59的压力。来自再循环风扇或鼓风机58出口的一部分压缩尾气(A-o)(等于入口尾气流(A-i)重量流速)排出到大气。在一个具体实施方式中，可以从再循环风扇或鼓风机58的吸入端而不是风扇出口提供到大气的尾气出口。
此外，剩余尾气流(A-r)与约500℃高温接收的入口尾气流(A-i)在混合器59 中混合。充当热源的入口尾气流(A-i)从发动机尾气提供。入口尾气流(A-i)和剩余再循环尾气流(A-r)在混合器59中混合，形成具有中间低温的产物尾气(A-ir)均匀混合物。根据系统要求，再循环率在0.1到10之间。
在反应器组件B2的氢气吸收过程中，吸收热量以之前提到的环境气流(C-i)形式排出到大气。环境气流(C-i)通过入口调节阀57d和入口管道62连接到反应器组件 B2。在工作的第一个半循环中，反应器组件B1使用来自腔60(即冷却壳体)的回流气流(D-i)形式的低温源解吸氢气。反应器组件B1释放的氢气由反应器组件A1在第一个半循环中吸收，吸收热量释放至环境气流(B-i)。在此过程中，回流气流D-i进一步冷却至低于腔60的低温供应流(D-o)的温度。
在第二个半循环中，反应器组件A1使用产物气流(A-ir)解吸氢气。解吸氢气由反应器组件B1吸收，吸收热量通过环境气流(C-i)排出到大气。此外，反应器组件B2 使用来自腔60的回流空气(D-i)形式的低温源解吸氢气。解吸氢气由反应器组件A2 吸收，吸收热量排出到环境气流(B-i)。在此过程中，回流气流D-i进一步冷却至低于腔60的低温供应流(D-o)的温度。
图5显示传统尾气系统(曲线a和c)相比采用本发明介绍系统(曲线b和d) 的热泵，解吸塔从尾气输入热量的时间负荷图。从曲线很容易看出，在预先确定的时间内解吸相同数量氢气时，尾气再循环型系统解吸塔从尾气输入热量负荷平均较低。
图6A和6B是按照本发明一个方面，旋转反应器型金属氰化物热泵中的自行清洁布置600。具体来说，图6A显示旋转型金属氰化物热泵第一个半工作循环中的反应器组件位置，图6B显示第二个半工作循环中的反应器组件位置。
自行清洁布置600显示反应器组件71a和71b，各自含有再生/高温金属氰化物。反应器组件71a和71b可以是散热管型换热器，管内注入金属氰化物，热传导介质在散热管上流动。
自行清洁布置600结构分为两个隔热腔，每个包含一个反应器组件，两种不同热传导流体在半循环中以相反方向同时流经每个腔。换句话说，尾气流成分(如一个反应器组件表面在一个半循环中沉积的粉尘和烟灰)在下一个半循环中通过以尾气流相反方向流过相应腔的环境气流排出。
反应器组件71a和71b封闭在隔热外壳76中，彼此之间通过隔热板72分离。反应器组件71a和71b安装在轴承组件75上，后者具有驱动机制，工作时可使反应器组件71a和71b围绕旋转轴73旋转。
外壳76形成两个隔热腔，每个各有一个反应器组件和一种不同热传导流体。在一个具体实施方式中，分隔柔性密封74沿每个反应器组件直径安装在外壳76上，避免静止和/或旋转条件下两个腔内的热传导流体混合。分隔柔性密封74位于反应器组件71a和71b的上方和下方。此外，外围柔性密封77安装在外壳76的外围，用于在旋转和/或静止条件下流过反应器组件71a和71b时避免绕过热传导流体。
此外，如图所示，一种热传导流体78a是入口尾气流，具有数ppm级颗粒物/烟灰80a和83a。此外，此入口尾气流包含尾气成分冷凝液，如酸性气体冷凝液。此外，另一种热传导流体79a是入口环境气流，含有ppm级粉尘颗粒物81a和82a。此外，出口尾气流显示为78c。第一和第二个半循环过程中尾气流在反应器组件71a和71b 中的流动方向显示为78b。同样，出口环境气流显示为79c。第一和第二个半循环过程中环境气流在反应器组件71a和71b中的流动方向显示为79b。
很容易理解，尾气中的烟灰颗粒物数量通常高于环境空气。因此，保持环境空气流速始终高于尾气流速。这样可以在下一个半循环中通过另一个腔中与尾气流相反方向的环境气流高流速，清洁在一个腔的一个半循环中沉积在反应器表面的相对较高数量的烟灰颗粒物。
第一个半循环中沉积在反应器组件71a入口的烟灰颗粒物显示为参考编号80a(参考图6A)。这些颗粒物(显示为80b，图6B)被环境气流79b排出，流动方向与尾气流方向78b相反。
同样，第二个半循环中沉积在反应器组件71b入口的烟灰颗粒物显示为参考编号83a。这些颗粒物(显示为83b)被环境气流79b排出，流动方向与尾气流方向78b 相反。
在图6A中，参考编号81b显示反应器组件71a尾气流78c排出的粉尘颗粒物。这些粉尘颗粒物(81b)在上一个半循环中沉积在反应器组件上，在图6B中显示为81a。反应器组件上沉积的粉尘尾气流排出，气流方向78b与环境气流方向79b相反。
同样，参考编号82b显示反应器组件71b尾气流78c排出的粉尘颗粒物。粉尘颗粒物(82b)在上一个半循环中沉淀在反应器组件上，显示为82b。反应器组件上沉积的粉尘尾气流排出，气流方向78b与环境气流方向79b相反。
分隔柔性密封74位于反应器组件71a和71b的上方和下方，提供与反应器组件表面的接触，协助清洁每个反应器组件上沉积的粉尘/烟灰颗粒物。分隔柔性密封74 的松开端在旋转时保持与反应器组件接触，帮助松动每个半循环后在反应器表面沉积的烟灰/粉尘颗粒物。烟灰/粉尘松动颗粒物分别由之前提高的环境空气和/或尾气流带走。按照类似方式，清洁反应器组件上的冷凝液。
图7A和7B是按照本发明一个方面，节流型金属氰化物热泵中的自行清洁布置700。
具体来说，图7A显示一个节流型金属氰化物热泵反应器组件91，尾气流作为热传导流体，含有第一个半循环中的ppm级烟灰颗粒物，图7B显示反应器组件91，环境气流作为热传导流体，含有第二个半循环中的ppm级烟灰颗粒物。
反应器组件91含有再生/高温金属氰化物合金。反应器组件91包含一组空气阀92a和92b，用于在每个半循环后交替转换热传导流体。在图7A中，通过阀92a向反应器组件91提供的入口尾气流93a在第一个半循环流过反应器组件91，通过空气阀 92b作为出口尾气流93c排出。尾气流在反应器组件91上的方向显示为93b。此外，在图7B中，通过空气阀92b向反应器组件91提供的入口环境气流94a在第二个半循环中流过反应器组件91。入口环境气流94a通过空气阀92a作为出口尾气流94c排出反应器组件91。环境气流在反应器组件91上的方向显示为94b。
在工作的第一个半循环中，烟灰颗粒物沉积在反应器组件91上(显示为95a)。流过反应器组件91的尾气流将烟灰颗粒物带离反应器组件91(显示为96b)，在上一个半循环中从环境气流中沉淀，显示为96a。尾气流93b按照与环境气流94b相反的方向在反应器组件91中流动。这样有助于通过空气阀92b去除反应器组件91中的粉尘/烟灰颗粒物。
在工作的第一个半循环中，上一个循环95a中在反应器组件入口沉积的烟灰颗粒物通过空气阀92a，按照与上述相同方法由环境气流95b排出。
在参考图6(统称)和图7(统称)讨论的每种情况下，热回收系统其他基本功能配置与参考图2至4讨论的系统类似。例如，图6和7中讨论的具体实施方式还具有图2至4中讨论的再循环回路。此外，混合器作为再循环回路的一部分，混合再循环流与来自热源(如发动机)的尾气流。在一个具体实施方式中，混合器位于两个隔热腔的任一个中。
尾气中的烟灰颗粒物数量通常高于环境空气中的粉尘数量。因此，保持环境空气流速高于尾气流速。这样可以通过与尾气流方向相反的环境气流，在下一个半循环中清洁反应器表面的较高数量烟灰颗粒物。
熟练了解本领域的人员可以理解，基于本发明的自行清洁布置不限制于金属氰化物热泵，还可用于尾气热量驱动的吸附式热泵、溴化锂水吸收式热泵和氨水吸收式热泵。
技术优势与经济意义
本热传导系统发明提供的技术优势如下：
·提高系统可靠性。
·紧凑且可管理的系统。
·提高热传导率。
·高效自行清洁反应器组件。
贯穿本说明书中的单词“包括”，或其变形都被理解为意指包含一种所述要素、整数或步骤、或一组要素、整数或步骤，但不排除任何其他要素、整数或步骤，或要素、整数或步骤组。
“至少”或“至少一种”表达方式表明使用一个或多个要素、成分或数量，具体实施方式中的使用是为实现一个或多个预期的目的或结果。
本说明书中包括的所有文件、行为、材料、设备、物品等的讨论是专为本发明提供一个上下文环境。这并不意味着承认了这些资料的部分或全部就构成了在此项专利申请之前就已存在于任何国家相关领域的常识。
提到的各种物理参数、尺寸或数量的数值仅为近似值，应理解为高于/低于分配给这些参数、尺寸或数量的数值的值也属于本发明的范围内，除非本说明书中有具体的相反声明。
虽然已将相当多的重点放在首选实施方式的各个组件上，但应理解为，在不偏离本发明原则的前提下，可以有多种实施方式，并且可以对首选实施方式做出许多更改。根据本发明内容，本领域的技术人员将很容易地对本发明的首选实施方式及其他实施方式的所做出的这些及其他变化，由此可以清楚地了解以上实施方式的描述仅仅为本发明内容的说明性描述，而非限制性描述。

Claims (12)

1.一种金属氰化物加热泵再生系统，其特征在于，所述系统包括：
一隔热外壳，分隔为第一隔热腔和第二隔热腔，所述第一隔热腔封闭一第一金属氰化物反应器组件，所述第二隔热腔封闭一第二金属氰化物反应器组件，每个所述金属氰化物反应器组件包含一可再生高温金属氰化物合金；
一环境空气入口，用于将环境气流接收到所述外壳，送至相应隔热腔内封闭的所述第一和第二金属氰化物反应器组件的至少一个；
一流体再循环回路，再循环从尾气源接收的尾气流，所述流体再循环回路包括：
一混合器，用于混合部分所述再循环流和所述尾气流，提供温度介于所述尾气流温度和所述再循环流温度之间的产物流；
流体流转换装置，连接至所述混合器，用于循环转换从所述混合器接收的所述产物流和所述空气流，这样，在每个工作半循环中，所述产物流以第一个方向送至一个金属氰化物反应器组件，环境气流以相反方向送至另一个金属氰化物反应器组件；
流速调节装置，位于所述金属氰化物反应器组件下游；
一尾气出口，用于从所述外壳排出所述再循环流的其余所述部分。
2.如权利要求 1 所述的系统，其特征在于，所述尾气流的所述温度在 300-600oC 之间，所述再循环流的所述温度在 100-250oC 之间，所述产物流的所述温度在 120-300oC 之间。
3.如权利要求 1 所述的系统，其特征在于，所述流体流转换装置包括一轴承组件和与之相连的驱动机制，轴承组件可旋转其安装所在的金属氰化物反应器组件。
4.如权利要求 1 所述的系统，其特征在于，所述流体流转换装置是一流体流回路，包括一个 4 端口 2 位置阀和两个 3 端口 2 位置阀。
5.如权利要求 1 所述的系统，其特征在于，所述流体流转换装置是一流体流回路，包括两个 4 端口 2 位置阀。
6.如权利要求 1 所述的系统，其特征在于，所述流速调节装置按照所述尾气流流速控制所述再循环流流速。
7.如权利要求 1 所述的系统，其特征在于，所述环境气流的流速高于所述尾气流。
8.如权利要求 1 所述的系统，其特征在于，所述尾气出口位于所述流速调节装置的下游。
9.如权利要求 1 所述的系统，其特征在于，所述尾气出口位于所述流速调节装置的上游。
10.如权利要求 1 所述的系统，其特征在于，所述混合器位于其中一个所述腔中，所述混合器的第一入口用于接收所述再循环流，第二入口用于接收所述尾气流，出口用于输送所述产物流。
11.如权利要求 10 所述的系统，其特征在于，所述第一入口接收所述再循环流，流速范围为所述尾气流流速的 0.1 到 10 倍。
12.如权利要求 1 所述的系统，其特征在于，包括分隔的沿每个金属氰化物反应器组件直径安装在所述外壳上的柔性密封，避免混合来自所述隔热腔的热传导流体。
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