CN210400112U - 一种储热换热装置和制肥车 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种储热换热装置包括储热罐和制肥车。储热罐中填充有储热材料；储热罐外设有保温层，保温层与储热罐之间具有第一流体腔，储热罐中设有第二流体管路，第二流体管路的外表面与储热材料贴合，第一流体与第二流体的温度不相同。该储热换热装置具有储热和换热功能，且储热与换热可分开也可同时进行。制肥车包括上述储热换热装置，储热换热装置的高温流体入口与车身尾气排放管连通。由此可吸收车身行驶过程中排出的尾气的热量，余热回收利用，节能环保；当制肥和车身的行驶不同时时，可先将车身行驶过程中排出的尾气热量进行储存，待制肥时根据需要提供给原料槽、反应釜，为制肥原料升温，加快制肥流程。
Description
技术领域
本实用新型属于热能回收领域，具体涉及一种储热换热装置和制肥车。
背景技术
储热换热装置是用来使热量从热流体传递到冷流体的一种热量交换设备，被广泛应用于工业中，比如化学生产过程中。储热换热装置根据用途可以分为加热器、冷却器、冷凝器、汽化器等，目前，采用的储热换热装置有板式换热器、套管式换热器、沉浸式换热器、喷淋式换热器等。
使用上述结构的换热器时，冷流体和热流体之间通过将其间隔起来的管壁或者板壁直接进行热量交换；因而在热流体停止流动时，换热器就停止了热能转换工作，使得换热器在高温管路不供应热能的时间里则停止了热能转换工作。
另外，根据调查数据显示，现有的车辆发动机的热效率仅有30％左右，其余的能量则以发动机冷却、车辆尾气以及摩擦损耗等形式耗散。尾气带走的热量占比1/3左右，对于尾气的交换系统有着不少的处理方式，如设置在三元催化器末端的温差发电器等；但经上述方式处理后的尾气仍然有一定的余热，此部分余热散发到环境中去，也是一种浪费。
实用新型内容
本实用新型旨在解决现有技术中存在的技术问题，本实用新型的第一个目的是提供一种储热换热装置，以提高流体的冷却效果。本实用新型的第二个目的是提供一种制肥车，其将车辆尾气的热量进行吸收并储存，实现余热再次回收，节约能源。
为达到上述第一个目的，本实用新型采用如下技术方案：一种储热换热装置，包括储热罐，储热罐中填充有储热材料；
储热罐外设有保温层，保温层与储热罐之间具有第一流体腔，第一流体腔连通有第一流体入口和第一流体出口；
储热罐中设有第二流体管路，储热罐上具有与第二流体管路的两端连通的第二流体入口和第二流体出口，第二流体管路的外表面与储热材料贴合；
第一流体与第二流体的温度不相同。
上述技术方案中，高温流体与低温流体可同时进入该储热换热装置中进行热量交换，也可分时进入该储热换热装置中，先进入该储热换热装置的流体与储热材料进行热量交换，其能量(热能或冷能)被储热材料吸收后进行储存；后进入该储热换热装置的流体，其与储热材料进行热量交换；从而使得该储热换热装置的储热与换热可分开也可同时进行。
在本实用新型的一种优选实施方式中，第一流体腔为高温流体腔，其内流动的为高温流体；第二流体管路的容置空间为低温流体腔，其内流动的为低温流体。
上述技术方案中，高温流体从外周将热量传递给储热材料，加之外层设有保温层，热量流失少，使得位于储热罐内部的储热材料能更好的吸收高温流体的热量进行储存；第二流体管路浸泡在储热材料中，使得低温流体能够充分吸收储热材料的热量，从而使该储热换热装置的换热效率更高。
在本实用新型的一种优选实施方式中，第一流体腔为储热罐与保温层之间的空间；
或者在储热罐与保温层之间设有隔板，第一流体腔为由储热罐外壁、隔板和保温层内壁形成的容置空间；
或者在储热罐的外壁上缠绕有第一流体管路，第一流体腔为第一流体管路的容置空间。
上述方案为第一流体腔的三种不同结构形式，第一流体腔为储热罐与保温层之间的空间，此种结构简单，但流体的流动路径较短，换热效果略差；设置隔板和第一流体管路的方式可使流体的流动路径变长，改善换热效果，但会增加制造成本，实际中可根据需要进行选择。
在本实用新型的一种优选实施方式中，第一流体管路紧密的缠绕在储热罐的外壁上，第二流体管路的外管壁之间接触。由此在同等长度的流动路径下，使得该储热换热装置的结构更紧凑。
在本实用新型的另一种优选实施方式中，第二流体管路往返迂回地螺旋盘绕或往返迂回地呈弓字形盘绕在储热罐内，第二流体管路的外管壁之间具有间隙，间隙中填充有储热材料。第二流体管路在储热罐里有不同的布置形式，能够有效换热的前提下，尽量使流动路径更长，提高换热效果。
在本实用新型的另一种优选实施方式中，保温层的材料为气凝胶，或保温层材料为PUR聚氨酯泡沫塑料。气凝胶环保，但价格较PUR聚氨酯泡沫塑料贵，两种保温材料各有优劣，根据实际情况进行选择。
在本实用新型的另一种优选实施方式中，第一流体管路和第二流体管路均为铜管。铜管传热效果好。
在本实用新型的另一种优选实施方式中，储热材料为液态显热储热材料、或液态与固态的不同物质混合使用的显热储热材料、或可固-液态转换使用的相变储热材料。储热材料可根据实际情况进行选择，储热显热效果好。
为达到上述第二个目的，本实用新型采用如下技术方案：一种制肥车，包括车身，车身上设有按制肥原料的流动方向依次连接的原料槽、反应釜和固液分离设备，还包括上述储热换热装置，储热换热装置的高温流体入口与车身尾气排放管连通；原料槽设有第一热交换器和/或反应釜设有第二热交换器，储热换热装置的低温流体入口和低温流体出口通过循环管道与第一热交换器、第二热交换器连接，循环管道上具有循环泵。
在制肥车上设置该储热换热装置后，可吸收车身行驶过程中排出的尾气的热量，余热回收利用，节能环保。而且该储热换热装置具备储热和换热两个功能，当制肥和车身的行驶不同时时，可先将车身行驶过程中排出的尾气热量进行储存，待制肥时根据需要提供给原料槽、反应釜，为制肥原料升温，加快制肥流程。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是实施例一的储热换热装置的一种结构示意图。
图2是实施例一的储热换热装置的另一种结构示意图。
图3是实施例一的储热换热装置的再一种结构示意图。
图4是实施例二的制肥车的流程示意图。
说明书附图中的附图标记包括：储热换热装置10、车身20、储热罐1、支脚11、储热材料2、保温层3、第一流体腔4、第一流体入口41、第一流体出口42、隔板43、第一流体管路44、第二流体管路5、第二流体入口51、第二流体出口52、原料槽6、第一热交换器61、反应釜7、第二热交换器71、固液分离设备8、第一循环管道91、第二循环管道92、循环泵93、开关阀94、实心箭头—制肥肥料的流动方向、空心箭头—低温流体的流动方向、鱼骨箭头—高温流体的流动方向。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“竖向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
实施例一
本实施例提供了一种储热换热装置，如图1所示，在本实用新型的一种优选实施方式中，其包括储热罐1，储热罐1的材料也为铜或铝，储热罐1上设有支脚11，储热罐1中填充有储热材料2；储热罐1外设有保温层3，保温层 3的材料为气凝胶或PUR聚氨酯泡沫塑料，保温层3将储热罐1包围起来，减少热量的损失。实际中可在保温层3外用压型钢板等不透气材料做面层将保温层3密封，进一步减少热量的损失。
如图1所示，保温层3与储热罐1之间具有第一流体腔4，第一流体腔4 连通有第一流体入口41和第一流体出口42，图1所示为第一流体入口41设在顶部，第一流体出口42设在底部。图1所示为第一流体腔4位于储热罐1 外周，实际中第一流体腔4可延伸至储热罐1底部下方的空间。储热罐1中设有第二流体管路5，优选第二流体管路5为铜管，储热罐1上具有与第二流体管路5的两端连通的第二流体入口51和第二流体出口52，图1所示为第二流体入口51和第二流体出口52均设在顶部；第二流体管路5的外表面与储热材料2贴合；第一流体与第二流体的温度不相同，温度差进行热量交换。
如图1所示，优选地，第一流体腔4为高温流体腔，其内流动的为高温流体；第二流体管路5的容置空间为低温流体腔，其内流动的为低温流体。当然也可将第一流体腔4设为低温流体腔，第二流体管路5的容置空间设为高温流体腔。
如图1所示，工作时，高温流体经第一流体入口41进入第一流体腔4中，低温流体经第二流体入口51进入第二流体管路5中；高温流体的能量(热能) 被储热材料2吸收后传递给低温流体，或低温流体的能量(冷能)被储热材料2 吸收后传递给高温流体，由此使得高温流体和低温流体进行热量交换。高温流体与低温流体可同时进入该储热换热装置中进行热量交换，也可分时进入该储热换热装置中，先进入该储热换热装置的流体与储热材料2进行热量交换，其能量被储热材料2吸收后进行储存；后进入该储热换热装置的流体，其与储热材料2进行热量交换；从而使得该储热换热装置的储热与换热可分开也可同时进行。
在本实施方式中，储热材料2可以为CN103673704A中公开的储热材料，比如储热材料2为液态显热储热材料或液态与固态的不同物质混合使用的显热储热材料或可固-液态转换使用的相变储热材料，具体地相变储热材料2可以为石蜡或者为水合盐，本实用新型不作具体限制。应当指出，储热材料2 为相变储热材料时，储热材料2不完全填充满储热罐1，以适应相变储热材料固液相变时的体积变化。
具体地，第一流体腔4(高温流体腔)的具体结构有三种不同的实施方式。如图1所示，第一流体腔4为储热罐1与保温层3之间的空间；或者如图2 所示，在储热罐1与保温层3之间设有隔板43，优选隔板43螺旋向下设置，第一流体腔4为由储热罐1外壁、隔板43和保温层3内壁形成的容置空间；或者如图3所示，在储热罐1的外壁上缠绕有第一流体管路44，优选第一流体管路44也为铜管，第一流体腔4为第一流体管路44的容置空间。
如图3所示，在本实用新型的另一种优选实施方式中，第一流体管路44 螺旋向下且紧密的缠绕在储热罐1的外壁上，第二流体管路5的外管壁之间接触。由此在同等长度的流动路径下，使得该储热换热装置的结构更紧凑。
如图1-图3所示，在本实用新型的另一种优选实施方式中，第二流体管路5往返迂回地呈弓字形(横向迂回或竖向迂回)盘绕在储热罐1内，第二流体管路5的外管壁之间具有间隙，间隙中填充有储热材料2，便于换热。当然第二流体管路5往返迂回地螺旋盘绕在储热罐1内。
本实施例的储热换热装置，高温流体腔设置在保温层3与储热罐1之间的容置空间中，低温流体腔为储热罐1内的第二流体管路5的容置空间，使得储热罐1内布置第二流体管路5的空间更大，使得整个储热换热装置的结构更紧凑。高温流体从外周将热量传递给储热材料2，加之外层设有保温层3，热量流失少，使得位于储热罐1内部的储热材料2能更好的吸收高温流体的热量进行储存；第二流体管路5浸泡在储热材料2中，使得低温流体能够充分吸收储热材料2的热量，从而使该储热换热装置10的换热效率更高。
实施例二
本实施例提供了一种制肥车，如图4所示，在本实用新型的一种优选实施方式中，其包括车身20，车身20上设有按制肥原料的流动方向依次连接的原料槽6、反应釜7和固液分离设备8。该制肥车还包括实施例一中的储热换热装置10，储热换热装置10的第一流体入口41(即高温流体入口)与车身20尾气排放管连通，吸收车身20行驶过程中排出的尾气的热量，余热回收利用。过滤尾气的装置(比如三元催化器)设在该储热换热装置10之前，即经三元催化器处理后的车身20尾气进入储热换热装置10中换热后再排出。
如图4所示，原料槽6设有第一热交换器61和/或反应釜7设有第二热交换器71，本实施例优选同时设置第一热交换器61和第二热交换器71；具体第一热交换器61可设在原料槽6的入口端或环绕原料槽6外设置；第二热交换器71可设在反应釜7的入口端或环绕反应槽外设置。第二流体入口51(即低温流体入口)和第二流体出口52(即低温流体出口)通过两个循环管道与第一热交换器61和第二热交换器71连接，循环管道中具有工质，比如水。具体通过第一循环管道与第一热交换器61连接，通过第二循环管道与第二热交换器71连接，第一循环管道和第二循环管道上均设有循环泵93和开关阀94，由此使得此两个循环管道可以独立工作，即可同时或分时工作。
在本说明书的描述中，参考术语“优选的实施方式”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种储热换热装置，其特征在于，包括储热罐，所述储热罐中填充有储热材料；
所述储热罐外设有保温层，所述保温层与储热罐之间具有第一流体腔，第一流体腔连通有第一流体入口和第一流体出口；
所述储热罐中设有第二流体管路，储热罐上具有与第二流体管路的两端连通的第二流体入口和第二流体出口，所述第二流体管路的外表面与储热材料贴合；
所述第一流体与第二流体的温度不相同。
2.如权利要求1所述的一种储热换热装置，其特征在于，所述第一流体腔为高温流体腔，其内流动的为高温流体；所述第二流体管路的容置空间为低温流体腔，其内流动的为低温流体。
3.如权利要求1所述的一种储热换热装置，其特征在于，所述第一流体腔为储热罐与保温层之间的空间；
或者在所述储热罐与保温层之间设有隔板，所述第一流体腔为由储热罐外壁、隔板和保温层内壁形成的容置空间；
或者在所述储热罐的外壁上缠绕有第一流体管路，所述第一流体腔为第一流体管路的容置空间。
4.如权利要求3所述的一种储热换热装置，其特征在于，所述第一流体管路紧密的缠绕在所述储热罐的外壁上，所述第二流体管路的外管壁之间接触。
5.如权利要求1所述的一种储热换热装置，其特征在于，所述第二流体管路往返迂回地螺旋盘绕或往返迂回地呈弓字形盘绕在储热罐内，第二流体管路的外管壁之间具有间隙，间隙中填充有所述储热材料。
6.如权利要求1-5之一所述的一种储热换热装置，其特征在于，所述保温层的材料为气凝胶，或所述保温层的材料为PUR聚氨酯泡沫塑料。
7.如权利要求3所述的一种储热换热装置，其特征在于，所述第一流体管路和第二流体管路均为铜管。
8.如权利要求1所述的一种储热换热装置，其特征在于，所述储热材料为液态显热储热材料、或液态与固态的不同物质混合使用的显热储热材料、或可固-液态转换使用的相变储热材料。
9.一种制肥车，包括车身，车身上设有按制肥原料的流动方向依次连接的原料槽、反应釜和固液分离设备，其特征在于，还包括权利要求1-8中任一项所述的储热换热装置，储热换热装置的高温流体入口与车身尾气排放管连通；所述原料槽设有第一热交换器和/或所述反应釜设有第二热交换器，储热换热装置的低温流体入口和低温流体出口通过循环管道与所述第一热交换器、第二热交换器连接，所述循环管道上具有循环泵。
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Cited By (2)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20200424 |