专利名称：一种汽车尾气余热回收熔盐传热蓄热换热器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种节能环保领域，特别涉及一种汽车尾气余热回收熔盐传热蓄热换热器，属于余热回收领域。
背景技术：
随着我国经济的迅速发展，汽车的使用越来越广泛，其中绝大多数是普通燃油内燃机车，汽车燃油发热量的很大一部分都随着尾气排放到大气中去。汽车在满足人们出行方便的同时，汽车尾气余热的回收越来越受到人们的重视。并且人们对余热回收换热器的换热性能、高效、节能、环保等要求越来越高。目前，汽车尾气余热回收设备多为尾气与制冷剂两种介质进行换热的换热器，由于汽车尾气的排放具有高强度性、间接性、随机性和机动性，会对两种介质进行换热的换热器系统造成循环中断等影响。并且，现有的蓄热式换热器的蓄热工质蓄热能力差、散热能力强、热容量小，导致在较大热负荷情况下不能保证热量的供应。
发明内容
本发明提供一种用于汽车尾气余热回收传热蓄热的换热器，旨在解决普通余热回收换热器无法克服汽车尾气间接性、随机性等特点，体积大、笨重等问题。为了解决传统换热器存在的上述问题，本发明设计一种传热、蓄热为一体，充分利用汽车尾气余热，减少热量浪费，并为汽车提供辅助动力的节约能源的熔盐传热蓄热式换热器。其克服了由于汽车尾气排放间接性、随机性带来的换热介质循环中断的问题，具有蓄热能力强特点，并且螺旋盘管设计使整体紧凑。熔融盐蓄热技术的发展和应用为本发明提供了技术支持。为了实现上述目的 ，本发明采取的技术方案是:包括多根流动汽车尾气的管子(9)、流动制冷剂的螺旋盘管(I)、前端盖(16)、后端盖(11)、及筒壁(3);其特征在于:还设置了盛装相变材料熔融盐的壳层(2);多个流动汽车尾气的管子(9)彼此间相互平行且固定于由前端盖(16)、后端盖(11)，以及筒壁(3)围成的空间内，流动制冷剂的螺旋盘管(I)缠绕在多个流动汽车尾气的管子(9)的外侧，多个流动汽车尾气的管子(9)彼此之间、流动汽车尾气的管子(9)与流动制冷剂的螺旋盘管
(1)之间，以及流动制冷剂的螺旋盘管(I)与筒壁(3)之间均为盛装相变材料熔融盐的壳层
(2);前端盖(16)与汽车排气管相连接，汽车尾气通过前端盖进入多根流动汽车尾气的管子
(9)，螺旋盘管(I)中的制冷剂吸收尾气热量气化为蒸气，制冷剂蒸气通过制冷剂出口(14)排出，余热回收后的尾气经过后端盖(11)直接排入大气。所述的流动汽车尾气的管子(9)是不锈钢管。多根不锈钢管均匀排列，使尾气与熔盐充分接触，受热均匀。所述的流动汽车尾气的管子(9)与前端盖(16)、后端盖(11)之间通过管板(10)连接。
所述的螺旋盘管(I)中流动的制冷剂是R245fa五氟丙烷，或R134a四氟乙烷。 所述的流动制冷剂管子制成螺旋盘管(I)形式，提高了换热器高效性和紧凑性，螺旋管内制冷剂在向前流动时连续改变方向，会在横截面上引起二次环流，二次环流与主流叠加，使制冷剂在弯管内形成螺旋运动，从而使换热增强。所述的流动制冷剂的螺旋盘管(I)是由紫铜材质制成，紫铜能耐熔盐腐蚀且导热效果好。所述的壳层(2)内的相变材料熔盐为混合硝酸盐HITEC，HITEC为硝酸钠、亚硝酸钠和硝酸钾按质量比7:40:53进行混合的混合物，其相变温度适宜、热容量大、具有优越的蓄热性能，无毒无害且廉价易得。所述的一种汽车尾气余热回收熔盐传热蓄热换热器，在筒壁(3)上方增设了熔盐注孔(6)，可以在熔盐因融化体积减小后向壳层(2)内添加熔盐，以便防止螺旋盘管I内制冷剂受热不均等问题的产生。还设置了制冷剂进口(8)，用于向螺旋盘管(I)内补充制冷剂。还在筒壁(3)外侧、前端盖(16)以及后端盖(11)外侧设置了岩棉保温材料(4)，防止热量的过度散失；筒体下面还设置了支座(13)，便于制冷剂管路的连接及系统操作。前述方案当高温汽车尾气流经多根管子(9)时，就会把热量迅速传递给壳层(2)里的熔盐，熔盐吸收热量发生相变，由固态变成熔融态，熔融盐自然对流会把热量传递给螺旋盘管(I)内的制冷剂，制冷剂吸收热量气化为蒸气，制冷剂蒸气可以通过制冷剂出口
(14)排出，也可以外加膨胀机，使制冷剂蒸气进入膨胀机做功；当出现异常情况，如汽车临时停车等，本发明所述的换热器可以作为蓄热器，将熔盐续存起来的能量传递给螺旋盘管
(I)内的制冷剂，使制冷剂在一段时间内仍能持续吸热。有益.效果本发明设置了盛装相变材料熔融盐的壳层，熔融盐具有热容量大、蓄热性能优越的特点，使本发明具有传热蓄热双重效果，克服了传统的汽车尾气与制冷剂两种介质换热的换热器由于汽车尾气的排放具有高强度性、间接性、随机性和机动性而导致的汽车尾气余热回收循环中断的影响；增加的HITEC熔盐部分也调节了制冷剂吸热的不稳定性，避免了高温烟气温度分布不均匀的现象，提高了制冷剂与烟气换热的稳定性；也克服了现有的蓄热式换热器的蓄热工质蓄热能力差、散热能力强、热容量小，在较大热负荷情况下不能保证热量的供应的缺点；并且由于其螺旋盘管设置也克服了传统换热器体积笨重的缺点。
附图1是本发明的纵向剖面图。附图2是本发明的截面剖面图。附图3是本发明的内部结构图。附图4是本发明的外观主视图。附图5是本发明的外观左视图。图中:1-螺旋盘管；2-壳层；3-筒壁；4_岩棉保温材料；5_螺栓；6_熔盐注孔；7-制冷剂进口法兰；8_制冷剂进口 ；9-管子；10-管板11-后端盖；12-汽车尾气出口法兰；13-支座；14-制冷剂出口 ； 15-制冷剂出口法兰；16-前端盖；17-汽车尾气进口法兰。
具体实施例方式如附图1和附图2所示，一种汽车尾气余热回收熔盐传热蓄热换热器，包括43根不锈钢管用于流动汽车尾气，这43根不锈钢管相互平行，其空间排列成六边形，如图2所示，流动制冷剂R245fa或R134a的螺旋盘管(I)、前端盖(16 )、后端盖(11)、制冷剂进口
(8)、制冷剂出口(14)及筒壁(3);还设置了盛装相变材料熔融盐HITEC的壳层(2);多个流动汽车尾气的管子(8)彼此间相互平行且固定于前端盖(16)和后端盖(11)，流动制冷剂的螺旋盘管(I)缠绕在多个流动汽车尾气的管子外侧，而在多个流动汽车尾气的管子(9)彼此之间、流动汽车尾气的管子(9)与流动制冷剂的螺旋盘管(I)之间以及流动制冷剂的螺旋盘管(I)与筒壁(3)之间均为盛装相变材料熔融盐的壳层(2);前端盖(16)与汽车排气管相连接；后端盖(11)用于将余热回收利用后的汽车尾气直接排入大气；制冷剂进口(8)与提供制冷剂的装置用进口法兰(7)连接；制冷剂出口(14)与膨胀机用出口法兰(15)连接。以上所述，仅是本发明较佳可行的实施形式，不能因此即局限本发明的权利范围，对熟悉本领域的普通技术人员来说，举凡运用本发明的技术方案和技术构思做出其他各种相应的改变和变形都应属在本发明权利要求的保护范围之内。
权利要求
1.一种汽车尾气余热回收熔盐传热蓄热换热器，包括多根流动汽车尾气的管子(9)、流动制冷剂的螺旋盘管(I)、前端盖(16)、后端盖(11)、及筒壁(3);其特征在于:还设置了盛装相变材料熔融盐的壳层(2);多个流动汽车尾气的管子(9)彼此间相互平行且固定于由前端盖(16)、后端盖(11)，以及筒壁(3)围成的空间内，流动制冷剂的螺旋盘管(I)缠绕在多个流动汽车尾气的管子(9)的外侧，多个流动汽车尾气的管子(9)彼此之间、流动汽车尾气的管子(9)与流动制冷剂的螺旋盘管(I)之间，以及流动制冷剂的螺旋盘管(I)与筒壁(3)之间均为盛装相变材料熔融盐的壳层(2);前端盖(16)与汽车排气管相连接，汽车尾气通过前端盖进入多根流动汽车尾气的管子(9)，螺旋盘管(I)中的制冷剂吸收尾气热量气化为蒸气，制冷剂蒸气通过制冷剂出口( 14)排出，余热回收后的尾气经过后端盖(11)直接排入大气。
2.根据权利要求1所述的一种汽车尾气余热回收熔盐传热蓄热换热器，其特征在于:所述的流动汽车尾气的管子(9)是不锈钢管。
3.根据权利要求1所述的一种汽车尾气余热回收熔盐传热蓄热换热器，其特征在于:所述的流动汽车尾气的管子(9)与前端盖(16)、后端盖(11)之间通过管板(10)连接。
4.根据权利要求1所述的一种汽车尾气余热回收熔盐传热蓄热换热器，其特征在于:所述的螺旋盘管(I)中流动的制冷剂是五氟丙烷R245fa，或四氟乙烷R134a。
5.根据权利要求1所述的一种汽车尾气余热回收熔盐传热蓄热换热器，其特征在于:所述的螺旋盘管(I)是紫铜螺旋盘管。
6.根据权利要求1所述的一种汽车尾气余热回收熔盐传热蓄热换热器，其特征在于:所述的相变材料熔盐为硝酸钠、亚硝酸钠和硝酸钾按质量比7:40:53进行混合的混合物HITEC0
7.根据权利要求1所述的一种汽车尾气余热回收熔盐传热蓄热换热器，其特征在于:还在筒壁(3)上方设置了熔盐注孔(6)，用于熔盐因融化体积减小后向壳层(2)内添加熔融盐。
8.根据权利要求1所述的一种汽车尾气余热回收熔盐传热蓄热换热器，其特征在于:还设置了制冷剂进口( 8 )，用于向螺旋盘管(I)内补充制冷剂。
9.根据权利要求1所述的一种汽车尾气余热回收熔盐传热蓄热换热器，其特征在于:还在筒壁(3)外侧、前端盖(16)外侧以及后端盖(11)外侧设置了岩棉保温材料。
10.根据权利要求1所述的一种汽车尾气余热回收熔盐传热蓄热换热器，其特征在于:还在筒壁(3)下面设置了支座(13)。
全文摘要
一种汽车尾气余热回收熔盐传热蓄热换热器，包括多根流动汽车尾气的管子、流动制冷剂的螺旋盘管、前端盖、后端盖、及筒壁；还设置了盛装相变材料熔融盐的壳层；多个流动汽车尾气的管子彼此间相互平行且固定于由前端盖、后端盖，以及筒壁围成的空间内，流动制冷剂的螺旋盘管缠绕在多个流动汽车尾气的管子的外侧，多个流动汽车尾气的管子彼此之间、流动汽车尾气的管子与流动制冷剂的螺旋盘管之间，以及流动制冷剂的螺旋盘管与筒壁之间均为盛装相变材料熔融盐的壳层；前端盖与汽车排气管相连接，余热回收后的尾气经过后端盖直接排入大气。克服了由于汽车尾气排放间接性、随机性带来的换热介质循环中断的问题，具有蓄热能力强等特点。
文档编号F28D20/02GK103105085SQ20131004280
公开日2013年5月15日 申请日期2013年2月1日 优先权日2013年2月1日
发明者马重芳, 吴玉庭, 陈永昌, 孟超 申请人:北京工业大学