CN220729005U - 一种过冷储热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及储热器技术领域，提供一种过冷储热器，包括：外箱体以及置于外箱体中的内箱体；所述外箱体和内箱体之间留有容纳空间；所述容纳空间中布置管式换热器，并填充有相变储热材料；所述管式换热器连接有热源流入口和热源流出口；所述热源流入口和热源流出口分别设置在外箱体上；在外箱体上留有触发释热口并设置触发放热装置；所述触发放热装置包括：步进电机和金属棒；所述步进电机设置在触发释热口上方，所述步进电机的输出端设置金属棒；所述金属棒方向朝向下；所述金属棒尖端设置有固体状态的相变储热材料；所述内箱体用于盛放石化产品。本实用新型能够维持石化产品运输过程的用热需求，降低能耗和成本。

Description

一种过冷储热器

技术领域

本实用新型涉及储热器技术领域，尤其涉及一种过冷储热器。

背景技术

石化产品在低温运输过程中容易发生冷凝或者流动性差等问题，导致在管道或容器内形成沉积物，可能会导致沉积物占据管道或容器内空间，降低有效容积；除此之外，沉积物的存在还需要额外的加热或者维持低温的成本，提高整个运输成本；沉积物可能会与石化产品中其他组分相互作用，导致产品的质量受到影响；最为严重的是冷凝物可能会导致管道或者容器内的压力发生变化，从而增加了安全隐患。

目前的石化产品在低温运输发生冷凝的改善方式，主要是采用电加热以及外加保温层等方式对低温运输过程的石化产品进行伴热，但是，这增加了能耗和成本，尤其是在长距离低温运输过程中能耗和成本增加尤为明显。

实用新型内容

本实用新型主要解决现有技术采用电加热以及外加保温层等方式对低温运输过程的石化产品进行伴热，增加了能耗和成本的技术问题，提出一种过冷储热器，能够维持石化产品运输过程的用热需求，降低能耗和成本。

本实用新型提供了一种过冷储热器，包括：外箱体以及置于外箱体中的内箱体；

所述外箱体和内箱体之间留有容纳空间；

所述容纳空间中布置管式换热器，并填充有相变储热材料；

所述管式换热器连接有热源流入口和热源流出口；

所述热源流入口和热源流出口分别设置在外箱体上；

在外箱体上留有触发释热口并设置触发放热装置；所述触发放热装置包括：步进电机和金属棒；

所述步进电机设置在触发释热口上方，所述步进电机的输出端设置金属棒；所述金属棒方向朝向下；所述金属棒尖端设置有固体状态的相变储热材料；

所述内箱体用于盛放石化产品，所述外箱体和内箱体顶部对应设置石化产品流入口，所述外箱体和内箱体底部对应设置石化产品流出口。

优选的，所述外箱体顶部设置相变材料填入口。

优选的，所述石化产品流入口、热源流入口和热源流出口分别电磁阀。

优选的，所述管式换热器采用双螺旋状结构，并包裹内箱体的外周。

优选的，所述内箱体为椭圆形，所述内箱体底部与外箱体相连接。

优选的，所述外箱体内壁设置温度检测单元。

优选的，所述相变储热材料采用三水醋酸钠材料。

本实用新型提供的一种过冷储热器，利用热源将管式换热器进行加热，将固态的相变储热材料完全熔化，根据其大过冷特性，在低温环境下长期运输过程中，液态的相变储热材料能够依旧维持在低温环境中，当温度降低至石化产品的最低安全温度时，此时触发放热装置工作将过冷的液态相变储热材料能够瞬时结晶释放热量，来提升石化产品的环境温度，对余热资源能够重复利用并且降低能耗和运输成本。本实用新型的过冷储热器可以利用余热废热资源，实现多次可重复循环使用，无需额外能耗。本实用新型的过冷储热器，主要利用的是相变储热材料的大过冷、高储热特性，将热量储存后并能够满足低温环境下依旧维持液态特性，待到用热需求时，通过可控释热单元，触发相变结晶，释放出热量为石化产品进行伴热，能够维持石化产品运输过程的用热需求，不需要额外的电加热和外加保温层进行伴热，降低能耗和成本。

附图说明

图1是本实用新型提供的过冷储热器的结构示意图。

附图标记：1、步进电机；2、触发释热口；3、相变材料填入口；4、石化产品填料口；5、石化产品出料口；6、固定热源流入口；7、固定热源流出口；8、金属棒；9、管式换热器；10、温度检测单元；11、外箱体；12、内箱体。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部内容。

如图1所示，本实用新型实施例提供的过冷储热器，包括：外箱体11以及置于外箱体11中的内箱体12。

所述内箱体12为椭圆形，所述内箱体12底部与外箱体11相连接。所述外箱体11和内箱体12之间留有容纳空间。所述容纳空间中布置管式换热器9，并填充有相变储热材料。所述外箱体11顶部设置相变材料填入口3，通过相变材料填入口3填充相变储热材料。所述外箱体11的内壁面与内箱体12的外壁面应尽可能的光滑，不能有相变储热材料的成核点。

本实用新型填充的相变储热材料作为一种潜热储热方式，具有相变发生时，相变温度保持恒定的特性，并且温度适应范围广，能够满足不同的温度要求，储热成本低，单位体积储能密度较高，分类广泛，按照成分可以分为有机类、无机类和共晶类相变材料，水合盐相变材料能够适应于低温储热，研究技术较为成熟，材料来源广，成本低，但是具有过冷度较大的特性，在液固相变时，当温度降低至熔点时，储热材料依旧保持为液态，未能发生相变。本实用新型根据其过冷度大的特性，将相变储热材料填充在容纳空间中。

为保证本实用新型的储热、放热功能能够实现，本实用新型给出一种具体的相变储热材料，但是并不限于此，所述相变储热材料可以采用三水醋酸钠材料。本实用新型采用的相变储热材料，具有大过冷特性，能够满足低温下依旧保持为稳定液态，但是熔点温度要高于石化产品的用热温度要求。

所述管式换热器9连接有热源流入口6和热源流出口7。所述热源流入口6和热源流出口7分别设置在外箱体11上。通过热源流入口6向管式换热器9内通入蒸汽或热水，通过热源流出口7流出，管式换热器9外壁直接与相变储热材料接触。通入蒸汽或热水作为热源。所述管式换热器9采用双螺旋状结构，并包裹内箱体12的外周。

在外箱体11上留有触发释热口2并设置触发放热装置；所述触发放热装置包括：步进电机1和金属棒8；所述步进电机1设置在触发释热口2上方，所述步进电机1的输出端设置金属棒8；所述金属棒8方向朝向下；所述金属棒8尖端设置有固体状态的相变储热材料，与金属棒8牢固结合。

步进电机1在触发释热口2处驱动金属棒8往复运动，使金属棒8尖端的固体状态的相变储热材料触碰容纳空间中液态的相变储热材料后，来触发容纳空间中的相变储热材料放热。随后步进电机1提升金属棒8远离发生相变的相变储热材料。

所述内箱体12用于盛放石化产品，所述外箱体11和内箱体12顶部对应设置石化产品流入口4，所述外箱体11和内箱体12底部对应设置石化产品流出口5。

另外，所述石化产品流入口4、热源流入口6和热源流出口7分别电磁阀。所述外箱体11内壁设置温度检测单元10，用于检测容纳空间中相变储热材料的温度。所述外箱体11材质为防腐防强酸强碱腐蚀的金属。各个开口的电磁阀以及管式换热器9要耐酸碱腐蚀。

本实用新型的过冷储热器的运行模式可以分为充热模式、显热保温模式以及触发潜热释热模式。

充热模式：石化产品在开始运输之初，相变储热材料为纯固态，此时在管式换热器9的热源流入口6输入热源，热水或蒸汽循环往复流入流出管式换热器9，管式换热器9与固体状态的相变储热材料直接接触后熔化，经温度检测单元10检测相变材料的温度达到设定温度时，此时停止输入热源，容纳空间中的相变储热材料完全熔化。

显热保温模式：经充热完毕后的石化产品开始运输，随着环境温度的降低，外箱体11充当保温层，保证内箱体12石化产品的温度在安全设定范围内，随着时间的延长，外箱体11内相变储热材料的温度持续降低，当低于熔点温度时，依旧保持为液体。

触发潜热释热模式：处于长期低温环境下的液体相变储热材料在运输过程中依旧保持液体，当石化产品的温度低于设定温度时，控制步进电机1移动金属棒8的尖端接触过冷液体的相变储热材料，待过冷液体凝固相变后，释放大量热量，提升石化产品的温度。利用此模式能够尽可能的对相变储热材料进行伴热，满足长距离低温环境下的热负荷需求。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种过冷储热器，其特征在于，包括：外箱体（11）以及置于外箱体（11）中的内箱体（12）；

所述外箱体（11）和内箱体（12）之间留有容纳空间；

所述容纳空间中布置管式换热器（9），并填充有相变储热材料；

所述管式换热器（9）连接有热源流入口（6）和热源流出口（7）；

所述热源流入口（6）和热源流出口（7）分别设置在外箱体（11）上；

在外箱体（11）上留有触发释热口（2）并设置触发放热装置；所述触发放热装置包括：步进电机（1）和金属棒（8）；

所述步进电机（1）设置在触发释热口（2）上方，所述步进电机（1）的输出端设置金属棒（8）；所述金属棒（8）方向朝向下；所述金属棒（8）尖端设置有固体状态的相变储热材料；

所述内箱体（12）用于盛放石化产品，所述外箱体（11）和内箱体（12）顶部对应设置石化产品流入口（4），所述外箱体（11）和内箱体（12）底部对应设置石化产品流出口（5）；

所述相变储热材料采用三水醋酸钠材料。

2.根据权利要求1所述的过冷储热器，其特征在于，所述外箱体（11）顶部设置相变材料填入口（3）。

3.根据权利要求1所述的过冷储热器，其特征在于，所述石化产品流入口（4）、热源流入口（6）和热源流出口（7）分别设置电磁阀。

4.根据权利要求1所述的过冷储热器，其特征在于，所述管式换热器（9）采用双螺旋状结构，并包裹内箱体（12）的外周。

5.根据权利要求4所述的过冷储热器，其特征在于，所述内箱体（12）为椭圆形，所述内箱体（12）底部与外箱体（11）相连接。

6.根据权利要求1所述的过冷储热器，其特征在于，所述外箱体（11）内壁设置温度检测单元（10）。