[發明專利]基于熱管和翅片管的低位能回收用高效組合式換熱裝置

無效

• 申請號: 200910026814.1
• 申請日: 2009-06-01
• 公開（公告）號: CN101576360A
• 公開（公告）日: 2009-11-11
• 發明（設計）人: 黃和;莫立勤;索紅波;胡燚;胡耀池
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: F28D21/00
• 分類號: F28D21/00
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司
• 代理人: 徐冬濤;瞿網蘭

技術領域

本發明涉及一種熱量回收裝置，尤其是一種可廣泛應用于各種廢熱回收、工業生產中熱量交換的高效換熱裝置，具體地說是一種基于熱管和翅片管的低位能回收用高效組合式換熱裝置。

背景技術

目前，節能降耗已經成為各行各業重要的發展目標，通過技術節能已經成為研究的重點，也是行之有效的手段。換熱設備在節能中具有十分廣泛的用途，成為技術節能的突破點。

換熱器是工業傳熱過程中必不可少的設備，幾乎一切工業領域都有應用。隨著科學技術和工業的發展，要求換熱設備更加緊湊，輕巧，高效并小型化。傳統的列管式換熱器和板式換熱器單一品種已很難滿足氣相和液相并存的工況的上述要求。因此人們不斷在探求新型的高效換熱器，熱管和翅片換熱器是當前作為氣液相并存換熱研究的比較多，效率高，性能好的新型換熱器。

熱管是一種高效的強化傳熱元件。其工作原理首先是在1942年由美國人高格勒提出，但是當時并未引起人們的注意。1964年，因為航天技術的需要，美國人格羅弗發明了這種新型的傳熱元件。從70年代開始，熱管已從實驗室研究迅速地轉向實用階段，目前已廣泛被應用于航天器的溫度控制、電子器件的冷卻和各種能量回收系統中作為主要的換熱元件。同時熱管還是一種熱氣機傳熱系統理想的元器件。

翅片管與光管相比，在消耗金屬材料相同的情況下具有更大的表面積，從直觀看屬于第一次強化傳熱，但實質上換熱面積增大的同時帶來了傳熱系數的提高，達到二次強化傳熱的目的。其特點就是能有效增加傳熱面積和增大傳熱系數，并且比較容易制造和保證操作的穩定性。翅片管的應用范圍也非常廣泛，除了在冷凍機、空冷器、熱管設備等大量使用外，作為管殼式換熱器中的換熱管也很普遍，尤其在石化行業應用前景廣泛，使用效果比較理想。

安裝有上述兩種熱管的換熱器存在的普遍問題是體積大，熱損高，因此如果將現有的兩種換熱管進行結合使用，不僅可在石油化工及各種傳熱熱量回收裝置中進行使用，而且具有結構緊湊，占地面積小，在傳熱量相當的條件下，所占空間僅為管殼式換熱器的1/2～1/3，在相同的傳熱系數條件下，阻力損失可控制在管殼式換熱器的1/3范圍內，同時因為結構緊湊和體積小，換熱器的外表面積很小，因而熱損失也小。在相同傳熱量的前提下，可使得設備投資、基建投資、動力消耗等費用大大降低，特別是當需要采用昂貴的材料時，由于效率高和翅片板材薄，設備更經濟，在化工領域中將有極大的用途。

據申請人所知，目前尚未見到有將這兩種換熱管結合使用的相關報道。

發明內容

本發明的目的是針對目前的換熱器大多單獨采用熱管或翅片管而存在體積大，熱損高，投資成本大的問題，設計一種能充分發揮各自換熱特點的低阻力、高效率的新型氣液相并存的基于熱管和翅片管的低位能回收用高效組合式換熱裝置。

本發明的技術方案是：

一種基于熱管和翅片管的低位能回收用高效組合式換熱裝置，包括安裝有熱管12的熱管式換熱器13和安裝有翅片管9的翅片式換熱器14，其特征是所述的熱管式換熱器13通過隔板15分為熱管下部腔體7和熱管上部腔體8，熱管12的蒸發段位于所述的熱管下部腔體7中，熱管12的冷凝段穿過所述隔板15后位于所述的熱管上部腔體8中；熱管下部腔體7的一端設有熱載體進口1另一端與翅片式換熱器14的一端相通，翅片式換熱器14的另一端設有熱載體出口2；所述翅片管9的進口端伸出翅片式換熱器14外與冷載體入口3相通，翅片管9的出口端通過管道10與熱管上部腔體8相通，熱管式換熱器13的上部設有使經管道10流入的冷載體流出的冷載體出口4。

所述的翅片式換熱器14中安裝有一層以上的呈波浪形布置的翅片管層，每層相鄰的翅片管9之間通過連接彎頭15連接成一個整體。

所述的翅片式換熱器14的下部連接有氣液分離管道11。

在所述的熱管上部腔體8中，熱管12的上部安裝有輔助熱源16。

所述的輔助熱源16為通有熱水、蒸汽或導熱油的管道，所述管道的換熱部分位于熱管式換熱器13中，管道的補充介質進口5和補充介質出口6均伸出熱管式換熱器13外。

所述的輔助熱源16為電加熱管或電加熱器。

所述的熱管12呈三角形立式安裝在熱管式換熱器中。

所述的熱管12為帶有翅片的熱管。

本發明的有益效果：