[發(fā)明專利]異步換熱器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210166431.6
• 申請(qǐng)日: 2012-05-24
• 公開（公告）號(hào): CN103424022A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡建廷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 胡建廷
• 主分類號(hào): F28D19/04
• 分類號(hào): F28D19/04
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種煙氣熱能余熱回收設(shè)備，特別是在工業(yè)鍋爐或冶金加熱爐及電站鍋爐上廣泛使用的異步換熱器。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的鍋爐或冶金爐空氣預(yù)熱設(shè)備，均為管群式結(jié)構(gòu)，最常使用的材料是金屬管。其工作特點(diǎn)是煙氣與空氣分別位于金屬管的兩側(cè)，煙氣釋放熱量時(shí)必須穿過金屬管壁才能傳遞給吸熱介質(zhì)空氣，其明顯缺點(diǎn)為：1、換熱面積太小，體積大，重量大，耗用金屬材料大，自身散熱面積也大，金屬耗用量較高，不節(jié)能；2、氣體進(jìn)出口溫差大，熱阻較高，排煙溫度仍然偏高，換熱效率低下；3、只能采用金屬管，解決不了腐蝕問題，壽命短；4、排煙溫度較高，通常達(dá)200度以上，煙氣中水蒸氣汽化潛熱無(wú)法回收。

目前，各類換熱器僅實(shí)現(xiàn)其基本功能，煙氣熱量沒有獲得充分吸收，存在燃料嚴(yán)重浪費(fèi)現(xiàn)象，亟需創(chuàng)新和發(fā)展。

要想提高煙氣空氣換熱器吸熱效率，唯有通過在吸熱側(cè)減少吸熱阻力，使被加熱空氣出口溫度接近煙氣供給溫度。

采用異步換熱器回收煙氣余熱，可大幅提高換熱功效。

發(fā)明內(nèi)容

最常見的煙氣空氣換熱器為金屬管群式，金屬管內(nèi)部通過需要加熱的吸熱介質(zhì)，金屬管外部流過高溫?zé)煔猓捎跓煔庖詫?duì)流方式單邊沖刷金屬管外壁，因此僅有半邊管受到煙氣加熱，如要增加受熱面，必須增加管排列數(shù)目，進(jìn)而增加金屬耗量，并且體積也會(huì)大幅增加，成本也會(huì)大幅增加，給運(yùn)輸、安裝都帶來困難，另外，最根本的問題是，冷熱介質(zhì)在物理空間有隔閡，并且難以逾越，金屬管管壁也較厚，這種結(jié)構(gòu)上形成傳熱阻力是無(wú)法消弭的，溫差極大；近年來又發(fā)展了熱管式換熱器，它將煙氣與空氣在物理空間上隔開，并借助于裝有該溫度條件下具有相變特性的吸熱介質(zhì)(工質(zhì))來吸收和釋放熱量，它僅將吸收后的熱量以較小的熱阻傳遞給吸熱介質(zhì)，并沒有在煙氣與工質(zhì)之間以及工質(zhì)與水之間換熱面積、換熱熱阻上有實(shí)質(zhì)上突破，綜合換熱效率不超過50％，仍舊沒有獲得較高的換熱效率，同時(shí)，在目前企業(yè)用能成本步步高升的態(tài)勢(shì)下，企業(yè)自身也在不斷自我挖潛節(jié)能空間，除了具有巨大傳熱勢(shì)的高溫?zé)煔庵猓鎸?duì)大量的相對(duì)低溫的排煙氣體，金屬管群式換熱器和熱管式換熱器均無(wú)能為力。

當(dāng)前正在廣泛使用的鍋爐換熱器及冶金加熱爐換熱器都屬于此種結(jié)構(gòu)和工作方式，迫切需要?jiǎng)?chuàng)新與發(fā)展。

附圖說明：

附圖是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)視圖。

具體實(shí)施方式

下面參照附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述：

參照附圖所示：異步換熱器，包括有：1高溫?zé)煔馊肟冢?低溫?zé)煔獬隹冢?高溫空氣出口，4低溫空氣入口，5中心換熱體，6轉(zhuǎn)動(dòng)軸。

如圖所示：本異步換熱器采用旋轉(zhuǎn)方式工作，該換熱器被分隔成上下或左右兩個(gè)區(qū)，并由此構(gòu)成相互獨(dú)立的煙氣流道和空氣流道。在轉(zhuǎn)動(dòng)軸6的驅(qū)動(dòng)下，中心換熱體5作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。需要回收的高溫?zé)煔庥蔁煔馊肟?進(jìn)入本異步換熱器，并穿過中心換熱體5的上半邊或左半部，中心換熱體5為多孔材料，當(dāng)煙氣到來時(shí)，煙氣被強(qiáng)制細(xì)分并以對(duì)流方式向中心換熱體5釋放熱量，煙氣溫度下降至某一溫度后變成低溫?zé)煔鈴臒煔獬隹?排出，此為煙氣放熱過程，這個(gè)過程煙氣熱量沒有被空氣直接吸收，而是先暫存起來。與此同時(shí)，需要加熱的介質(zhì)冷空氣，從空氣入口4以與煙氣流動(dòng)相反的方向進(jìn)入本換熱器，并立即進(jìn)入中心換熱體5的下半邊或右半部，冷空氣同樣被強(qiáng)制細(xì)分進(jìn)入各個(gè)微孔，由于此換熱體左半邊或上半部剛剛被煙氣加熱過，溫度比較高，與冷空氣存在溫差，因而發(fā)生熱交換，冷空氣在穿過中心換熱體5的過程中，充分吸收了中心換熱體5中的緩存熱量，形成高溫空氣從出口3流出，中心換熱體5被冷卻，溫度下降，這樣就完成了一次熱交換過程。中心換熱體5在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下，不停轉(zhuǎn)動(dòng)，中心換熱體5不停地被加熱然后又被冷卻，如此循環(huán)往復(fù)，煙氣熱量源源不斷地通過這個(gè)中間熱載體轉(zhuǎn)移給低溫空氣，完成余熱回收工作，由于煙氣放熱空氣吸熱的不同時(shí)，存在差拍現(xiàn)象，構(gòu)成異步換熱。

這樣做的好處是：異步換熱器以旋轉(zhuǎn)方式工作，冷熱介質(zhì)以異步換熱方式實(shí)現(xiàn)熱交換，實(shí)現(xiàn)了熱量傳遞過程的零熱阻；

該設(shè)備以單通道方式安裝在煙氣管路中，煙氣流道不發(fā)生方向性變化，易于防止?fàn)t膛壓力波動(dòng)；冷、熱介質(zhì)在同一側(cè)進(jìn)行熱量交換，不需要太深的透熱強(qiáng)度，更不需要熱量穿越金屬管壁，因此沒有傳熱熱阻，傳熱速度快，冷介質(zhì)出口溫度接近熱煙氣入口溫度；中心換熱體細(xì)孔直徑可以盡量小，以期獲得最佳換熱效果；排煙溫度可接近環(huán)境溫度，可以將煙氣中的水蒸氣潛熱回收回來，熱能設(shè)備熱效率達(dá)到極限；可采用陶瓷材料制作，解決了腐蝕問題，可回收煙塵含硫量較高的鍋爐煙氣余熱。