[實用新型]煙氣余熱驅動的熱管式蒸發器

有效

• 申請號: 201320836915.7
• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN203687456U
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 吳金星;許克;李亞飛;張燦燦;栗俊芬;彭旭;賀敏;李國立;劉雙喜;劉青鋒;馮新展;田新穩
• 申請（專利權）人: 鄭州大學;河南力威熱能設備制造有限公司
• 主分類號: F25B39/02
• 分類號: F25B39/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種蒸發器，尤其涉及一種用于煙氣余熱驅動的熱管式蒸發器。?

背景技術

鍋爐排放的煙氣及各種生產過程中排放的大量廢氣都具有一定余熱，直接排入大氣不僅污染環境而且浪費大量熱能，因此，氣體余熱回收利用是節能減排的重要途徑。?

空氣源熱泵系統是以環境空氣為熱源，由蒸發器吸收空氣中的熱量，通過系統中的制冷劑攜帶熱量由壓縮機送至冷凝器，通過冷凝器散熱而實現供熱（氣或水）。但是，空氣源熱泵供熱時通常環境溫度較低，從而使空氣源熱泵系統的供熱效率大大降低。如果將鍋爐排放的煙氣及生產過程中排放的具有一定余熱的廢氣作為熱泵系統的熱源，必將顯著提高熱泵系統的供熱效率。但煙氣或廢氣的對流換熱系數較小，且一般具有腐蝕性，因此要將熱泵技術應用于氣體余熱回收領域，需要解決提高對流換熱系數和抗腐蝕兩個關鍵問題，與此對應的熱泵系統中需要解決蒸發器的強化傳熱和抗腐蝕問題。?

目前市場上空氣源熱泵系統中的蒸發器主要采用管翅式，不但體積龐大，而且傳熱效率較低，抗腐蝕性能不足。熱管是一種高效的傳熱元件，目前已用于制造箱式熱管換熱器，用于回收煙氣余熱，但箱式熱管換熱器承壓能力較差，無法應用于熱泵系統中。?

發明內容

本實用新型的目的是克服上述現有技術的缺陷，提供一種熱管式蒸發器，解決現有蒸發器存在的因腐蝕而導致制冷劑泄漏、換熱效率低、承壓能力差等技術問題。?

本實用新型采用如下技術方案：一種煙氣余熱驅動的熱管式蒸發器，包括重力熱管4、密封平板3、圓筒體5、煙箱2、翅片1、制冷劑出口6、制冷劑進口7、煙氣導流筒8、支腿9和自動排污口10，采用超導熱的重力熱管作為蒸發器的傳熱元件，重力熱管采用豎直布置，熱管的蒸發段位于下部、冷凝段位于上部；重力熱管的冷凝段外表面采用多孔結構，并置于帶橢圓形封頭的圓筒體中；重力熱管的蒸發段外側加裝螺旋波紋翅片，并置于方形煙箱中，與高溫煙氣直接接觸進行對流換熱；圓筒體和煙箱共用一塊方形密封平板，該平板還作為熱管蒸發段與冷凝段的中間隔板，每根熱管都穿過該隔板，并在隔板上呈正三角形布置，并與隔板用雙面焊連接。在圓筒體內即熱管冷凝段外側充入制冷劑，從而使圓筒體及熱管成為滿液式蒸發器，可承受較高壓力。熱管式蒸發器運行時，下部帶翅片的熱管蒸發段高效吸收煙氣余熱，通過熱管快速傳遞給上部冷凝段外的制冷劑，制冷劑發生蒸發帶走余熱，即可驅動熱泵系統正常供熱。?

本實用新型采用上述技術方案后，與現有技術相比具有以下有益效果：一是采用超導熱的重力熱管及冷凝段外表面采用多孔結構，能大大提高蒸發器的傳熱效率，并提高熱泵系統的供熱效率；二是熱管的冷凝段外側采用圓筒體，提高了蒸發器的耐壓性能，實現了熱管技術與熱泵技術的完美結合；三是熱管的蒸發段采用耐腐蝕的材料ND鋼，解決了蒸發器的抗腐蝕問題；四是采用熱管技術，完全避免了制冷劑的泄漏以及可能造成的其他危害；五是煙箱入口處設置導流筒能將煙氣分散均勻，防止煙氣進入煙箱的流動過程中發生短路現象；六是煙箱底部增設有自動排污口，有利于煙氣冷凝水自動排出。?

附圖說明

附圖1是熱管式蒸發器的結構示意圖。?

附圖1標記，1-翅片；2-煙箱；3-密封平板；4-重力熱管；5-圓筒體；6-制冷劑出口；7-制冷劑進口；8-煙氣導流筒；9-支腿；10-自動排污口。?

具體實施方式

首先將所有熱管的蒸發段裝上螺旋波紋翅片，先將一根熱管垂直穿過隔板（即密封平板）的中心孔，定位后采用雙面焊將熱管與隔板焊死；然后從隔板的中心向四周展開一層層地安裝熱管，且需要將內層熱管與隔板兩面焊好后，再安裝和焊接外一層熱管；接著按照熱管冷凝段的總體尺寸制造圓筒體，同樣按照熱管蒸發段的總體尺寸制造煙箱；然后先將圓筒體與隔板焊接在一起，圓筒體試壓后保證密封良好的情況下，再把煙箱與隔板焊接在一起。圓筒體內充入一定量的制冷劑，即成為煙氣余熱驅動的熱管式蒸發器。?

熱管式蒸發器運行時，煙氣通過導流筒均勻進入煙箱，由帶翅片的熱管蒸發段吸收煙氣的顯熱及煙氣中水蒸氣冷凝所放出的潛熱，熱管內的工質吸熱后由液態變成氣態，上升到熱管冷凝段放熱，冷凝段將熱量傳給圓筒體內的制冷劑，制冷劑由液體變成蒸汽。整個傳熱過程中，帶翅片熱管的吸熱效率較高，熱管導熱過程的熱阻幾乎可以忽略，制冷劑發生相變的過程對流換熱系數較大，因此，該熱管式蒸發器對提高熱泵系統的供熱性能具有顯著的促進作用。熱管蒸發段采用的ND鋼，材料耐腐蝕性能較好，熱管冷凝段采用圓筒體具有良好的耐壓性能。煙箱底面設置自動排污口，有利于煙氣冷凝水自動排出。?

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。?