[發(fā)明專利]無熱阻熱管式高效換熱器和換熱方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710309716.3
• 申請日: 2017-05-04
• 公開（公告）號: CN106940145A
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發(fā)明（設計）人: 張發(fā)旺;張笑寒
• 申請（專利權）人: 張發(fā)旺;張笑寒
• 主分類號: F28D15/02
• 分類號: F28D15/02;F24J3/08
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司41109
• 代理人: 趙磊

技術領域

本發(fā)明涉及換熱器提取干熱巖地熱的技術領域，更具體地說涉及熱管式高效智能換熱器提取干熱巖地熱的方法。

背景技術

熱管傳熱技術是利用封閉工作腔內工質的相變循環(huán)進行熱量傳輸， 因而具有傳輸熱量大及傳輸效率高等優(yōu)點。 其工作原理是 ： 熱管受熱側吸收廢氣熱量， 并將熱量傳給管內工質， 工質吸熱后以蒸發(fā)和沸騰的形式轉變?yōu)檎羝?蒸汽在壓差作用下上升至放熱側， 同時凝結成液態(tài)放出熱量， 熱量傳給放熱側的冷流體， 冷凝液體依靠重力回流到受熱側。 由于熱管內部抽成真空， 所以工質極易蒸發(fā)和沸騰， 熱管啟動迅速。由于熱管具有超導熱性和等溫特性 , 被廣泛應用于航天航空、 設備散熱、 化工、 煉油等領域。

熱管換熱器因環(huán)境溫度、工況、功能、使用要求不一，其種類繁多。暖通換熱采用的均是傳統(tǒng)換熱器，其換熱效率不高，熱損大。而利用熱管換熱器提取地下干熱巖熱量的技術目前尚沒出現(xiàn)。《地熱能開發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》提出：開展高效換熱技術攻關，扶持地熱設備制造企業(yè)的發(fā)展，提高換熱器等關鍵設備的技術水平。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供一種無熱阻熱管式高效換熱器和換熱方法，以解決現(xiàn)有技術存在的問題。

本發(fā)明采用以下技術方案：

無熱阻熱管式高效換熱器，包括長方體狀的換熱器，換熱器內部被換熱器隔板26隔為通過被加熱介質的上層空間和通過加熱介質的下層空間，上層空間和下層空間均設置與換熱器外部連通的介質入口和介質出口，上層空間和下層空間均通過不少于一個換熱器流道隔板4將空間隔為連通該層空間的介質入口和介質出口的流道，上層空間的流道和下層空間的流道在空間上相對應，換熱器隔板26上沿流道方向固定多根熱管2，熱管2的蒸發(fā)端位于下層空間的流道內，熱管2的冷凝端位于上層空間的流道內。

所述熱管2設置至少一排，且熱管2沿流道中心以設定間距固定在換熱器隔板26上。

所述熱管2的蒸發(fā)端和/或冷凝端安裝有翅片。

所述上層空間的流道內被加熱介質的流動方向和下層空間的流道內加熱介質的流動方向相反。

所述下層空間加熱介質的介質入口設置有與熱源連接的管道，管道上設置有熱源側介質入口流量計8和熱源側介質入口壓力傳感器6，同時設置有熱源側介質入口溫度傳感器12；所述下層空間加熱介質的介質出口同樣設置有與熱源連接的管道，管道上設置有熱源側介質出口流量計9和熱源側介質出口壓力傳感器7，同時設置有熱源側介質出口溫度傳感器13；

所述上層空間被加熱介質的介質入口設置有與用戶側連接的管道，管道上設置有用戶側介質入口流量計19和用戶側介質入口壓力傳感器20，同時設置有用戶側介質入口溫度傳感器22；所述上層空間被加熱介質的介質出口同樣設置有與用戶側連接的管道，管道上設置有用戶側介質出口流量計18和用戶側介質出口壓力傳感器21，同時設置有用戶側介質出口溫度傳感器23。

所述熱源側介質入口流量計8、熱源側介質入口壓力傳感器6、熱源側介質入口溫度傳感器12、熱源側介質出口流量計9、熱源側介質出口壓力傳感器7、熱源側介質出口溫度傳感器13、用戶側介質入口流量計19、用戶側介質入口壓力傳感器20、用戶側介質入口溫度傳感器22、用戶側介質出口流量計18、用戶側介質出口壓力傳感器21、用戶側介質出口溫度傳感器23連接控制器，所述控制器還連接有設置在熱源側的管道泵、變頻器和設置在用戶側的管道泵、變頻器。

所述換熱器包括換熱器外殼，和周面與換熱器外殼內壁密封固連在一起的換熱器內殼，換熱器外殼具有夾層，夾層為真空或者換熱器外殼為由絕熱材料制成的殼體，換熱器外殼和換熱器內殼均為長方體結構，換熱器外殼和換熱器內殼均設置可拆卸的上下蓋。

所述被加熱介質和加熱介質分別為水和水、或水和汽、或汽和汽。

一種使無熱阻熱管式高效換熱器提取干熱巖地熱的方法，

熱源側：干熱巖地熱熱水通過從下層空間的介質入口進入換熱管，在由換熱器流道隔板4隔出的流道內流過，通過設置在流道內的熱管2的蒸發(fā)段將熱量轉換給熱管2位于上層空間的冷凝段以后，經(jīng)換熱器換過熱的干熱巖地熱熱水變?yōu)楦蔁釒r地熱冷水，從下層空間的介質出口流出進入地下干熱巖層進行加熱，然后變成干熱巖地熱熱水重新從下層空間的介質入口進入熱管，如此循環(huán)；