[實用新型]一種換熱裝置

有效

• 申請號: 201820669895.1
• 申請日: 2018-05-07
• 公開（公告）號: CN208238602U
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 任丕清;周建軍;馬庾卿
• 申請（專利權）人: 山西焦煤集團有限責任公司
• 主分類號: F28D7/00
• 分類號: F28D7/00;F28F21/02
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

本實用新型涉及回風熱能利用技術領域，具體涉及一種換熱裝置；包括殼體，殼體內部包括若干根豎直設置的石墨烯換熱管；所述換熱裝置內部自上而下被分隔板分為放熱層、吸熱傳熱層和吸熱層三部分，所述分隔板與石墨烯換熱管密封連接；所述換熱裝置的放熱層外部一側開有新風進風口，放熱層的頂部開有新風出風口，所述換熱裝置的下部的吸熱層一側開有礦井回風進風口，吸熱層與礦井回風進風口相對的另一側開有礦井回風出風口；位于吸熱傳熱層的石墨烯換熱管的外側間隙填充有儲熱介質，所述新風出風口和回風出風口處均設置有抽風送風機；本實用新型換熱裝置，啟動迅速、傳熱速度快，熱阻小，導熱系數高，適用溫度范圍廣，工作壓力低，應用安全可靠。

技術領域

本實用新型涉及回風熱能利用技術領域，具體涉及一種換熱裝置。

背景技術

現階段許多礦井采用熱泵技術回收礦井回風低溫余熱的方式對進風井進行加熱。通過水（風）源熱泵技術回收礦井回風低溫余熱的應用方式，目前主要分為循環噴淋式和直接蒸發式。循環噴淋式是在回風口布置噴淋塔，通過礦井回風和水直接接觸換熱，再通過熱泵技術對低溫熱能進行提升后加以應用；而直接蒸發式需對回風口進行改造，設置屋頂式彩鋼結構、將蒸發器（類似家用空調室外機）直接布置在鋼結構兩側，強制礦井回風經由蒸發器翅片間隙通過。

水（風）源熱泵系統作為節能領域的一項應用技術，盡管近幾年得到了一定的推廣。但該技術在節能環保的同時存在以下問題：一是系統（設備）的造價高，除核心設備熱泵主機外還必須配置各類循環水泵、各種水處理設備、配套管路等閥部件、電氣及控制設備、大型機房及水池等土建工程；二是運行費用大，熱泵系統耗電設備多，除熱泵主機外還包括各種循環水泵、井口防凍用風機等；三是管理難度比較大，系統中運轉類設備多、故障率相對高，如一旦停電發現不及時就易凍壞表冷器等換熱元件，不僅影響安全生產，而且維護費用較高。

發明內容

本實用新型為解決現有回收礦井回風余熱裝置存在費用高，設備復雜技術問題，提供一種可以回收礦井回風余熱的一種換熱裝置。

為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案為：一種換熱裝置，包括殼體，殼體內部包括若干根豎直設置的石墨烯換熱管；所述換熱裝置內部自上而下被分隔板分為放熱層、吸熱傳熱層和吸熱層三部分，所述分隔板與石墨烯換熱管密封連接；所述換熱裝置的放熱層外部一側開有新風進風口，放熱層的頂部開有新風出風口, 所述換熱裝置的下部的吸熱層一側開有礦井回風進風口，吸熱層與礦井回風進風口相對的另一側開有礦井回風出風口；位于吸熱傳熱層的石墨烯換熱管的外側間隙填充有儲熱介質，所述新風出風口處設置有抽風送風機，所述回風出風口處也設置有抽風送風機。

本實用新型換熱裝置在使用時回風進風口連接礦井的回風排風口，將礦井回風引入通道，在回風通道中石墨烯超導換熱管吸收回風中的熱量并傳遞到放熱層9，回風從回風出風口排出；新風進風口一端吸入大氣中的新風，新風通過進風通道從新風出風口進入井下，新風通過放熱層時把石墨烯超導換熱管散發出的熱量一同帶入井下。

與現有技術相比本實用新型具有以下有益效果：

本實用新型換熱裝置，啟動迅速、傳熱速度快，自組件一端加熱，數秒鐘就可將熱量傳遞到另一端；熱阻小、均溫性好，石墨烯超導換熱管主要是通過管內部噴涂石墨烯與液態低沸點介質來實現傳熱過程，傳熱能力遠高于金屬材料，沿石墨烯換熱管軸向熱阻趨于零，從而使石墨烯換熱管的表面溫度趨于一致；導熱系數高，熱超導管熱阻趨于零，當量導熱系數為12.78MW/m.℃是純銀的萬倍，熱流量密度27.2MW / m²；適用溫度范圍廣，適用溫度范圍-150℃～1000℃，具備批量生產的組件壁溫范圍-60～350℃；工作壓力低，工作時石墨烯換熱管內腔壓力低，不會發生高溫爆管； 使用壽命長，熱管換熱設備較常規設備更安全、可靠，可長期連續運行。這一特點對連續性生產的工程，如化工、冶金、動力等部門具有特別重要的意義。應用安全可靠，石墨烯換熱管介質由無機元素構成，介質本身無毒、無污染、無腐蝕性。石墨烯換熱管，無有害人體放射性物質在受熱激發狀態或靜止狀態，均不會產生任何有害人體的放射性物質。