[發(fā)明專利]一種回收中低溫?zé)煔庥酂岬牟⒙?lián)小直徑熱管強(qiáng)化換熱裝置及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910789060.9
• 申請日: 2019-08-26
• 公開（公告）號: CN110425510B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘇磊;莊志;柳沁知;黃駿峰;張中男;陳琦璐;張鈞波;周劍秋
• 申請（專利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學(xué);江蘇豐遠(yuǎn)德熱管科技有限公司
• 主分類號: F22B1/18
• 分類號: F22B1/18;F22B31/08;F23J15/06;F28D15/02;F28F21/08
• 代理公司: 北京卓嵐智財知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11624
• 代理人: 郭智

一種回收中低溫?zé)煔庥酂岬牟⒙?lián)小直徑熱管強(qiáng)化換熱裝置。主要目的在于解決小型燃燒設(shè)備產(chǎn)生的中低溫?zé)煔庥酂崂速M問題，利用并聯(lián)小直徑熱管回收煙氣余熱來生產(chǎn)熱水或者加熱其他物質(zhì)。適用于小流量煙氣或非連續(xù)小流量熱源的余熱回收。本發(fā)明的主要特征在于并聯(lián)小直徑熱管強(qiáng)化換熱裝置傳熱性能強(qiáng)，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，易于加工、成本低，能實現(xiàn)熱量的自傳遞和余熱的高效回收，大大降低了排煙溫度，提高系統(tǒng)整體效率。本裝置非常適合用于小容量中低溫?zé)煔庥酂峒胺沁B續(xù)余熱資源的熱回收，及加熱容器的方便取用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種回收中低溫?zé)煔庥酂岵⑦M(jìn)行高效傳熱和熱利用的小型強(qiáng)化換熱裝置及其制備方法，運用小直徑熱管在熱源和被加熱工質(zhì)共同作用下，通過熱管工質(zhì)的相變運動實現(xiàn)余熱的回收和管內(nèi)工質(zhì)的熱動轉(zhuǎn)換和熱量傳遞。其屬于兩相流高效傳熱和余熱回收領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，工業(yè)、民用和商用的熱設(shè)備中存在大量中低溫余熱資源，其中民用和商用熱設(shè)備的余熱資源相對于大型工業(yè)余熱資源容量較低，如商用、民用燃?xì)庠睿⌒腿∨仩t等，這些設(shè)備的余熱產(chǎn)自于燃料燃燒產(chǎn)生的尾氣，而燃料多為天然氣、液化石油氣和燃油等高熱值燃料，其尾氣成分一般不含灰和腐蝕性氣體，排放溫度多為500℃及以下，因尾氣容量較小，且部分存在非連續(xù)工作，導(dǎo)致熱量不易回收和利用，較高的排放溫度大大降低了一次能源利用率，尤其是價格偏高的環(huán)保能源天然氣的浪費。如果能回收這類煙氣的余熱來生產(chǎn)熱水或加熱其他物質(zhì)，不僅可以節(jié)約資源，提高能源利用率，還可以降低熱污染和成本。

熱管是一種高效傳熱元件，它在不同溫差下可以實現(xiàn)熱量的傳遞而不需要額外動力。熱管按照結(jié)構(gòu)和工作原理的不同可分為有芯熱管、重力熱管、旋轉(zhuǎn)熱管、分離式熱管、脈動熱管、磁流體動力熱管等，熱管技術(shù)主要應(yīng)用于航天、化工、電子、冶金、動力等諸多領(lǐng)域。

常規(guī)熱管換熱器是由多根并列的熱管組成，每根熱管都有相同的蒸發(fā)段和冷凝段。蒸發(fā)段與熱源接觸換熱，冷凝段與冷源接觸換熱。而熱管內(nèi)部工質(zhì)通過吸熱汽化和冷凝液化及內(nèi)部工質(zhì)的自循環(huán)完成熱量的吸收、傳遞和釋放。一般來說，熱管冷凝段及其換熱設(shè)備固定、不移動。這種設(shè)備不適宜方便取用加熱容器和加熱介質(zhì)。

針對非連續(xù)小容量中低溫?zé)煔庥酂衢_發(fā)新型結(jié)構(gòu)的并聯(lián)小直徑熱管換熱裝置實現(xiàn)煙氣余熱的高效回收，快速傳遞和有效利用；并通過熱管冷凝段間接換熱方式實現(xiàn)冷源加熱容器的方便取用和冷源介質(zhì)的靈活充灌。其中，多根小直徑熱管并聯(lián)連接在蒸汽腔和積液腔之間，采用蒸汽腔頂部放熱面與加熱容器的間接強(qiáng)化換熱實現(xiàn)熱量的高效傳遞和余熱的回收利用。此小直徑熱管換熱裝置具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、制造容易，成本較低，高效傳熱，使用方便等特點，可以廣泛應(yīng)用于商用或民用小型燃燒設(shè)備產(chǎn)生的余熱煙氣的回收。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決小型燃燒設(shè)備產(chǎn)生的煙氣余熱浪費問題，提供一種回收中低溫?zé)煔庥酂岬牟⒙?lián)小直徑熱管強(qiáng)化換熱裝置及其制備方法，利用煙氣余熱進(jìn)行熱量交換，提高燃料利用率，生活熱水或加熱其他物質(zhì)。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：

一種回收中低溫?zé)煔庥酂岬牟⒙?lián)小直徑熱管強(qiáng)化換熱裝置，其特征在于包括煙氣通道1、煙道壁2、積液腔3、小直徑熱管4、下降管5、蒸汽腔6、加熱容器7和仿荷葉形放熱面8，其中，并聯(lián)設(shè)置的小直徑熱管4用于煙氣余熱的吸收；蒸汽腔6用于匯集蒸汽并釋放熱量給加熱容器7；下降管5用于實現(xiàn)凝結(jié)液從蒸汽腔向積液腔的回流；積液腔3用于收集回流的凝結(jié)液；加熱容器7用于儲存熱介質(zhì)并吸收蒸汽腔釋放的熱量；積液腔3、多根并聯(lián)小直徑熱管4、下降管5和蒸汽腔6組成密閉容器，密閉容器內(nèi)部抽成真空，并充入30％～50％的熱管工質(zhì)；煙氣通道1是由4個煙道壁2組成的矩形通道，小直徑熱管4的吸熱主體放置在煙道中，煙氣從一側(cè)流進(jìn)，另一側(cè)流出。

熱管工質(zhì)可根據(jù)熱源溫度選取，適用于中低溫?zé)嵩吹臒峁芄べ|(zhì)有水、乙醇、丙酮和氨等。煙道壁2是由耐火材料制成的，具有耐溫、隔熱性能。