專利名稱：熱能再生設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱能再生設(shè)備，更具體地講，涉及一種由脈動(dòng)熱管構(gòu)成 的熱能再生設(shè)備。
背景技術(shù)：
在工業(yè)生產(chǎn)和民用的加熱爐中，通常排放出大量的高溫廢氣、廢水。這 些高溫廢氣廢水所散失的熱量占總能耗的很大一部分，例如，在玻璃工業(yè)熔
窯中，排煙所散失的熱量約占總能耗的1/3。這種高溫廢氣廢水的排放，不僅 是一種能源的浪費(fèi)，而且造成環(huán)境的污染。
為了對(duì)廢水廢氣進(jìn)行余熱回收，提出了很多余熱回收方法和設(shè)備。目前， 應(yīng)用較廣的是將熱管換熱器用作熱能再生設(shè)備。熱管是由內(nèi)壁加工有槽道的 兩端密封的鋁(軋)翅片管經(jīng)清洗并抽成高真空后注入液態(tài)工質(zhì)而成。熱管 一端受熱時(shí)管內(nèi)工質(zhì)汽化，從熱源吸收汽化熱，汽化后蒸汽向另一端流動(dòng)并 遇冷凝結(jié)向散熱區(qū);^文出潛熱。冷凝液借毛細(xì)力和重力的作用回流，繼續(xù)受熱 汽化，這樣往復(fù)循環(huán)將大量熱量從加熱區(qū)傳遞到散熱區(qū)。將熱管元件按一定 行列間距布置，成束裝在框架的殼體內(nèi)，用中間隔板將熱管的加熱段和散熱 段隔開，構(gòu)成熱管換熱器。
然而，傳統(tǒng)熱管式熱能再生設(shè)備具有如下缺點(diǎn)(l)熱管制造工藝復(fù)雜， 成本高，單位傳熱效能相對(duì)較低。對(duì)于普通鋼水熱管還有因析氫現(xiàn)象而導(dǎo)致 的工作壽命降低；而對(duì)于銅水熱管，制造成本更高、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度變低，因此不 能適應(yīng)高溫廢熱的回收。(2) 翅片結(jié)構(gòu)制造復(fù)雜，成本高。翅片誘導(dǎo)的邊界 層厚，流速低，降低了有效傳熱系數(shù)，并造成積灰問題，從而增加了系統(tǒng)維 護(hù)周期和成本。(3)單一整體系統(tǒng)且無模塊化設(shè)計(jì)，使用同一類熱管作為傳 熱部件。其導(dǎo)致熱管在熱氣來流和去流方向受熱不均衡，熱回收再生效率較 低。其中，來流方向上的熱管難以充分發(fā)揮在高溫下傳熱效能，去流方向上 需考慮尺寸的限制而減少對(duì)熱能的回收率。系統(tǒng)故障的檢測(cè)、維修和熱管元 件的更換也因此更為復(fù)雜。
因此，需要提供一種工作穩(wěn)定、制造成本低、工藝簡(jiǎn)單的熱能再生設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種脈動(dòng)熱管式熱能再生設(shè)備、脈動(dòng)熱管模塊以 及一種余熱回收系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種熱能再生設(shè)備，包括主體、高溫流體 通道和低溫流體通道。所述主體包括箱體和平行安裝在箱體中的多個(gè)脈動(dòng)熱
管模塊，所述脈動(dòng)熱管模塊包括高溫工作區(qū)和低溫工作區(qū)；所述高溫流體通 道連接到箱體上，以使流入的高溫流體流經(jīng)脈動(dòng)熱管模塊的高溫工作區(qū)；所 述低溫流體通道連接到箱體上，以使流入的低溫流體流經(jīng)脈動(dòng)熱管模塊的低 溫工作區(qū)。
其中，脈動(dòng)熱管模塊可包括脈動(dòng)熱管，由多個(gè)U形金屬管串聯(lián)而成； 固定夾板，分別安裝在脈動(dòng)熱管的兩端，用于將脈動(dòng)熱管固定在箱體中；分 隔件，安裝在脈動(dòng)熱管的中部，用于使高溫流體和低溫流體隔開。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述熱能再生設(shè)備還可包括安裝在箱體內(nèi)壁上的 絕熱材4牛。
其中，多個(gè)脈動(dòng)熱管模塊可被分為至少兩組，每組脈動(dòng)熱管模塊的脈動(dòng) 熱管中充注不同的工質(zhì)。所述工質(zhì)可以是水、水^l艮或金屬鈉等熱管常用工質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種脈動(dòng)熱管模塊， 一種脈動(dòng)熱管模 塊，包括脈動(dòng)熱管和分隔件，所述脈動(dòng)熱管由多個(gè)U形金屬管串聯(lián)而成，并 且金屬管內(nèi)充注有工質(zhì)，該脈動(dòng)熱管模塊分為高溫工作區(qū)和低溫工作區(qū)，所 述分隔件設(shè)置在脈動(dòng)熱管模塊的高溫工作區(qū)和低溫工作區(qū)之間。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述脈動(dòng)熱管模塊還包括頂部絕熱安裝板，該 頂部絕熱安裝板平行于U形金屬管，安裝在脈動(dòng)熱管的頂部，包括外層的包 板和包板內(nèi)側(cè)的絕熱材料；固定夾板，分別安裝在脈動(dòng)熱管的兩端，用于固 定脈動(dòng)熱管；


通過下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行的描述，本發(fā)明的上述和其他目 的和特點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚，其中 圖l是脈動(dòng)熱管的工作原理圖2脈動(dòng)熱管、普通熱管和金屬棒的傳熱效果比較圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的脈動(dòng)熱管式熱能再生設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖4是圖3中熱能再生設(shè)備中的脈動(dòng)熱管模塊的結(jié)構(gòu)圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的熱能再生設(shè)備的正視剖面圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的熱能再生設(shè)備的側(cè)視剖面圖7是示出不同脈動(dòng)熱管充液在各溫度端的傳熱性能的曲線圖8是示出脈動(dòng)熱管加工中彎曲部分連接工藝的示出；
圖9是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的熱能再生設(shè)備的應(yīng)用示意圖。
具體實(shí)施方式
以下，參照附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。
本發(fā)明提供了 一種脈動(dòng)熱管式熱能再生設(shè)備。在描述本發(fā)明實(shí)施例的熱 能再生設(shè)備之前，先在下面介紹一下脈動(dòng)熱管的工作原理以及特點(diǎn)。
如圖l所示，當(dāng)脈動(dòng)熱管在一端或某段受熱時(shí)，由于內(nèi)部壓力在不同彎 管區(qū)間的瞬間不平衡，使得內(nèi)部充注的工質(zhì)產(chǎn)生連續(xù)的液體和蒸汽的震蕩運(yùn) 動(dòng)。震蕩運(yùn)動(dòng)把熱量從加熱端或部位傳遞到脈動(dòng)熱管模塊的其它部分，并進(jìn) 一步傳遞到外界環(huán)境，從而達(dá)到了傳熱的效果。
經(jīng)過分析，發(fā)現(xiàn)脈動(dòng)熱管具有如下特點(diǎn)(1) 工質(zhì)相變和單相強(qiáng)制對(duì) 流混合傳熱，傳熱效率高。(2)熱管直徑小，相對(duì)表面積大，散熱或進(jìn)一步 熱交換時(shí)無需額外的散熱片或熱交換器。在大多數(shù)情況下，僅利用脈動(dòng)熱管 的表面面積就可以進(jìn)行有效的熱交換。(3)熱管傳熱量大。主要兩個(gè)原因i、 單根傳熱能力是普通熱管的3倍(相同的尺寸)；ii、由于脈動(dòng)熱管是集束使 用(單根不工作)，導(dǎo)致更高的傳熱能力。圖2中所示為脈動(dòng)熱管在一傳熱案 例中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較。在傳遞相同的熱能時(shí)，金屬棒和普通熱管只在總傳熱 量較小的情況下有優(yōu)勢(shì)(總溫差低)。脈動(dòng)熱管在中等和高熱能傳遞中表現(xiàn)出 非常穩(wěn)定性能。隨著輸入熱流量的增加，總溫差幾乎保持不變。(4)制造 成本低。由于沒有內(nèi)部的液體吸心結(jié)構(gòu)，工業(yè)加工制造上跳過了復(fù)雜的燒結(jié) 過程和工藝，直接對(duì)小直徑的商業(yè)金屬毛細(xì)管進(jìn)行加工制作。(5)對(duì)特定脈 動(dòng)熱管而言，存在一個(gè)最理想的工作溫度區(qū)間。以水為工質(zhì)的脈動(dòng)熱管為例， 在110度到150度之間有最好的傳熱效果。
本發(fā)明利用脈動(dòng)熱管的特點(diǎn)，制作多個(gè)獨(dú)立工作的脈動(dòng)熱管模塊，再將多個(gè)脈動(dòng)熱管模塊平行安裝在箱體中，從而制造根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的熱管式 熱能再生設(shè)備。
圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的脈動(dòng)熱管式熱能再生設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖。圖4是
圖3中熱能再生設(shè)備中的脈動(dòng)熱管模塊的結(jié)構(gòu)圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例 的熱能再生設(shè)備的正視剖面圖。下面參照?qǐng)D3至圖5,詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明 的脈動(dòng)熱管式熱能再生設(shè)備以及脈動(dòng)熱管模塊的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。
如圖3和圖5所示，根據(jù)本發(fā)明的熱能再生設(shè)備包括由箱體10和平行 安裝在箱體10中的多個(gè)脈動(dòng)熱管模塊20組成的設(shè)備主體，所述脈動(dòng)熱管模 塊20包括由絕熱隔離材料隔開的高溫工作區(qū)和低溫工作區(qū)；高溫流體通道 30，連接到箱體10上，使高溫流體流過脈動(dòng)熱管的高溫工作區(qū)；低溫流體通 道40,連接到箱體上，使低溫流體流過脈動(dòng)熱管的低溫工作區(qū)。流過高溫工 作區(qū)的高溫流體使得脈動(dòng)熱管模塊內(nèi)的工質(zhì)吸熱，由于管內(nèi)不同位置處的工 質(zhì)的壓力差，使得工質(zhì)震蕩到脈動(dòng)熱管模塊的低溫工作區(qū)，工質(zhì)在低溫工作 區(qū)釋放熱能，從而對(duì)流過低溫流體通道40的低溫流體加熱。
雖然在圖3和5中所示的熱能再生設(shè)備的脈動(dòng)熱管模塊為方形，但是， 在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)需要制造成各種形狀。
在根據(jù)本發(fā)明的脈動(dòng)熱管式熱能再生設(shè)備中，每個(gè)脈動(dòng)熱管模塊20都是 一個(gè)單獨(dú)的脈動(dòng)熱管體系。脈動(dòng)熱管模塊一端為熱吸收,殳，即高溫工作區(qū)， 另一端為熱釋出段，即低溫工作區(qū)。熱吸收段置于高溫流體(即，通過高溫 流體通道30流入的流體)中，熱釋出段置于低溫流體(即通過低溫流體通道 40流入的流體)中。脈動(dòng)熱管內(nèi)的工質(zhì)在高溫工作區(qū)吸收熱量之后，震蕩運(yùn) 動(dòng)到低溫工作區(qū)釋;^文熱量，再震蕩運(yùn)動(dòng)到高溫工作區(qū)吸收熱量。如此反復(fù)， 從而完成將熱量從高溫工作區(qū)傳遞到低溫工作區(qū)。下面參照附圖5，詳細(xì)描 述單個(gè)脈動(dòng)熱管模塊20的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。
如圖4所示，脈動(dòng)熱管模塊20包括脈動(dòng)熱管21,由多個(gè)U形金屬管 串聯(lián)而成，內(nèi)部充注有工質(zhì)；固定夾板22,分別固定在脈動(dòng)熱管21的熱吸 收段和熱釋出段；頂部絕熱安裝板22,安裝在脈動(dòng)熱管21的一側(cè)或者側(cè)面， 平行于U形金屬管；密封塊24,平行于固定夾板22,安裝在脈動(dòng)熱管21的 中部，用于使流經(jīng)脈動(dòng)熱管模塊20的高溫工作區(qū)的高溫流體與流經(jīng)低溫工作 區(qū)的低溫流體隔開。優(yōu)選地，所述密封塊24由彈性材料制成。
脈動(dòng)熱管21由毛細(xì)金屬管彎制而成，內(nèi)徑可以從lmm到3mm不等。
一般情況下，脈動(dòng)熱管直徑d的上限由公式(1)給出
<formula>complex formula see original document page 8</formula>
其中，Bo為小于2的無量綱數(shù)，A表示充注的工質(zhì)的在工作溫度下的液 體密度，單位為kg/m3， /^表示工質(zhì)的在工作溫度下的氣體密度，kg/m3, ct表 示充注的工質(zhì)在工作溫度下的表面張力，單位為N/m, g為重力加速度，單 位為m/s2。
根據(jù)不同的應(yīng)用設(shè)計(jì)，毛細(xì)金屬管可以是單一長(zhǎng)管，也可以是多個(gè)金屬 管首尾相連接后彎成。脈動(dòng)熱管的工質(zhì)充入量在30~85%之間，視具體應(yīng)用情 況而定。毛細(xì)金屬管材料可以是銅、鋁、不銹鋼等高導(dǎo)熱系數(shù)的金屬。
兩端的固定夾板22固定脈動(dòng)熱管21和箱體10之間的相對(duì)位置。每一端 的固定夾板22可以由兩塊板構(gòu)成，并用螺栓相連接。
頂部絕熱安裝板23由外層的包板(例如，金屬包板)231和下層的絕熱 材料232構(gòu)成。絕熱材料232可部分鑲嵌在外層的包板231中，也可以和外 層的包板231平行固定。包板231的兩端固定有螺絲孔，安裝后固定脈動(dòng)熱 管模塊20的位置。
脈動(dòng)熱管21中部的密封塊24用來阻止高溫流體(例如，高溫?zé)煔?和 低溫流體(例如，清潔空氣)混合。密封塊24可由彈性絕熱材料制成，用來 保證平行安裝的脈動(dòng)熱管模塊20之間沒有間隙，且使得脈動(dòng)熱管模塊20易 于安裝。密封塊24由前后兩片組成，中間預(yù)留有讓脈動(dòng)熱管21穿過的溝槽。 密封塊24之間的連接可以用耐高溫的粘合劑，也可以用耐高溫的橡膠卡釘。
圖5示出了將脈動(dòng)熱管模塊20安裝到箱體中制成的熱能再生設(shè)備的正視 剖面圖。如圖5所示，箱體IO內(nèi)壁附有絕熱材料以減少熱能通過設(shè)備表面的 損失。箱體10中間為密封隔離件，即脈動(dòng)熱管模塊20上的密封塊24，用來 隔離高溫流體通道中的高溫流體和低溫流體通道中的低溫流體。脈動(dòng)熱管模 塊20可以采用開路設(shè)計(jì)，如圖5中所示。也可以采用閉路設(shè)計(jì)，即，使脈動(dòng) 熱管首尾相連，形成封閉回路。脈動(dòng)熱管模塊20兩端的固定夾板，用于固定 脈動(dòng)熱管21以及將脈動(dòng)熱管模塊20定位在箱體10中，使得在箱體10底部 預(yù)留一定空間。根據(jù)應(yīng)用的需要，脈動(dòng)熱管21的總彎數(shù)可以在10-1000之間， 單一模塊的熱交換量在100-20000瓦之間。
以煙氣余熱回收為例，煙氣的溫度隨著離出口距離的增加溫度不斷降低。 而對(duì)于充注不同工質(zhì)的脈動(dòng)熱管，具有不同的理想工作溫度區(qū)間。因此，可
以根據(jù)不同的應(yīng)用情況選擇使用不同的脈動(dòng)熱管模塊或是多種脈動(dòng)熱管模塊 的組合。在總熱流量或煙氣溫度比較高的情況下，煙氣出口端的脈動(dòng)熱管模 塊可選用高工作溫度的熱管充液，如水銀或金屬鈉等。隨著高工作溫度脈 動(dòng)熱管模塊吸收和傳遞熱量到進(jìn)風(fēng)中，煙氣總熱流量和溫度隨之下降。此時(shí)， 可在靠熱能再生設(shè)備中間部分布置中等工作溫度脈動(dòng)熱管模塊。同理，在煙 氣出口端，由于煙氣總熱流量和溫度的下降，可布置低工作溫度脈動(dòng)熱管模
塊，如水做工質(zhì)的脈動(dòng)熱管模塊。在大多數(shù)情況下，兩類工作溫度脈動(dòng)熱 管模塊即可解決高溫、高熱流下的傳熱問題。圖6示出了采用兩類脈動(dòng)熱管 模塊制作的熱能再生設(shè)備的側(cè)視剖面圖。
高工作溫度的脈動(dòng)熱管內(nèi)充注的工質(zhì)通常是相應(yīng)工作溫度下飽和壓力低 的、液體汽化熱值大和表面張力大的液體。該液體在高的工作溫度中，依舊 可以維持足夠的表面張力系數(shù)和震蕩傳熱的機(jī)制。低工作溫度的脈動(dòng)熱管內(nèi) 充注的工質(zhì)通常是適合該工作溫度的工作液體，即，相應(yīng)工作溫度下飽和壓 力低的、液體氣化熱值大和表面張力相對(duì)小的無機(jī)或有機(jī)工質(zhì)，如飽和壓力 和表面張力適中、液體汽化熱值大的水和曱醛。低溫脈動(dòng)熱管適用于50-200°C 的工作區(qū)間，中高溫脈動(dòng)熱管適用于200-1000。C的工作區(qū)間。圖7示出了對(duì) 于各種不同工作溫度區(qū)間的脈動(dòng)熱管的其工作特性曲線圖。如圖7所示，在
任一脈動(dòng)熱管的工作區(qū)間內(nèi)，有最優(yōu)化工作溫度。脈動(dòng)熱管熱能再生設(shè)備的 設(shè)計(jì)將盡可能使脈動(dòng)熱管工作在它的最優(yōu)化工作溫度附近。
根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同，可以制作不同寬度的脈動(dòng)熱管模塊。對(duì)寬的脈動(dòng) 熱管模塊，脈動(dòng)熱管首尾長(zhǎng)度總和可長(zhǎng)達(dá)100米。通常市場(chǎng)上小直徑金屬管 不超過20米，使得脈動(dòng)熱管中金屬管的連接變成制造過程要面對(duì)的重要工藝 問題。圖8表示了現(xiàn)有兩種脈動(dòng)熱管的制作方式和三種金屬管連接方式。
所述兩種脈動(dòng)熱管的制作方式包括(1)用一根或多根長(zhǎng)的小直徑金屬 管彎制而成。在多根長(zhǎng)的小直徑金屬管彎制過程中，根與根之間要焊接并保 證真空下密封，如圖8中的(a)所示。(2)用多根直管和連接彎管(或是連 接模塊)相連而成。即脈動(dòng)熱管的直管部分和彎管部分分別加工而成，然后 用小直徑金屬管或者預(yù)制金屬窄板模塊進(jìn)行連接，如圖8中(b)和(c)所 示。同樣，任何連接處要保證真空下密封。
以上述第二種制作方式為例，連接工藝描述如下 (l)金屬套管相連。套管的內(nèi)徑稍大于被連接管的外徑，相連后焊接套管外緣密封。
(2) 小直徑連接管相連。小直徑彎管外徑稍小于直管內(nèi)徑，相連后焊接 直管外緣密封。
(3) 預(yù)制金屬窄板相連(連接模塊，無彎管，和脈動(dòng)熱管模塊等高度)。 對(duì)于一個(gè)脈動(dòng)熱管模塊，兩端各加工一金屬窄板，其中預(yù)制留給直管相連的 孔洞、相鄰孔洞的連接槽和密封端蓋。所有該脈動(dòng)熱管的直管和預(yù)制金屬窄 板中預(yù)留的孔洞相連，并焊接直管和孔洞之間以及端蓋和金屬窄板連接處而 完成相連工藝。通過這種工藝制作的脈動(dòng)熱管外觀上沒有彎曲的部分，形成 類似梯子的結(jié)構(gòu)。
通過上述連接工藝，可以制造各種尺寸的脈動(dòng)熱管式熱能再生設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的脈動(dòng)熱管式熱能再生設(shè)備相對(duì)于傳統(tǒng)的熱管式熱能再生設(shè)
備具有如下優(yōu)點(diǎn)
(1) 脈動(dòng)熱管傳熱能力強(qiáng)與廢煙氣工作溫度區(qū)間相匹配，制造成本低， 工作穩(wěn)定。脈動(dòng)熱管利用工質(zhì)相變和單相強(qiáng)制對(duì)流混合傳熱，效率和熱回收率高。
(2) 無翅片結(jié)構(gòu)因毛細(xì)脈動(dòng)熱管表面面積大，應(yīng)用的總管數(shù)多，有效 熱交換面積可替代傳統(tǒng)熱交換器管道上的翅片結(jié)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)有利于流動(dòng)湍流 在設(shè)備內(nèi)的發(fā)展，提高管壁和氣體之間的傳熱系數(shù)，減少表面積灰和系統(tǒng)維 護(hù)周期及成本。
(3) 獨(dú)立的模塊化設(shè)計(jì)每個(gè)模塊為一個(gè)單獨(dú)的脈動(dòng)熱管體系，獨(dú)立安 裝和工作。無翅片脈動(dòng)熱管熱能再生設(shè)備擁有多個(gè)模塊(幾十個(gè))，模塊間平 行并從熱能再生設(shè)備頂部(或側(cè)面)安裝，優(yōu)選地，脈動(dòng)熱管模塊平面與流 動(dòng)方向相垂直。單一模塊可以隨意更換，方便故障處理和維修。設(shè)備中模塊 數(shù)量的多少取決于加熱爐煙氣熱能回收功率的大小。在已知功率的條件下， 可靈活增加或減少模塊數(shù)量、進(jìn)風(fēng)和排風(fēng)道的尺寸，以使一種熱能再生設(shè)備 能廣泛應(yīng)用于多種類型和規(guī)^莫加熱爐系統(tǒng)中。
根椐本發(fā)明實(shí)施例的脈動(dòng)熱管式熱能再生設(shè)備可以用作工業(yè)生產(chǎn)和民用 加熱爐的熱能回收和再利用的設(shè)備。圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的熱能再生設(shè)備 的應(yīng)用示意圖。如圖所示，該設(shè)備用于處理加熱爐排出的高溫廢氣，回收熱 能，減少總?cè)剂舷暮臀廴練怏w排放。圖中經(jīng)爐堂燃燒后的高溫廢氣在通過 排煙道后，進(jìn)入無翅片脈動(dòng)熱管熱能再生設(shè)備。脈動(dòng)熱管是該設(shè)備的核心元件，可以將廢煙氣中熱能快速、高效地傳遞到清潔的加熱爐進(jìn)風(fēng)空氣中，從 而提高加熱爐進(jìn)風(fēng)的初始溫度，減少空氣在加熱爐中預(yù)熱的能源消耗。經(jīng)該 設(shè)備的熱能再生處理后，加熱爐可減少燃料消耗5-15%，對(duì)工業(yè)中大中型的 加熱爐尤其有利。
雖然在本發(fā)明的描述中，以回收煙氣余熱為例，但是根據(jù)本發(fā)明的熱能 再生設(shè)備也可以用于回收高溫廢水的余熱回收等場(chǎng)合。
盡管已經(jīng)參照本發(fā)明的特定優(yōu)選實(shí)施例示出和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng) 域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的 情況下，可以在形式和細(xì)節(jié)上作出各種改變。
權(quán)利要求
1、一種熱能再生設(shè)備，包括主體、高溫流體通道和低溫流體通道，所述主體包括箱體和平行安裝在箱體中的多個(gè)脈動(dòng)熱管模塊，該脈動(dòng)熱管模塊包括高溫工作區(qū)和低溫工作區(qū)；所述高溫流體通道連接到箱體上，以使流入的高溫流體流經(jīng)脈動(dòng)熱管模塊的高溫工作區(qū)；所述低溫流體通道連接到箱體上，以使流入的低溫流體流經(jīng)脈動(dòng)熱管模塊的低溫工作區(qū)。
2、 如權(quán)利要求1所述的熱能再生設(shè)備，其中，脈動(dòng)熱管模塊包括 脈動(dòng)熱管，由多個(gè)U形金屬管串聯(lián)而成，并且金屬管內(nèi)充注有工質(zhì)； 固定夾板，分別安裝在脈動(dòng)熱管的兩端，用于將脈動(dòng)熱管固定在箱體中； 分隔件，安裝在脈動(dòng)熱管的中部，用于使高溫流體和低溫流體隔開。
3、 如權(quán)利要求1所述的熱能再生設(shè)備，還包括安裝在箱體內(nèi)壁上的絕熱 材料。
4、 如權(quán)利要求1所述的熱能再生設(shè)備，多個(gè)脈動(dòng)熱管模塊被分為至少兩 組，每組脈動(dòng)熱管模塊中充注不同的工質(zhì)。
5、 如權(quán)利要求1所述的熱能再生設(shè)備，其中，在高工作溫度的脈動(dòng)熱管 模塊中充注在該工作溫度下飽和壓力低的、液體汽化熱值大和表面張力相對(duì) 大的工質(zhì)，在低工作溫度的脈動(dòng)熱管模塊中充注飽和壓力和表面張力適中、 液體汽化熱值大的無機(jī)或有機(jī)工質(zhì)。
6、 如權(quán)利要求2、 4或5所述的熱能再生設(shè)備，其中，所述工質(zhì)為水、 甲醛、水銀或金屬鈉。
7、 如權(quán)利要求2、 4或5所述的熱能再生設(shè)備，其中，脈動(dòng)熱管模塊中 充注的工質(zhì)的體積百分比為30% ~ 85 % 。
8、 如權(quán)利要求2所述的熱能再生設(shè)備，其中，所述分隔件由彈性材料制成。
9、 一種脈動(dòng)熱管^^莫塊，包括脈動(dòng)熱管和分隔件，所述脈動(dòng)熱管由多個(gè)U形金屬管串聯(lián)而成，并且金屬管內(nèi)充注有工質(zhì)， 該脈動(dòng)熱管模塊分為高溫工作區(qū)和低溫工作區(qū)，所述分隔件設(shè)置在脈動(dòng)熱管 模塊的高溫工作區(qū)和低溫工作區(qū)之間。
10、 如權(quán)利要求9所述的脈動(dòng)熱管模塊，還包括頂部絕熱安裝板，該頂 部絕熱安裝板平行于U形金屬管，安裝在脈動(dòng)熱管的頂部，包括外層的包板和包板內(nèi)側(cè)的絕熱材料；固定夾板，分別安裝在脈動(dòng)熱管的兩端，用于固定脈動(dòng)熱管。
11、 如權(quán)利要求9所述的脈動(dòng)熱管模塊，其中，所述金屬管的材料是銅、 鋁或不4秀鋼。
12、 如權(quán)利要求9所述的脈動(dòng)熱管模塊，其中，所述脈動(dòng)熱管中充注的 工質(zhì)為水、曱醛、水銀或金屬鈉。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種熱能再生設(shè)備，包括主體、高溫流體通道和低溫流體通道，所述主體包括箱體和平行安裝在箱體中的多個(gè)脈動(dòng)熱管模塊，所述脈動(dòng)熱管模塊包括高溫工作區(qū)和低溫工作區(qū)；所述高溫流體通道連接到箱體上，以使流入的高溫流體流經(jīng)脈動(dòng)熱管模塊的高溫工作區(qū)；所述低溫流體通道連接到箱體上，以使流入的低溫流體流經(jīng)脈動(dòng)熱管模塊的低溫工作區(qū)。根據(jù)本發(fā)明的熱能再生設(shè)備傳熱效率高，制造成本低，工作穩(wěn)定，能夠應(yīng)用于各種余熱回收系統(tǒng)，且模塊的多少可以根據(jù)余熱回收系統(tǒng)的需要靈活增加或減少。
文檔編號(hào)F28D15/02GK101196382SQ20071030412
公開日2008年6月11日 申請(qǐng)日期2007年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月25日
發(fā)明者況國(guó)華, 勇 孫 申請(qǐng)人:海蜚爾能源科技(北京)有限公司