專利名稱：一種氣流非接觸式的高效能量回收設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及能量回收技術(shù)領(lǐng)域，特別是帶氣流非接觸式氣體-氣體換 熱器的高效能量回收設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著社會進(jìn)步和生活水平的提高，空氣調(diào)節(jié)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各行各 業(yè)及民用建筑，但隨之而來能耗問題也日益突出，工業(yè)與民用建筑規(guī)模大,換
氣量也大，比如醫(yī)院潔凈度要求較高的手術(shù)室有時要求換氣頻率每小時40-100 次，而對大型建筑,排氣所帶走的能量約占總負(fù)荷的30°/。 40%左右,如不對這 些能源加以有效回收，必然增大空調(diào)的能耗。近年來發(fā)生的公共衛(wèi)生問題， 如SARS病毒的傳播和恐怖襲擊中毒氣的蔓延，又必須加大公共建筑的換氣 量，同時還要嚴(yán)格避免回風(fēng)對新風(fēng)的污染。另外，生產(chǎn)工藝過程中會產(chǎn)生大 量溫度較高的氣體，對這部分氣體中的能量進(jìn)行回收利用，可以產(chǎn)生較顯著 的環(huán)保節(jié)能效益。
針對回收利用建筑物或工藝過程排出廢氣的能量，近年開發(fā)出很多型式 的氣體能量回收設(shè)備，如轉(zhuǎn)輪吸附型、中間熱媒型、板式顯熱型和熱泵型， 轉(zhuǎn)輪吸附型的換熱效率雖然較高，但兩股氣流有交叉，存在廢氣污染新鮮空 氣，不符合公共衛(wèi)生的要求；中間熱媒型是通過兩組換熱器之間的液體來傳 遞能量，有傳動設(shè)備，自身消耗動力，雖然避免了交叉污染，但換熱效率不 高；板式顯熱型的能量回收設(shè)備把排風(fēng)與新風(fēng)隔離分別流過不同的流道，結(jié) 構(gòu)相對簡單，也可避免交叉污染，但效率較低，其結(jié)構(gòu)本身只適合小容量場 合使用；熱泵型能量回收設(shè)備，系統(tǒng)復(fù)雜，造價昂貴。傳統(tǒng)熱管換熱器對工 質(zhì)、材料、工藝的要求比較嚴(yán)格，造成其成本較高，限制了熱管技術(shù)的推廣，
長期僅應(yīng)用于航天和有關(guān)工業(yè)領(lǐng)域；在民用領(lǐng)域中，能量回收的兩股氣流之
間的溫度差較小， 一般在幾度到幾十度之間，因此，要求熱管換熱器的起動
溫差要小， 一般應(yīng)不大于3度，同時要求效率較高、容量可調(diào)、熱管工質(zhì)無 毒，以及兩股氣流相互隔離、不交叉污染；近年來人們開發(fā)的民用熱管技術(shù)， 工質(zhì)多以水或氨為主要成分，其起動溫差較大，能量回收效率較低，氨有毒 性且對熱管的材質(zhì)有嚴(yán)格要求，這樣熱管技術(shù)在民用領(lǐng)域的應(yīng)用受到很大限 制。
上述技術(shù)方案還存在有明顯的不足之處，首先上述的能量回收設(shè)備都不 能同時兼顧高效率和避免交叉污染、成本低、安裝靈活的特點(diǎn)；其次現(xiàn)有的 民用熱管技術(shù)起動溫差較大，能量回收效率較低，沒有容量連續(xù)調(diào)解機(jī)構(gòu)， 有時還使用毒性較大的工質(zhì)。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種起動溫 差較小，能量回收效率較高，保證工作氣流相互隔離以避免交叉污染，帶有 容量連續(xù)調(diào)解機(jī)構(gòu)，能量回收過程不消耗動力，使用環(huán)保無毒的工質(zhì)，結(jié)構(gòu) 簡單，成本低，加工安裝方便，適合-50。C至6(TC環(huán)境中使用的非接觸式高效 氣體能量回收設(shè)備。
為了實(shí)現(xiàn)上述的實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案以如下方式實(shí)現(xiàn): 一種工作流體相互隔離的非接觸式高效能量回收設(shè)備，它包括熱虹吸管、翅 片、隔板，外邊框，支座、頂桿和驅(qū)動裝置等。熱虹吸管內(nèi)密閉有一定量的 低沸點(diǎn)工質(zhì)，若干個熱虹吸管外套若干個翅片形成換熱芯體，換熱芯體被其 中間的隔板分隔成兩部分，熱虹吸管橫貫隔板，其周圍與外邊框相連接形成 換熱器，換熱器傾斜或垂直放置且冷、熱兩股氣流分別通過換熱芯體的兩部 分時，通過熱虹吸管和翅片的傳遞熱量能夠使這兩股氣流產(chǎn)生熱交換、溫度
趨于一致；換熱器下部裝有支座和頂桿，支座為換熱器的旋轉(zhuǎn)中心，頂桿撐
著換熱器的外邊框，并與驅(qū)動裝置相聯(lián)，驅(qū)動裝置可以根據(jù)要求帶動頂桿上 下運(yùn)動，驅(qū)使換熱器連續(xù)擺動來改變其工作時的姿態(tài)，達(dá)到容量調(diào)解和工況 轉(zhuǎn)換的目的。
本實(shí)用新型由于采用上述結(jié)構(gòu)形式，用低沸點(diǎn)工質(zhì)的熱虹吸管作為熱回
收的核心元件，可以使其傳熱效率高、起動溫差小；用熱虹吸管束組成的換 熱芯體，來回收排出廢氣攜帶的能量，可以回收氣流顯熱和部分潛熱，不僅 效率高，而且結(jié)構(gòu)簡單、加工安裝方便、可靠性高、制造成本較低；換熱芯 體中間的隔板將兩股氣流分隔開，保證了工作氣流相互隔離以避免交叉污染； 換熱器下部的支座和頂桿，可以改變換熱器的工作姿態(tài)，實(shí)現(xiàn)容量連續(xù)調(diào)解 和工況轉(zhuǎn)換；熱虹吸管的低沸點(diǎn)工質(zhì)，保證整個設(shè)備的環(huán)保安全和適合寬廣 的氣候區(qū)域使用；該設(shè)備的能量回收過程不需要消耗動力。

圖l、是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2、是本實(shí)用新型實(shí)施例夏季工況的工作姿態(tài)。
圖3、是本實(shí)用新型實(shí)施例冬季工況的工作姿態(tài)。
圖4、是本實(shí)用新型實(shí)施例用于回收工藝廢氣能量的示意圖。
圖中標(biāo)號說明
l一熱虹吸管，2—翅片，3—隔板，4一外邊框，5—支座，6—頂桿，7— 驅(qū)動裝置，8—換熱芯體，9一新風(fēng)，IO—排風(fēng)，ll一空氣，12—工藝廢氣具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及具體的實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。 參考圖1，工作流體相互隔離的非接觸式建筑物換氣熱高效能量回收設(shè) 備，它包括熱虹吸管l、翅片2、隔板3，外邊框4，支座5、頂桿6和驅(qū)動裝
置7。熱虹吸管1由兩端封閉的銅管、鋁管或邦迪管制成。熱虹吸管1內(nèi)密閉
有一定量的低沸點(diǎn)工質(zhì)，可以是一種或幾種低沸點(diǎn)物質(zhì)的混合物，例如甲烷、 乙烷的鹵代物或醚類、烴類有機(jī)物質(zhì)中的一氯二氟甲垸，二氯三氟乙烷，丙 烷，丙烯，氫氟醚或五氟乙垸/三氟乙烷/四氟乙烷的混合物，五氟乙烷/二氟甲
烷的混合物等。若干個熱虹吸管1外套若干個翅片2形成換熱芯體8，翅片2 是由沖壓成型的鋁箔構(gòu)成，呈平板、波浪或花紋狀，其上可以壓折痕、開條 縫。換熱芯體8被其中間的隔板3分隔成兩部分，其周圍與安裝外邊框4相
連接形成換熱器，換熱器傾斜或垂直放置且冷、熱兩股氣流分別通過換熱芯 體8的兩部分時，通過熱虹吸管1和翅片2的傳遞熱量能夠使這兩股氣流產(chǎn) 生熱交換、溫度趨于一致；換熱器下部裝有支座5和頂桿6，支座為換熱器的 旋轉(zhuǎn)中心，頂桿撐著換熱器的外邊框，并與驅(qū)動裝置相聯(lián)，驅(qū)動裝置7可以 根據(jù)要求帶動頂桿6上下運(yùn)動，頂桿6和驅(qū)動裝置7之間采用絲杠絲桿或曲 柄連桿機(jī)構(gòu)聯(lián)接，驅(qū)動裝置7用動力機(jī)器或人力驅(qū)動，如采用電動機(jī)、手轉(zhuǎn) 輪盤、或手搖曲柄等。驅(qū)動裝置7驅(qū)使換熱器連續(xù)擺動來改變其工作時的姿 態(tài)，達(dá)到容量調(diào)解和工況轉(zhuǎn)換的目的。
使用本實(shí)用新型時，使要進(jìn)入建筑內(nèi)的新風(fēng)9通過吸風(fēng)口、新風(fēng)管道由 送風(fēng)機(jī)強(qiáng)制流過換熱芯體的一部分，而排出建筑物的排風(fēng)IO則通過排風(fēng)口、 排風(fēng)管道由排風(fēng)機(jī)強(qiáng)制流過換熱芯體的另一部分。參考圖2，對于夏季工況， 新風(fēng)9溫度較高，排出建筑物的排風(fēng)10溫度較低，驅(qū)動裝置7帶動頂桿6向 上運(yùn)動，驅(qū)使換熱器朝新風(fēng)9通過的部分傾斜。密閉在熱虹吸管內(nèi)的低沸點(diǎn) 工質(zhì)的液體部分靠重力流到熱虹吸管1的下部，當(dāng)溫度較高的新風(fēng)9流經(jīng)熱 虹吸管1下部的外表面時，液體工質(zhì)被新風(fēng)9加熱而蒸發(fā)，并靠密度差升騰 到熱虹吸管的上部，被流經(jīng)熱虹吸管1上部外表面的排風(fēng)10冷卻，凝結(jié)為工 質(zhì)液體后靠重力再流回?zé)岷缥艿南虏?。這樣，通過熱虹吸管1內(nèi)的低沸點(diǎn)
工質(zhì)相變，不斷地將新風(fēng)9的熱量傳遞給排風(fēng)IO，使進(jìn)入建筑物內(nèi)新風(fēng)9的 溫度得到有效降低，從而靠回收排風(fēng)10的能量減小了新風(fēng)的冷卻負(fù)荷、達(dá)到 建筑物節(jié)能的目的。參考圖3，對于冬季工況，新風(fēng)9溫度較低，排出建筑物 的排風(fēng)溫度較高，驅(qū)動裝置7帶動頂桿6向下運(yùn)動，驅(qū)使換熱器朝排風(fēng)10通 過的部分傾斜。通過換熱芯體中的熱虹吸管1工作，不斷地將排風(fēng)10的熱量 傳遞給新風(fēng)9，使進(jìn)入建筑物內(nèi)新風(fēng)9的溫度得到有效升高，靠回收排風(fēng)10 的能量減小了新風(fēng)的加熱負(fù)荷，同樣達(dá)到建筑物節(jié)能的目的。
參考圖4，本實(shí)用新型也可以回收車間或其他過程的工藝廢氣12的能量， 來加熱要使用的空氣11，為生產(chǎn)、辦公場所提供暖氣，或?yàn)樯a(chǎn)過程提供干 熱的空氣，使排出的廢熱得到有效利用，既節(jié)能又避免或減輕對環(huán)境產(chǎn)生的 熱污染。
權(quán)利要求1.一種氣流非接觸式的高效能量回收設(shè)備，其特征在于它包括熱虹吸管(1)、翅片(2)、隔板(3)，外邊框(4)，支座(5)、頂桿(6)和驅(qū)動裝置(7)；熱虹吸管內(nèi)密閉有低沸點(diǎn)工質(zhì)，若干個熱虹吸管(1)外套若干個翅片(2)形成換熱芯體(8)，換熱芯體被其中間的隔板(3)分隔成兩部分，熱虹吸管橫貫隔板(3)，換熱芯體周圍與外邊框(4)相連接形成換熱器；換熱器下部裝有支座(5)和頂桿(6)，支座(5)為換熱器的旋轉(zhuǎn)中心，頂桿(6)撐著換熱器的外邊框(4)，并與能夠帶動頂桿(6)上下運(yùn)動的驅(qū)動裝置(7)相聯(lián)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣流非接觸式的高效能量回收設(shè)備，其特 征在于熱虹吸管(1)由兩端封閉的銅管、鋁管或邦迪管制成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣流非接觸式的高效能量回收設(shè)備，其特征在于所述的熱虹吸管(1)內(nèi)的低沸點(diǎn)工質(zhì)是一種或幾種低沸點(diǎn)物質(zhì)的混合物。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種氣流非接觸式的高效能量回收設(shè)備，其特征在于所述的低沸點(diǎn)工質(zhì)是甲垸、乙烷的鹵代物或醚類、烴類有機(jī)物質(zhì)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣流非接觸式的高效能量回收設(shè)備，其特征在于所述的翅片(2)是由沖壓成型的鋁箔構(gòu)成，呈平板、波浪或花紋狀。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣流非接觸式的高效能量回收設(shè)備，其特征在于頂桿(6)和驅(qū)動裝置(7)之間采用絲杠絲桿或曲柄連桿機(jī)構(gòu)聯(lián)接，驅(qū)動裝置(7)用動力機(jī)器或人力驅(qū)動。
專利摘要一種氣流非接觸式的高效能量回收設(shè)備，涉及能量回收技術(shù)領(lǐng)域。它包括熱虹吸管(1)、翅片(2)、隔板(3)、外邊框(4)、支座(5)、頂桿(6)和驅(qū)動裝置(7)等。熱虹吸管內(nèi)密閉有低沸點(diǎn)工質(zhì)，多個熱虹吸管外套多個翅片形成換熱芯體，換熱芯體被隔板分隔成兩部分，與外邊框相連接形成換熱器，冷、熱兩股氣流分別通過換熱芯體的兩部分時，通過熱虹吸管和翅片的傳遞熱量能夠使這兩股氣流產(chǎn)生熱交換；支座支撐換熱器，頂桿與驅(qū)動裝置相聯(lián)，驅(qū)使換熱器改變其工作時的姿態(tài)，達(dá)到容量調(diào)解和工況轉(zhuǎn)換的目的。本實(shí)用新型具有避免工作氣流交叉污染，效率高，工作姿態(tài)自動調(diào)整，起動溫差小，成本低，可行性高，環(huán)保安全，運(yùn)行工況寬廣的特點(diǎn)。
文檔編號F28D15/02GK201003920SQ20072010318
公開日2008年1月9日 申請日期2007年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月12日
發(fā)明者馬國遠(yuǎn) 申請人:北京工業(yè)大學(xué)