專利名稱：組合式熱管煙氣冷凝節(jié)能器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種燃油、燃?xì)忮仩t煙氣余熱利用裝置，是充分利用煙氣的顯熱和 潛熱的組合式熱管煙氣冷凝節(jié)能器。
背景技術(shù)：
燃油、燃?xì)庵泻写罅繗湓?，使得燃油、燃?xì)忮仩t排煙中含有大量水蒸氣。燃油、 燃?xì)忮仩t的排煙溫度較高， 一般在15(TC以上，煙氣攜帶走大量的物理顯熱和汽化潛熱。 目前，燃油燃?xì)忮仩t余熱利用的設(shè)備主要是利用鍋爐煙氣的顯熱，對(duì)于煙氣的潛熱沒有 充分利用。燃油、燃?xì)忮仩t煙氣中含有大量的水蒸氣，回收利用煙氣中的水蒸氣的潛熱 可以有效提高鍋爐的效率。當(dāng)前，回收煙氣余熱的設(shè)備型式主要是水管式換熱器和煙管
式換熱器。水管式換熱器主要存在以下缺點(diǎn)煙道阻力大幅度增大，影響燃燒器工作性
能；水在管內(nèi)流動(dòng)，煙氣在管外流動(dòng)，為避免腐蝕，需要耐腐蝕材料較多，成本較高； 換熱器整體布置在煙道中，增大了施工難度和維修難度。煙管式換熱器主要存在以下缺 點(diǎn)為了克服煙氣對(duì)后部煙道的腐蝕，都必須布置旁通煙道，使部分煙氣直接通過(guò)旁通 煙道與經(jīng)過(guò)冷卻后的煙氣混合后排放，降低了余熱利用效率；煙氣經(jīng)過(guò)管程后排放，只 一個(gè)通程，換熱效率不高；換熱器整體布置在煙道中，增大了施工難度和維修難度；旁 通煙道的布置，增大了成本。無(wú)論水管式換熱器還是煙管式換熱器，傳熱系數(shù)小，換熱 面積大，造成設(shè)備體積較大，占地空間較大。
熱管是最有效的傳熱元件之一，依靠熱管內(nèi)部工作液體的相變來(lái)實(shí)現(xiàn)傳熱。熱管研 究于上世紀(jì)40年代起源于美國(guó)，并在60年代應(yīng)用于空間技術(shù)，從而吸引前蘇聯(lián)、英國(guó)、 意大利、前西德等積極從事熱管技術(shù)的研究與開發(fā)，70年代熱管技術(shù)迅速發(fā)展，80年 代以后熱管技術(shù)在民用各個(gè)領(lǐng)域開始發(fā)揮作用。我國(guó)于70年代開始熱管技術(shù)的研究， 主要側(cè)重于空間技術(shù)和電子元器件冷卻方面的應(yīng)用研究，80年代后期，熱管技術(shù)研究開 始轉(zhuǎn)向能源利用及節(jié)能技術(shù)方面的研究，近年來(lái)，隨著熱管技術(shù)研究和開發(fā)的深入，熱 管技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于能源、化工、交通、電子、建筑等各個(gè)領(lǐng)域。隨著科學(xué)技術(shù)水平 的提高和社會(huì)需求的變化，熱管技術(shù)研究開發(fā)的領(lǐng)域?qū)⒉粩嗤卣?。整個(gè)熱管可以分成三 個(gè)部分蒸發(fā)段、絕熱段和冷凝段。工作液在蒸發(fā)段吸熱汽化成蒸汽，在微壓差作用下， 蒸汽在管腔內(nèi)蒸汽通道中通過(guò)絕熱段進(jìn)入冷凝段，在冷凝段內(nèi)，蒸汽釋放熱量，凝結(jié)形 成凝結(jié)液，在吸液芯的毛細(xì)力作用下，通過(guò)內(nèi)管壁周圍的吸液芯回流到蒸發(fā)段。如此循 環(huán)工作，熱管可以在很小截面積下遠(yuǎn)距離傳輸熱量而無(wú)需外力。 發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有煙氣余熱利用設(shè)備傳熱系數(shù)小、換熱設(shè)備大的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型設(shè)計(jì) 了一種組合式熱管煙氣冷凝節(jié)能器，該節(jié)能設(shè)備利用熱管的原理，充分提高傳熱系數(shù)， 同時(shí)可以組合蒸發(fā)箱和冷凝箱內(nèi)的換熱面積，實(shí)現(xiàn)換熱效果的最優(yōu)化。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是該節(jié)能設(shè)備包括蒸發(fā)箱、冷凝 箱、連接管、冷凝液收集排放裝置四部分，其結(jié)構(gòu)特征在于蒸發(fā)箱內(nèi)為蛇形盤管，管 為翅片管；材質(zhì)為銅、不銹鋼、碳鋼；冷凝箱內(nèi)為蛇形盤管，管為翅片管，材質(zhì)為銅、 不銹鋼、碳鋼；連接管把蒸發(fā)箱與冷凝箱中的翅片管連接起來(lái)，分為上升管和下降管； 冷凝液收集排放裝置設(shè)置在蒸發(fā)箱下部，主要收集排放蒸發(fā)箱內(nèi)的凝結(jié)水，材質(zhì)為普通 碳鋼；蒸發(fā)箱內(nèi)蛇形盤管與冷凝箱內(nèi)蛇形盤管對(duì)應(yīng)布置，通過(guò)對(duì)應(yīng)的上升管和下降管連 接，管內(nèi)抽真空，沖入熱管工質(zhì)，形成一個(gè)個(gè)獨(dú)立的環(huán)路熱管。其工作特征煙氣進(jìn)入 蒸發(fā)箱內(nèi)，在管外流動(dòng)，管內(nèi)為熱管工質(zhì)；冷卻水或冷卻空氣進(jìn)入冷凝箱，在管外流動(dòng)， 管內(nèi)為熱管工質(zhì)；煙氣進(jìn)入蒸發(fā)箱把翅片管內(nèi)工質(zhì)加熱，煙氣溫度降低，煙氣中的水蒸
氣凝結(jié)形成凝結(jié)水，由冷凝液收集裝置收集排放，蒸發(fā)箱內(nèi)翅片管中熱管工質(zhì)吸熱蒸發(fā) 形成蒸汽，由上升管進(jìn)入冷凝箱內(nèi)翅片管，通過(guò)管壁把熱量傳遞給冷卻水或冷卻空氣， 把冷卻水加熱或把冷卻空氣加熱，管內(nèi)蒸汽放熱凝結(jié)形成液態(tài)工質(zhì)，由下降管流回蒸發(fā) 箱；被加熱的冷卻水或冷卻空氣可以加以利用。煙氣在該設(shè)備中既有顯熱放熱，又有水 蒸氣的潛熱放熱，提高了煙氣余熱利用效率。
、本實(shí)用新型的有益效果是鍋爐煙氣進(jìn)入本節(jié)能設(shè)備的蒸發(fā)箱，沖刷蒸發(fā)箱內(nèi)一組
組蛇行盤管，煙氣溫度降低，顯熱得以回收，同時(shí)煙氣中水蒸氣凝結(jié)，潛熱得以回收； 有效地提高了鍋爐余熱回收效率；由于煙氣煙溫進(jìn)入蒸發(fā)器后逐漸降低，前排盤管和后 部盤管傳熱效率發(fā)生變化，可以通過(guò)改變不同熱管組內(nèi)充液率和真空度實(shí)現(xiàn)不同熱管組 換熱的均勻性由于鍋爐負(fù)荷不同，換熱量發(fā)生變化時(shí)，可以通過(guò)增、減熱管組實(shí)現(xiàn)換 熱的最優(yōu)化；由于熱管傳熱的高效性，在獲得同樣換熱量的情況下，換熱面積大大減少， 使得換熱節(jié)能設(shè)備體積減小，同時(shí)，由于蒸發(fā)箱布置在煙道中，同冷凝箱分體布置，有 利于鍋爐房中設(shè)備布置方便。以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。 圖l是本實(shí)用新型的整體布置圖。 圖2是蒸發(fā)箱與冷凝箱連管示意圖。 圖3是單一熱管組連接示意圖。
圖中，l冷凝箱，2蒸發(fā)箱，3連接管，4冷凝液收集排放裝置，5蒸發(fā)箱蛇形管，6 蒸發(fā)箱蛇形管翅片，7冷凝箱蛇形管，8冷凝箱蛇形管翅片。


圖1中，蒸發(fā)箱2低于冷凝箱1，蒸發(fā)箱2與冷凝箱1分體布置，蒸發(fā)箱2內(nèi)蛇形 管5是熱管的蒸發(fā)段，冷凝箱1內(nèi)蛇形管7是熱管的冷凝段，連接管3把不同翅片熱管 組連接起來(lái)。鍋爐煙氣進(jìn)入蒸發(fā)箱2，煙氣溫度降低，煙氣中水蒸氣凝結(jié)，凝結(jié)液由冷 凝液收集排放裝置4進(jìn)行收集排放。
圖2中，蒸發(fā)箱2與冷凝箱1內(nèi)有不同蛇形管組，由連接管3把蛇形管組連接起來(lái), 形成一個(gè)個(gè)環(huán)路熱管組。
圖3為單一熱管組連接示意圖，連接管3把蒸發(fā)箱2內(nèi)蛇形管5與冷凝箱1內(nèi)蛇形 管7連接在一起，形成一個(gè)環(huán)路熱管。
權(quán)利要求1.組合式熱管煙氣冷凝節(jié)能器，包括蒸發(fā)箱、冷凝箱、連接管、冷凝液收集排放裝置四部分，其特征在于蒸發(fā)箱內(nèi)為蛇形盤管組，管為翅片管；材質(zhì)為銅、不銹鋼、碳鋼；冷凝箱內(nèi)為蛇形盤管組，管為翅片管，材質(zhì)為銅、不銹鋼、碳鋼；連接管把蒸發(fā)箱與冷凝箱中的翅片管連接起來(lái)，分為上升管和下降管；冷凝液收集排放裝置設(shè)置在蒸發(fā)箱下部，主要收集排放蒸發(fā)箱內(nèi)的凝結(jié)水，材質(zhì)為普通碳鋼。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式熱管煙氣冷凝節(jié)能器，其特征在于蒸發(fā)箱內(nèi)蛇形管 組與冷凝箱內(nèi)蛇形管組通過(guò)上升管和下降管對(duì)應(yīng)連接，可以根據(jù)換熱量的需要進(jìn)行 組合，來(lái)改變換熱面積，從而改變換熱量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式熱管煙氣冷凝節(jié)能器，其特征在于蒸發(fā)箱、冷凝箱 箱體材料為碳鋼，管板材質(zhì)為銅、碳鋼、不銹鋼。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式熱管煙氣冷凝節(jié)能器，其特征在于蒸發(fā)箱與冷凝箱 的組合可以改變放置位置，冷凝箱與蒸發(fā)箱可以上下垂直放置，也可以偏置。
專利摘要組合式熱管煙氣冷凝節(jié)能器涉及一種燃油、燃?xì)忮仩t煙氣余熱利用裝置，是充分利用煙氣的顯熱和潛熱的高效節(jié)能設(shè)備。該設(shè)備包括蒸發(fā)箱、冷凝箱、連接管、冷凝液收集排放裝置四部分，其結(jié)構(gòu)特征在于蒸發(fā)箱內(nèi)為蛇形盤管，管為翅片管；材質(zhì)為銅、不銹鋼、碳鋼；冷凝箱內(nèi)為蛇形盤管，管為翅片管，材質(zhì)為銅、不銹鋼、碳鋼；連接管把蒸發(fā)箱與冷凝箱中的翅片管連接起來(lái)，分為上升管和下降管；冷凝液收集排放裝置設(shè)置在蒸發(fā)箱下部，主要收集排放蒸發(fā)箱內(nèi)的凝結(jié)水，材質(zhì)為普通碳鋼。工作特征煙氣進(jìn)入蒸發(fā)箱內(nèi)，在管外流動(dòng)，管內(nèi)為熱管工質(zhì)；冷卻水或冷卻空氣進(jìn)入冷凝箱，在管外流動(dòng)，管內(nèi)為熱管工質(zhì)；煙氣進(jìn)入蒸發(fā)箱把翅片管內(nèi)工質(zhì)加熱，煙氣溫度降低，煙氣中的水蒸氣凝結(jié)形成凝結(jié)水，由冷凝液收集裝置收集排放，蒸發(fā)箱內(nèi)翅片管中熱管工質(zhì)吸熱蒸發(fā)形成蒸汽，由上升管進(jìn)入冷凝箱內(nèi)翅片管，通過(guò)管壁把熱量傳遞給冷卻水或冷卻空氣，把冷卻水加熱或把冷卻空氣加熱，管內(nèi)蒸汽放熱凝結(jié)形成液態(tài)工質(zhì)，由下降管流回蒸發(fā)箱；被加熱的冷卻水或冷卻空氣可以加以利用。煙氣在該設(shè)備中既有顯熱放熱，又有水蒸氣的潛熱放熱，提高了煙氣余熱利用效率。
文檔編號(hào)F28D15/02GK201059900SQ20072015582
公開日2008年5月14日 申請(qǐng)日期2007年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月29日
發(fā)明者孫金棟, 郭建軍, 馬麥囤 申請(qǐng)人:北京建筑工程學(xué)院;北京啟祥凱鑫特科技有限公司