本發(fā)明涉及一種余熱回收裝置；特別是涉及一種可實現(xiàn)多熱源余熱回收的換熱裝置。

背景技術：

隨著工業(yè)化進程的加快和經(jīng)濟建設的迅速發(fā)展，能量的消耗越來越大，對能源的綜合利用的要求也越來越高。在能源的綜合利用中，換熱器是一種主要的過程設備，在工業(yè)節(jié)能應用上具有重要位置。

工業(yè)余熱來源于工業(yè)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，因此熱源數(shù)量多且品味不盡相同?，F(xiàn)目前的換熱器只能實現(xiàn)單一熱源與熱媒進行熱交換，若要實現(xiàn)多熱源與熱媒的熱交換，采用多個換熱器并聯(lián)的形式可以實現(xiàn)，但是這種并聯(lián)的形式，熱媒分多股分別從多個熱源取熱后混合，會導致高溫水的品質(zhì)損失，降低混合后熱媒的溫度。

所以怎樣才可以減少多熱源余熱回收系統(tǒng)的換熱器的使用個數(shù)，從而減少占地面積和投資等，以及怎樣根據(jù)工藝計劃的變化靈活地調(diào)節(jié)熱源的個數(shù)，怎樣降低與較高品位熱源進行換熱的熱媒水的品位損失，提高熱媒水的總出水溫度；成為有待本領域人員考慮解決的問題。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明所要解決的技術問題是：提供一種能替代多個換熱器并用的并且同時可根據(jù)熱源的個數(shù)、品位和流量調(diào)節(jié)熱源與熱媒之間的換熱效率的可實現(xiàn)多熱源余熱回收的換熱裝置。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用了如下的技術方案：

一種可實現(xiàn)多熱源余熱回收的換熱裝置，其特點在于：包括殼體、設置于殼體上端的多個熱源輸出流道、設置于殼體下端的多個熱源輸入流道以及連接于殼體內(nèi)的芯體，所述芯體的外壁與殼體的內(nèi)壁之間連接有多個隔板，所述隔板將殼體與芯體之間形成的空腔分隔成多個供熱媒通過的熱媒流道和多個與熱媒流道相間分布的供熱源通過的熱源流道，所述各個熱源流道的上端一一對應的與各個熱源輸出流道導通相連，各個熱源流道的下端一一對應的與各個熱源輸入流道導通相連，所述各個熱媒流道的上端和下端均與殼體上端的熱媒輸入口和殼體下端的熱媒輸出口導通相連。

本技術方案中，利用隔板將殼體與芯體之間形成的空腔分隔成多個熱媒流道和多個熱源流道，并且熱媒流道與熱源流道相間分布，熱源從設置在殼體下端的各個熱源輸入流道輸入，熱源經(jīng)各個熱源流道后從設置在殼體上端的各個熱源輸出流道輸出，熱媒從殼體上端的熱媒輸入口輸入，流經(jīng)各個熱媒流道后從熱媒輸出口流出，熱媒與熱源形成逆流實現(xiàn)換熱，當不同的熱源從各個熱源輸入口進入流經(jīng)各個熱源流道，彼此之間互不干涉，與熱媒完成熱交換后從各個熱源輸出口排出，本發(fā)明可實現(xiàn)單一熱媒同時與多個熱源進行換熱，熱源的數(shù)量可靈活調(diào)節(jié)，相當于同時將多個換熱器并聯(lián)使用，從而減少設備占地面積和投資等。

作為優(yōu)化，所述各個熱源輸出流道和各個熱源輸入流道均連接于殼體，并且相鄰的兩個熱源輸出流道之間以及相鄰的兩個熱源輸入流道之間均通過“t”形三通球閥或兩通球閥連接，并且“t”形三通球閥與兩通球閥相間的分布。

這樣，“t”形三通球閥和兩通球閥將相鄰的兩個熱源輸出流道以及相鄰的兩個熱源輸入流道導通相連，并且“t”形三通球閥和兩通球閥相間分布，“t”形三通球閥和兩通球閥能夠控制相鄰兩個流道之間的導通與斷開，“t”形三通球閥的另一個接口作為輸入或輸出口，通過控制“t”形三通球閥和兩通球閥的通斷的狀態(tài)使進入熱源輸入流道的熱源占不同的熱源流道數(shù)。故采用簡單的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了控制調(diào)節(jié)，以使各個熱源可以得到不同的換熱面積，從而達到調(diào)節(jié)熱源與熱媒之間的換熱面積的目的，并且各個熱源之間實現(xiàn)分開輸入或輸出，使得不同的熱源均能夠與熱媒進行獨立的換熱，提高換熱效率，其次，“t”形三通球閥還能控制輸入和輸出熱源的流量，達到調(diào)節(jié)熱源流道、熱源輸入流道以及熱源輸出流道內(nèi)部壓力的作用。

作為優(yōu)化，所述芯體為沿殼體中部豎向相貫設置的圓筒形結(jié)構(gòu)，在芯體的中部設置有一垂直于芯體軸線的石棉絕熱隔板將芯體分隔成與熱媒輸入口導通相連的熱媒靜壓箱和與熱媒輸出口導通相連的熱媒收集箱。

這樣，芯體為沿殼體中部豎向相貫設置的圓筒形結(jié)構(gòu)，在芯體的內(nèi)壁上連接有一石棉絕熱隔板將芯體分隔成熱媒靜壓箱和熱媒收集箱，熱媒靜壓箱與熱媒輸入口相連，熱媒收集箱與熱媒輸出口相連，熱媒輸入口輸入的熱媒先流入熱媒靜壓箱，熱媒在熱媒靜壓箱內(nèi)動壓減小、靜壓增大，之后熱媒再從熱媒靜壓箱流入熱媒流道，熱媒與熱源換熱后從熱媒流道流出，從熱媒流道流出的熱媒流入熱媒收集箱，之后熱媒再從熱媒輸出口流出，熱媒在輸入熱媒流道之前經(jīng)熱媒靜壓箱處理，流出熱媒流道的熱媒經(jīng)熱媒收集箱處理，可降低輸入與輸出端的壓差，并且可保證各進口水流的均勻性和穩(wěn)定性，避免水流的“短路”，提高熱交換效率。其次芯體整體豎向位于殼體中部位置，熱源流道和熱媒流道相間分布且連接于熱媒靜壓箱和熱媒收集箱的外壁上，中部為芯體，相間分布的熱源流道和熱媒流道將熱媒靜壓箱和熱媒收集箱包圍，外部為殼體，空間得到完全利用，結(jié)構(gòu)顯得更加緊湊，熱源和熱媒實現(xiàn)逆流，換熱效率更高。

作為優(yōu)化，所述熱媒靜壓箱與熱媒流道之間通過在熱媒靜壓箱上與熱媒流道相對的側(cè)壁上開孔實現(xiàn)導通相連，并且開孔位于熱媒靜壓箱的上端；熱媒收集箱與熱媒流道之間通過在熱媒收集箱上與熱媒流道相對的側(cè)壁上開孔實現(xiàn)導通相連，并且所述開孔位于熱媒收集箱的下端。

這樣，熱媒靜壓箱的上端開孔與熱媒流道導通相連，熱媒先流入熱媒靜壓箱后經(jīng)過減壓后再流入熱媒流道，可以使熱媒平緩的流入熱媒流道；熱媒收集箱的下端開孔與熱媒流道相連，熱媒流道流出的熱媒經(jīng)熱媒收集箱后從熱媒輸出口流出，使得輸入端與輸出端的熱媒壓差減小，提高熱交換效率，使得整個裝置的安全級別更高。

作為優(yōu)化，所述熱媒流道和熱源流道的內(nèi)部均單側(cè)懸空設置有連接于殼體的內(nèi)壁的第一流道擋板以及連接于內(nèi)管的外壁的第二流道擋板并且第一流道擋板與第二流道擋板相互交錯布置。

這樣，在熱媒流道和熱源流道的內(nèi)部設置第一擋板和第二擋板，第一擋板和第二擋板分別連接于殼體的內(nèi)壁以及芯體的外壁，并且第一擋板和第二擋板相間分布，熱媒流經(jīng)熱媒流道時以及熱源流經(jīng)熱源流道時所經(jīng)過的行程更大，可提高熱源與熱媒的熱交換時間，提高熱交換的效率。

作為優(yōu)化，所述熱源輸出流道和熱源輸入流道的縱向截面為矩形，所述熱源輸出流道與“t”形三通球閥之間、熱源輸出流道與兩通球閥之間、熱源輸入流道與“t”形三通球閥之間以及熱源輸入流道與兩通球閥之間均通過橡膠密封。

這樣，流道單元的截面為矩形，“t”形三通球閥和兩通球閥的連接口的截面為圓形，“t”形三通球閥與流道單元之間以及兩通球閥與流道單元之間采用橡膠進行密封，采用橡膠密封結(jié)構(gòu)更加簡單，能夠達到很好的密封效果，氣密性更好。

作為優(yōu)化，所述隔板為波紋鋼板。這樣，隔板的兩個側(cè)面的表面積增大，使得隔板的有效利用面積增大，熱媒流經(jīng)熱媒流道以及熱源流經(jīng)熱源流道時熱交換面積增大，可提高熱源與熱媒的熱交換效率。

作為優(yōu)化，所述各個熱源輸出流道和各個熱源輸入流道各自均貼合連接于殼體外周表面；所述各個“t”形三通球閥上相互對稱的兩個接口將相應的兩個熱源輸出流道或相應的兩個熱源輸入流道導通相連，并且“t”形三通球閥的另一個接口垂直于殼體向外側(cè)分布。這樣，“t”形三通球閥上相互對稱的兩個接口連接于相應的兩個熱源輸出流道和相應的兩個熱源輸入流道，“t”形三通球閥上的另一個接口垂直于殼體，使得各個熱源輸出流道和各個熱源輸入流道相連后所占用的空間最小，結(jié)構(gòu)更加緊湊，便于熱媒從“t”形三通球閥的另一垂直于殼體的接口輸入或輸出。

綜上所述，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、占用空間小，可實現(xiàn)同時對多個熱源進行熱交換，同時可根據(jù)熱源的品位和流量等調(diào)節(jié)熱源與熱媒之間的換熱面積，熱媒與不同熱源換熱后，熱媒的溫度保持一致，能夠保證不降低熱品位和無冷熱混合的熱損失；熱媒流道和熱源流道可實現(xiàn)反沖洗，可避免熱媒流道和熱源流道發(fā)生堵塞的情況；本發(fā)明裝置可橫放、正立、倒立，且不影響換熱效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例中的熱媒流道的剖視圖。

圖2為本發(fā)明實施例中的熱源流道的剖視圖；圖中省略了熱媒輸入口44和熱媒輸出口45。

圖3為本發(fā)明實施例中的熱源輸出流道的剖視圖。

圖4為本發(fā)明實施例中的熱源輸入流道的剖視圖。

附圖中箭頭表示流體流動方向。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細說明。

具體實施時：如圖1至圖4所示，一種可實現(xiàn)多熱源余熱回收的換熱裝置，包括殼體1、設置于殼體1上端的多個熱源輸出流道2、設置于殼體1下端的多個熱源輸入流道3以及連接于殼體1內(nèi)的芯體4，所述芯體4的外壁與殼體1的內(nèi)壁之間連接有多個隔板41，所述隔板41將殼體1與芯體4之間形成的空腔分隔成多個供熱媒通過的熱媒流道42和多個與熱媒流道42相間分布的供熱源通過的熱源流道43，所述各個熱源流道43的上端一一對應的與各個熱源輸出流道2導通相連，各個熱源流道43的下端一一對應的與各個熱源輸入流道3導通相連，所述各個熱媒流道42的上端和下端均與殼體1上端的熱媒輸入口44和殼體1下端的熱媒輸出口45導通相連。

本技術方案中，利用隔板將殼體與芯體之間形成的空腔分隔成多個熱媒流道和多個熱源流道，并且熱媒流道與熱源流道相間分布，熱源從設置在殼體下端的各個熱源輸入流道輸入，熱源經(jīng)各個熱源流道后從設置在殼體上端的各個熱源輸出流道輸出，熱媒從殼體上端的熱媒輸入口輸入，流經(jīng)各個熱媒流道后從熱媒輸出口流出，熱媒與熱源形成逆流實現(xiàn)換熱，當不同的熱源從各個熱源輸入口進入流經(jīng)各個熱源流道，彼此之間互不干涉，與熱媒完成熱交換后從各個熱源輸出口排出，本發(fā)明可實現(xiàn)單一熱媒同時與多個熱源進行換熱，熱源的數(shù)量可靈活調(diào)節(jié)，相當于同時將多個換熱器并聯(lián)使用，從而減少設備占地面積和投資等。

本具體實施方案中，如圖3和圖4所示，所述各個熱源輸出流道2和各個熱源輸入流道3均連接于殼體1，并且相鄰的兩個熱源輸出流道2之間以及相鄰的兩個熱源輸入流道3之間均通過“t”形三通球閥5或兩通球閥6連接，并且“t”形三通球閥5與兩通球閥6相間的分布。這樣，“t”形三通球閥和兩通球閥將相鄰的兩個熱源輸出流道以及相鄰的兩個熱源輸入流道導通相連，并且“t”形三通球閥和兩通球閥相間分布，“t”形三通球閥和兩通球閥能夠控制相鄰兩個流道之間的導通與斷開，“t”形三通球閥的另一個接口作為輸入或輸出口，通過控制“t”形三通球閥和兩通球閥的通斷的狀態(tài)使進入熱源輸入流道的熱源占不同的熱源流道數(shù)。故采用簡單的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了控制調(diào)節(jié)，以使各個熱源可以得到不同的換熱面積，從而達到調(diào)節(jié)熱源與熱媒之間的換熱面積的目的，并且各個熱源之間實現(xiàn)分開輸入或輸出，使得不同的熱源均能夠與熱媒進行獨立的換熱，提高換熱效率，其次，“t”形三通球閥還能控制輸入和輸出熱源的流量，達到調(diào)節(jié)熱源流道、熱源輸入流道以及熱源輸出流道內(nèi)部壓力的作用。當然具體實施時，相鄰的兩個熱源輸出流道和相鄰的兩個熱源輸入流之間可全部通過“t”形三通球閥連接，也可全部通過兩通球閥連接，再在各個熱源輸入流道和各個熱源輸出流道上對應的連接輸入管道和輸出管道，同樣屬于本裝置可實施的范圍。

本具體實施方案中，如圖1和圖2所示，所述芯體4為沿殼體中部豎向相貫設置的圓筒形結(jié)構(gòu)，在芯體4的中部設置有一垂直于芯體4軸線的石棉絕熱隔板46將芯體分隔成與熱媒輸入口44導通相連的熱媒靜壓箱47和與熱媒輸出口45導通相連的熱媒收集箱48。這樣，芯體為沿殼體中部豎向相貫設置的圓筒形結(jié)構(gòu)，在芯體的內(nèi)壁上連接有一石棉絕熱隔板將芯體分隔成熱媒靜壓箱和熱媒收集箱，熱媒靜壓箱與熱媒輸入口相連，熱媒收集箱與熱媒輸出口相連，熱媒輸入口輸入的熱媒先流入熱媒靜壓箱，熱媒在熱媒靜壓箱內(nèi)動壓減小、靜壓增大，之后熱媒再從熱媒靜壓箱流入熱媒流道，熱媒與熱源換熱后從熱媒流道流出，從熱媒流道流出的熱媒流入熱媒收集箱，之后熱媒再從熱媒輸出口流出，熱媒在輸入熱媒流道之前經(jīng)熱媒靜壓箱處理，流出熱媒流道的熱媒經(jīng)熱媒收集箱處理，可降低輸入與輸出端的壓差，并且可保證各進口水流的均勻性和穩(wěn)定性，避免水流的“短路”，提高熱交換效率。其次芯體整體豎向位于殼體中部位置，熱源流道和熱媒流道相間分布且連接于熱媒靜壓箱和熱媒收集箱的外壁上，中部為芯體，相間分布的熱源流道和熱媒流道將熱媒靜壓箱和熱媒收集箱包圍，外部為殼體，空間得到完全利用，結(jié)構(gòu)顯得更加緊湊，熱源和熱媒實現(xiàn)逆流，換熱效率更高。當然具體實施時，可將熱媒靜壓箱和熱媒收集箱單獨的做成箱體，對應的將熱媒靜壓箱放于殼體上部，將熱媒收集箱放于殼體下部，同樣屬于本裝置可實施的范圍。

本具體實施方案中，如圖1和圖2所示，所述熱媒靜壓箱47與熱媒流道42之間通過在熱媒靜壓箱47上與熱媒流道42相對的側(cè)壁上開孔實現(xiàn)導通相連，并且開孔位于熱媒靜壓箱46的上端；熱媒收集箱48與熱媒流道42之間通過在熱媒收集箱47上與熱媒流道42相對的側(cè)壁上開孔實現(xiàn)導通相連，并且所述開孔位于熱媒收集箱48的下端。這樣，熱媒靜壓箱的上端開孔與熱媒流道導通相連，熱媒先流入熱媒靜壓箱后經(jīng)過減壓后再流入熱媒流道，可以使熱媒平緩的流入熱媒流道；熱媒收集箱的下端開孔與熱媒流道相連，熱媒流道流出的熱媒經(jīng)熱媒收集箱后從熱媒輸出口流出，使得輸入端與輸出端的熱媒壓差減小，提高熱交換效率，使得整個裝置的安全級別更高。當然具體實施時，熱媒靜壓箱與熱媒流道之間以及熱媒流道與熱媒收集箱之間可以通過連接管道導通相連，同樣屬于本裝置可實施的范圍。

本具體實施方案中，如圖1和圖2所示，所述熱媒流道42和熱源流道43的內(nèi)部均單側(cè)懸空設置有連接于殼體1的內(nèi)壁的第一流道擋板49以及連接于芯體4的外壁的第二流道擋板50并且第一流道擋板48與第二流道擋板49相互交錯布置。連接于殼體長向最外側(cè)的兩個第一流道擋板之間的距離不小于熱媒流道的長度的三分之二。這樣，在熱媒流道和熱源流道的內(nèi)部設置第一擋板和第二擋板，第一擋板和第二擋板分別連接于殼體的內(nèi)壁以及芯體的外壁，并且第一擋板和第二擋板相間分布，熱媒流經(jīng)熱媒流道時以及熱源流經(jīng)熱源流道時所經(jīng)過的行程更大，可提高熱源與熱媒的熱交換時間，提高熱交換的效率。當然具體實施時，可以將第一流道擋板和第二流道擋板分別連接于相鄰的兩個隔板，同樣屬于本裝置可實施的范圍。

本具體實施方案中，如圖1和圖2所示，所述熱源輸出流道2和熱源輸入流道3的縱向截面為矩形，所述熱源輸出流道2與“t”形三通球閥5之間、熱源輸出流道2與兩通球閥6之間、熱源輸入流道3與“t”形三通球閥5之間以及熱源輸入流道3與兩通球閥6之間均通過橡膠密封。這樣，流道單元的截面為矩形，“t”形三通球閥和兩通球閥的連接口的截面為圓形，“t”形三通球閥與流道單元之間以及兩通球閥與流道單元之間采用橡膠進行密封，采用橡膠密封結(jié)構(gòu)更加簡單，能夠達到很好的密封效果，氣密性更好。當然具體實施時，熱源輸出流道和熱源輸入流道的縱截面可以為圓形，“t”形三通球閥與熱源輸出流道之間、“t”形三通球閥與熱源輸入流道之間、兩通球閥與熱源輸出流道之間以及兩通球閥與熱源輸入流道之間可通過管接頭連接，同樣屬于本裝置可實施的范圍。

本具體實施方案中，如圖1和圖2所示，所述隔板41為波紋鋼板。這樣，隔板的兩個側(cè)面的表面積增大，使得隔板的有效利用面積增大，熱媒流經(jīng)熱媒流道以及熱源流經(jīng)熱源流道時熱交換面積增大，可提高熱源與熱媒的熱交換效率。當然具體實施時，可使用普通的鋼板也可以沿著隔板的同一側(cè)在隔板上設置凸起或鼓包，同樣屬于本裝置可實施的范圍。

本具體實施方案中，如圖1、圖3和圖4所示，所述各個熱源輸出流道2和各個熱源輸入流道3各自均貼合連接于殼體1外周表面；所述各個“t”形三通球閥5上相互對稱的兩個接口將相應的兩個熱源輸出流道2和相應的兩個熱源輸入流道3導通相連，并且“t”形三通球閥5的另一個接口垂直于殼體1向外分布。這樣，“t”形三通球閥上相互對稱的兩個接口連接于相應的兩個熱源輸出流道和相應的兩個熱源輸入流道，“t”形三通球閥上的另一個接口垂直于殼體，使得各個熱源輸出流道和各個熱源輸入流道相連后所占用的空間最小，結(jié)構(gòu)更加緊湊，便于熱媒從“t”形三通球閥的另一垂直于殼體的接口輸入或輸出。當然具體實施時，“t”形三通球閥上相互對稱的兩個接口分別一一對應的連接于相鄰的兩個流道單元，所述“t”形三通球閥的另一個接口可以設置為與殼體呈任意角度，或者“t”形三通球閥上相互垂直的兩個連接扣連接于相鄰的兩個流道單元，“t”形三通球閥上另一個接口與殼體呈任意角度，同樣屬于本裝置可實施的范圍。