本發(fā)明涉及一種工業(yè)廢熱水冷卻及回收利用的轉(zhuǎn)輪換熱裝置，屬于工業(yè)低品位能源利用領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

節(jié)能和能源的高效利用是換熱領(lǐng)域發(fā)展的主題。熱管技術(shù)在低品位能源的有效利用、余熱廢熱回收、環(huán)保與節(jié)能和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性等方面具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)，為能源的綜合利用、社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展做出了一定的貢獻(xiàn)，具有廣闊的發(fā)展空間和市場(chǎng)前景。

熱管是一種導(dǎo)溫系數(shù)極高的高效被動(dòng)傳熱元件。熱管利用管內(nèi)相變材料在發(fā)生相變過程的時(shí)候吸收和放出熱量及毛細(xì)作用的原理，使得它本身的熱傳遞效率要比同樣大小同等材料的純銅要高出幾百倍到數(shù)千倍。因此，熱管在工業(yè)換熱領(lǐng)域具有較強(qiáng)的應(yīng)用前景。近幾年對(duì)熱管換熱及低品位能源制冷的研究取得了很大的進(jìn)展，針對(duì)熱管換熱及低品位能源制冷實(shí)際應(yīng)用也有相關(guān)的技術(shù)涌現(xiàn)。如專利cn201220678988.3提出的間壁式顯熱交換熱管型機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)，專利cn201610755377.7提出的一種季節(jié)自適應(yīng)分體式新風(fēng)排風(fēng)熱回收裝置。這些技術(shù)雖然都提出了利用熱管高效換熱特點(diǎn)來達(dá)到節(jié)能和制熱或冷卻的作用。但這些系統(tǒng)中的熱管都是靜止的，管內(nèi)工作液體需要依靠壓力差和毛細(xì)力的作用流動(dòng)，流動(dòng)速度很慢。這也是熱管應(yīng)用中普遍存在的問題，其熱管蒸發(fā)段和熱管冷凝段的位置都是固定的，在冷凝段的工作液體需要依靠毛細(xì)力回到蒸發(fā)段而后換熱，換熱速度慢。如果能直接將冷凝段內(nèi)被冷卻液化的介質(zhì)加熱，冷凝段便可直接起到蒸發(fā)段的作用，從而大大增加熱管的換熱效率。

本發(fā)明提出了一種外加轉(zhuǎn)輪的旋轉(zhuǎn)式換熱裝置，主動(dòng)地將熱管冷凝段與熱管蒸發(fā)段在低品位冷源和被冷卻流體之間轉(zhuǎn)換，省去了管內(nèi)工作液體單純依靠壓力差和毛細(xì)力的作用流動(dòng)所用的時(shí)間，提高了冷熱源之間的熱交換效率。將該裝置應(yīng)用至工廠供暖系統(tǒng)中，可有效回收供暖系統(tǒng)廢水中的熱量，且處理完成的冷廢水可實(shí)現(xiàn)車間或表面的噴淋冷卻功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供了一種工業(yè)廢熱水冷卻及回收利用的轉(zhuǎn)輪換熱裝置。

該系統(tǒng)主要由過濾裝置(1)、第一截止閥(2)、轉(zhuǎn)輪換熱裝置(3)、熱管(4)、第二截止閥(5)、噴淋裝置(6)、泵(7)、流量調(diào)節(jié)閥(8)、第三截止閥(9)、流量計(jì)(10)、電動(dòng)機(jī)(11)、第四截止閥(12)、供暖機(jī)組(13)、熱管蒸發(fā)段(14)、熱管冷凝段(15)、轉(zhuǎn)輪(16)組成。

其中泵(7)的出口與流量調(diào)節(jié)閥(8)的入口相連，流量調(diào)節(jié)閥(8)的出口與第三截止閥(9)的入口相連，第三截止閥(9)的出口與流量計(jì)(10)的入口相連、流量計(jì)(10)的出口與轉(zhuǎn)輪換熱裝置(3)的熱管冷凝段(15)的入口相連，轉(zhuǎn)輪換熱裝置(3)的熱管冷凝段(15)的出口與第四截止閥(12)的入口相連，第四截止閥(12)的出口與供暖機(jī)組(13)的入口相連，供暖機(jī)組(13)的出口與過濾裝置(1)的入口相連，過濾裝置(1)的出口與第一截止閥(2)的入口相連，第一截止閥(2)的出口與轉(zhuǎn)輪換熱裝置(3)的熱管蒸發(fā)段(14)的入口相連，轉(zhuǎn)輪換熱裝置(3)的熱管蒸發(fā)段(14)的出口與第二截止閥(5)的入口相連，第二截止閥(5)的出口與噴淋裝置(6)的入口相連。

流入供暖機(jī)組的流體(自來水)由泵(7)提供動(dòng)力通過流量調(diào)節(jié)閥(8)及第三截止閥(9)和流量計(jì)(10)，并且根據(jù)流量計(jì)(10)的讀數(shù)調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥(8)達(dá)到不同流量工況調(diào)節(jié)，隨后通過轉(zhuǎn)輪換熱裝置(3)的熱管冷凝段(15)，吸收熱量提高液體的溫度，隨后在通過第四截止閥(12)流入供暖機(jī)組(13)。

從供暖機(jī)組(13)流出高溫流體通過過濾裝置(1)，過濾液體中的雜質(zhì)，然后通過第一截止閥(2)流入轉(zhuǎn)輪換熱裝置(3)的熱管蒸發(fā)段(14)，放出熱量降低液體溫度成為低溫流體，隨后通過第二截止閥(5)流進(jìn)噴淋裝置(6)對(duì)工廠內(nèi)需對(duì)高溫環(huán)境或高溫物體表面進(jìn)行噴淋的區(qū)域噴淋。

熱管(4)豎直放置在轉(zhuǎn)輪換熱裝置(3)內(nèi)部，熱管(4)彼此之間平行放置并且可隨轉(zhuǎn)輪換熱裝置(3)一同旋轉(zhuǎn)。

轉(zhuǎn)輪換熱裝置由轉(zhuǎn)輪(16)和熱管(4)組成，熱管(4)分為熱管蒸發(fā)段(14)和熱管冷凝段(15)。轉(zhuǎn)輪(16)的作用在于將熱管蒸發(fā)段(14)和熱管冷凝段(15)相互交替，熱管蒸發(fā)段(14)和熱管冷凝段(15)交替的過程中可以實(shí)現(xiàn)雙向的傳熱，既可以上到下，也可以下到上。當(dāng)熱管蒸發(fā)段(14)與第一截止閥(2)相通時(shí)，第一截止閥(2)流出熱水，熱水與熱管蒸發(fā)段(14)換熱，熱管蒸發(fā)段(14)中的相變材料汽化吸熱流入熱管冷凝段(15)中，熱管冷凝段(15)在下方與泵(7)抽入的冷水換熱，熱管冷凝段(15)中的相變材料放熱液化。此時(shí)隨著轉(zhuǎn)輪(16)的旋轉(zhuǎn)，熱管冷凝段(15)轉(zhuǎn)到熱管蒸發(fā)段(14)的位置，變?yōu)闊峁苷舭l(fā)段(14)，如此循環(huán)。

轉(zhuǎn)輪換熱裝置(3)的中軸與電動(dòng)機(jī)(11)相連，可根據(jù)不同的流量工況調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速來達(dá)到最高的換熱效率。

泵(7)為離心式泵，在供水源提供的水壓不能滿足系統(tǒng)運(yùn)行的條件時(shí)，可以提高供水水壓及流量保證系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。

根據(jù)流量計(jì)(10)的不同數(shù)值顯示調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥(8)，進(jìn)行多種流量工況的供水。

過濾裝置(1)可根據(jù)回收用水的不同用途采用不同形式的濾芯來達(dá)到不同程度的過濾效率。

附圖說明

附圖1為本發(fā)明的原理圖。

附圖1中的標(biāo)號(hào)名稱：1.過濾裝置、2.第一截止閥、3.轉(zhuǎn)輪換熱裝置、4.熱管、5.第二截止閥、6.噴淋裝置、7.泵、8.流量調(diào)節(jié)閥、9.第三截止閥、10.流量計(jì)、11.電動(dòng)機(jī)、12.第四截止閥、13.供暖機(jī)組。

附圖2為轉(zhuǎn)輪換熱裝置，其中圖2-1為轉(zhuǎn)輪俯視示意圖，圖2-2為轉(zhuǎn)輪正視示意圖。

附圖2中的標(biāo)號(hào)名稱：14.熱管蒸發(fā)段、15.熱管冷凝段、16.轉(zhuǎn)輪。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，一種工業(yè)廢熱水冷卻及回收利用的轉(zhuǎn)輪換熱裝置，主要包括：過濾裝置1、第一截止閥2、轉(zhuǎn)輪換熱裝置3、熱管4、第二截止閥5、噴淋裝置6、水泵7、流量調(diào)節(jié)閥8、第三截止閥9、流量計(jì)10、電動(dòng)機(jī)11、第四截止閥12、供暖機(jī)組13。

轉(zhuǎn)輪換熱裝置如圖2所示，主要包括：熱管蒸發(fā)段14、熱管冷凝段15、轉(zhuǎn)輪16。

具體工作過程如下：流入供暖機(jī)組的流體(自來水)由泵7提供動(dòng)力通過流量調(diào)節(jié)閥8及第三截止閥9和流量計(jì)10，并且根據(jù)流量計(jì)10的讀數(shù)調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥8達(dá)到不同流量工況調(diào)節(jié)，隨后通過轉(zhuǎn)輪換熱裝置3的熱管冷凝段15，吸收熱量提高液體的溫度，隨后在通過第四截止閥12流入供暖機(jī)組13。

從供暖機(jī)組13流出高溫流體通過過濾裝置1，過濾液體中的雜質(zhì)，然后通過第一截止閥2流入轉(zhuǎn)輪換熱裝置3的熱管蒸發(fā)段14，放出熱量降低液體溫度成為低溫流體，隨后通過第二截止閥5流進(jìn)噴淋裝置6對(duì)工廠內(nèi)所需的高溫環(huán)境或高溫物體表面進(jìn)行噴淋的區(qū)域噴淋。

對(duì)于上述的轉(zhuǎn)輪換熱裝置由轉(zhuǎn)輪16和熱管4組成，熱管4分為熱管蒸發(fā)段14和熱管冷凝段15。轉(zhuǎn)輪16的作用是將熱管蒸發(fā)段14和熱管冷凝段15相互交替。在熱管蒸發(fā)段14和熱管冷凝段15交替的過程中可以實(shí)現(xiàn)雙向的傳熱，既可以上到下，也可以下到上。當(dāng)熱管蒸發(fā)段14與第一截止閥2相通時(shí)，第一截止閥2流出熱水，熱水與熱管蒸發(fā)段14換熱，被冷卻的熱水流入第二截止閥5隨后流入噴淋裝置6，在此過程中熱管蒸發(fā)段14中的相變材料汽化吸熱，熱管蒸發(fā)段14壓力升高，在壓力差作用下流入熱管冷凝段15中。熱管冷凝段15在下方與泵7抽入的冷水換熱，被加熱的冷水通過第四截止閥12流入供暖機(jī)組13，熱管冷凝段15中的相變材料放出熱量液化。此時(shí)隨著轉(zhuǎn)輪16的旋轉(zhuǎn)，熱管冷凝段15轉(zhuǎn)到熱管蒸發(fā)段14的位置，變?yōu)闊峁苷舭l(fā)段14，如此循環(huán)。與此同時(shí)轉(zhuǎn)輪換熱裝置3的中軸與電動(dòng)機(jī)11相連，可根據(jù)不同的流量工況調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速來達(dá)到最高的換熱效率。

系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)被冷卻回收利用對(duì)象是供暖末端多余的廢水(工業(yè)廢水或生活廢水)，供暖系統(tǒng)入口流入的可以是自來水或其他潔凈冷水。

本系統(tǒng)可變換參數(shù)為轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速、供暖機(jī)組供水流量、冷水流量。實(shí)際運(yùn)行時(shí)可根據(jù)需要在熱管蒸發(fā)段14及熱管冷凝段15兩側(cè)管內(nèi)布置溫度傳感器，根據(jù)溫度控制的要求改變轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速、冷端和熱端的供水流量。

本系統(tǒng)為多個(gè)領(lǐng)域提供一種高效的低品位冷源回收循環(huán)設(shè)備，適用于任何需要利用回收低品位熱量和用水冷卻的領(lǐng)域，如使用供暖末端回水、生活廢水回收熱量后輸送至待冷卻區(qū)域如高溫車間噴淋、鋼鐵冶金表面冷卻等。