[发明专利]基于热管和翅片管的低位能回收用高效组合式换热装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种热量回收装置，尤其是一种可广泛应用于各种废热回收、工业生产中热量交换的高效换热装置，具体地说是一种基于热管和翅片管的低位能回收用高效组合式换热装置。

背景技术

目前，节能降耗已经成为各行各业重要的发展目标，通过技术节能已经成为研究的重点，也是行之有效的手段。换热设备在节能中具有十分广泛的用途，成为技术节能的突破点。

换热器是工业传热过程中必不可少的设备，几乎一切工业领域都有应用。随着科学技术和工业的发展，要求换热设备更加紧凑，轻巧，高效并小型化。传统的列管式换热器和板式换热器单一品种已很难满足气相和液相并存的工况的上述要求。因此人们不断在探求新型的高效换热器，热管和翅片换热器是当前作为气液相并存换热研究的比较多，效率高，性能好的新型换热器。

热管是一种高效的强化传热元件。其工作原理首先是在1942年由美国人高格勒提出，但是当时并未引起人们的注意。1964年，因为航天技术的需要，美国人格罗弗发明了这种新型的传热元件。从70年代开始，热管已从实验室研究迅速地转向实用阶段，目前已广泛被应用于航天器的温度控制、电子器件的冷却和各种能量回收系统中作为主要的换热元件。同时热管还是一种热气机传热系统理想的元器件。

翅片管与光管相比，在消耗金属材料相同的情况下具有更大的表面积，从直观看属于第一次强化传热，但实质上换热面积增大的同时带来了传热系数的提高，达到二次强化传热的目的。其特点就是能有效增加传热面积和增大传热系数，并且比较容易制造和保证操作的稳定性。翅片管的应用范围也非常广泛，除了在冷冻机、空冷器、热管设备等大量使用外，作为管壳式换热器中的换热管也很普遍，尤其在石化行业应用前景广泛，使用效果比较理想。

安装有上述两种热管的换热器存在的普遍问题是体积大，热损高，因此如果将现有的两种换热管进行结合使用，不仅可在石油化工及各种传热热量回收装置中进行使用，而且具有结构紧凑，占地面积小，在传热量相当的条件下，所占空间仅为管壳式换热器的1/2～1/3，在相同的传热系数条件下，阻力损失可控制在管壳式换热器的1/3范围内，同时因为结构紧凑和体积小，换热器的外表面积很小，因而热损失也小。在相同传热量的前提下，可使得设备投资、基建投资、动力消耗等费用大大降低，特别是当需要采用昂贵的材料时，由于效率高和翅片板材薄，设备更经济，在化工领域中将有极大的用途。

据申请人所知，目前尚未见到有将这两种换热管结合使用的相关报道。

发明内容

本发明的目的是针对目前的换热器大多单独采用热管或翅片管而存在体积大，热损高，投资成本大的问题，设计一种能充分发挥各自换热特点的低阻力、高效率的新型气液相并存的基于热管和翅片管的低位能回收用高效组合式换热装置。

本发明的技术方案是：

一种基于热管和翅片管的低位能回收用高效组合式换热装置，包括安装有热管12的热管式换热器13和安装有翅片管9的翅片式换热器14，其特征是所述的热管式换热器13通过隔板15分为热管下部腔体7和热管上部腔体8，热管12的蒸发段位于所述的热管下部腔体7中，热管12的冷凝段穿过所述隔板15后位于所述的热管上部腔体8中；热管下部腔体7的一端设有热载体进口1另一端与翅片式换热器14的一端相通，翅片式换热器14的另一端设有热载体出口2；所述翅片管9的进口端伸出翅片式换热器14外与冷载体入口3相通，翅片管9的出口端通过管道10与热管上部腔体8相通，热管式换热器13的上部设有使经管道10流入的冷载体流出的冷载体出口4。

所述的翅片式换热器14中安装有一层以上的呈波浪形布置的翅片管层，每层相邻的翅片管9之间通过连接弯头15连接成一个整体。

所述的翅片式换热器14的下部连接有气液分离管道11。

在所述的热管上部腔体8中，热管12的上部安装有辅助热源16。

所述的辅助热源16为通有热水、蒸汽或导热油的管道，所述管道的换热部分位于热管式换热器13中，管道的补充介质进口5和补充介质出口6均伸出热管式换热器13外。

所述的辅助热源16为电加热管或电加热器。

所述的热管12呈三角形立式安装在热管式换热器中。

所述的热管12为带有翅片的热管。

本发明的有益效果：