[实用新型]一种空气电加热装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电加热装置，特别涉及一种用电加热空气、空气量大、温升高、空气加热质量要求高的电加热装置。

背景技术

现有技术中，热空气广泛应用于助燃、干燥、加热以及取暖和保温等生产工艺乃至生活的各个场合。例如在整体煤气化IGCC和燃气蒸汽联合循环发电技术中，一般采用富氧作为气化剂和氧化剂，生产富氧的空气分离系统中，分子筛的吸附器再生的关键就是空气加热；再比如电厂锅炉前置式暖风器，化工、粮食加工、制药等行业的物料烘干过程，空调取暖以及汽车制造过程的涂装工艺等等都需要大量的热空气。空气的高效快速加热具有明显的节能效果。

目前，国内一般采用的空气加热装置如图1，2所示，冷空气用风机1送入，用裸露的电热元件2或加保护套管3的电热元件与常压空气进行对流换热。这种方法存在的问题是：电热元件的表面散热功率小，电热元件表面温度高，在空气中长期加热，造成氧化皮脱落，对空气的清洁度有影响；另一方面，电热元件高温时机械强度低，易变形倒塌，电热体材料加热后合金晶粒涨大，脆性增加，经不起冲击和弯曲，因而难以维修。当加热中低温空气时，电热体材料必须采用镍铬合金；当加热高温空气时，必须采用高牌号的镍铬合金等贵金属，或者碳化硅等非金属材料。受电热元件的表面散热功率的限制，当需要空气量大，加热温度高时，电热体材料用量大，电加热装置结构尺寸大，加热装置自身对环境散热多，导致电热效率低。

另一种方案则是国外引进的产品，其结构如图3，4所示。电加热管7既是电阻电热体，又作为空气流通的通道，多个电加热管两端串联或并联联接，接成符合加热功率要求的电阻，各相加热功率引线从下端引出。上下两个管板6固定多个电加热管，支撑板8是防止电加热管受热变形，电加热管与管板和支撑板靠绝缘磁套隔离，电加热管、管板和支撑板组成加热装置的芯体。芯体外套一个内筒5，内筒结构下部为圆筒，上部为锥形筒。冷空气采用压缩空气，沿外筒4和内筒之间的通道由上向下流动，冷却内外筒壁，再从电加热管内由下向上流出并被加热至要求的温度。该装置的优点是：结构紧凑；温升快，瞬间可从常温加热至600多度；加热空气量大，热效率高。通过对该装置的分析与研究，认为其技术关键：一是冷空气增压；二是相关特定的电热体结构即：流动的通道就是电热体本身。从一般的传热理论可以得出：当空气的压力足够高时，其物性参数以及流动的边界层厚度等都将发生明显变化，使得对流换热得以强化；当压力足够大时，空气中三原子气体水蒸汽和二氧化碳的分压力增大，辐射换热的影响也将明显增大。还有其特定的电热体结构即：通道式电热体，大大增加了对流和辐射换热面积。以上原因都强化了电热体和空气的换热，使被加热空气和电热体温差大大降低，改善了电热体使用的环境，提高了电热体使用寿命，但也存在以下不足和缺陷：

为了保证电热体足够大的阻值，电加热管必须有一定的长度，因此该装置是一个细长形结构，当加热空气温升高时，电加热管两端壁温温差大，上端壁温高，必须选用满足高温端要求的电热体合金钢管，对于下端则浪费材料；另一个不足是：外筒壁除冷风进口处外，其它地方表面温度整体偏高，而且各地方表面温度不均匀，下部温度最高，增加了散热，降低了效率，外壁需要保温。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足和缺陷，提供一种空气电加热装置，以期解决电加热管两端温差大，外筒壁表面温度整体偏高以及表面温度不均匀等问题，同时使得结构更加紧凑，改善电加热管的使用环境，降低电加热管成本，并进一步提高热效率。

本实用新型的目的是通过如下技术方案实现的：

一种空气电加热装置，包括外筒、内筒、设置在内筒中的加热芯体以及设置在外筒壁上的进气口；所述的加热芯体包括多根电加热管7，以及用于固定电加热管的管板6，所述的多根电加热管两端串联或并联联接，其特征在于：所述的进气口沿高度方向至少采用三个，冷空气与外筒内壁相切进入；在所述内筒5的上端和下端分别设有上端环向进口12和下端环向出口13。

本实用新型的技术特征还在于：在所述的内筒中设置环向折流板10和中心折流板11。并在所述的每个进气口的管路上设有气体流量调节阀14。