[发明专利]一种汇分结合的小温差换热器及调控方法

说明书

本发明公开了一种汇分结合的小温差换热器，包括逆向流动用于换热的冷介质通道和热介质通道，所述冷介质通道上和所述热介质通道上均设置有多个汇分节点，多个所述汇分节点将所述冷介质通道以及所述热介质通道划分为等数量的换热段，在每一个所述汇分节点上设置有供热介质或冷介质流入/流出以实现流量调控的汇(分)流口；还提供了该汇分结合的小温差换热器的调控方法；本发明根据冷热换热介质的热物理性质，将换热过程划分为若干换热段，通过调节换热器内不同换热段内的冷热换热介质流量比例，在全换热过程中实现更优的换热温度匹配，提高换热性能和能源利用水平，同时实现热能的梯级利用。

技术领域

本发明涉及间壁式换热器及高效换热技术领域，具体涉及一种汇分结合的小温差换热器及调控方法。

背景技术

换热过程普遍存在于工业生产和日常生活中，如工艺过程、空调、供暖系统、余热回收等领域。提高换热器性能有助于提升能源的利用水平。换热器性能主要体现在换热器的传热系数、紧凑化程度、换热充分度等几个方面。从换热充分度方面来看，换热的目的即用一种高温介质与一种低温介质换热，并使这种低温介质达到尽量高的温度，或使这种高温介质达到尽量低的温度。一般而言，在传统的间壁式换热器中，当冷热两种换热介质的焓值或定压比热容随其温度的变化规律不同时，两种换热介质间的换热温差在整个换热过程中难以保持不变，从而出现有的位置换热温差很大，有的位置换热温差很小，其中最小换热温差出现的位置称为窄点，该处的温差称为窄点温差。正由于窄点的存在，在换热器内不可避免较大换热温差，在窄点温差相同的情况下，造成整个换热过程的损失高于均匀换热温差的换热过程，也将进一步影响到应用该换热器的热力系统，不利于能源利用水平的提升。

(CN202470876U)公开了一种可调节水流量的换热器，在换热器内部设置有水流开关，水流开关由调节阀和内管组成，水流开关可以对进入换热器内部的总水流量进行调节，通过此方法保证换热器内部两种换热介质的充分换热，从而提高换热器的换热效率。(EP2554804A2)公开了一种有中间储罐的热电储能系统及方法，包括热力循环系统和储罐系统，利用跨临界热力循环进行电能的存储与释放。该系统中，在气体换热器内部设置分流器，通过控制储热介质的质量流量来减小循环工质与储热介质之间的平均换热温差，从而提高换热器效率，以达到提高储能往返效率的目的。上述两种方式在一定程度上优化了换热过程，但仅涉及单种介质的输入控制，换热过程仍然具有进一步优化的空间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种汇分结合的小温差换热器及调控方法，通过调节换热器设计部位冷热介质的质量流量以解决现有技术中冷热介质间换热温差大的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

一种汇分结合的小温差换热器，包括逆向流动用于换热的冷介质通道和热介质通道，所述冷介质通道上和所述热介质通道上均设置有多个汇分节点，多个所述汇分节点将所述冷介质通道以及所述热介质通道划分为等数量的换热段，在每一个所述汇分节点上设置有供热介质或冷介质流入/流出以实现流量调控的汇(分)流口。

作为本发明的一种优选方案，所述小温差换热器的冷热介质流量比例的调控方式包括：

调节所述冷介质通道的冷介质流量；

调节所述热介质通道的热介质流量；

交换所述冷介质通道和所述热介质通道的流道

作为本发明的一种优选方案，所述小温差换热器包括用于形成所述热介质通道的内管以及用于形成所述冷介质通道的外管，所述内管为由多个直管和弯管交替连接形成的U型结构，所述外管包括套设在所述直管外部的套管以及用于连接相邻的两个所述直管的导通管，用于调控所述冷介质流量的所述汇(分)流口设置于所述导通管上。