專利名稱：均勻換熱節(jié)能器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及廢熱回收技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種均勻換熱節(jié)能器。
技術(shù)背景工業(yè)設(shè)備中有許多需要排出廢熱的裝置，如鍋爐就需要從排煙通道排出溫 度較高的煙氣。這種廢熱中帶有較多的熱能，為回收利用這些廢熱，現(xiàn)有的節(jié) 能裝置如省煤器等具有如下的共同點(diǎn)1、安裝在廢熱通道上。2、內(nèi)部設(shè)有換 熱水管路。當(dāng)廢熱的載體如鍋爐煙氣等流經(jīng)節(jié)能裝置時(shí)，將換熱水管路中的水 加熱，從而可以供給用熱單元的需要。這些節(jié)能裝置的換熱進(jìn)水皆流經(jīng)單一的 換熱水管路，即換熱水流經(jīng)的路徑是唯一的。隨著換熱水的流動(dòng)，換熱水與廢 熱載體間不斷進(jìn)行熱交換，使換熱水的溫度升高；靠近換熱水管路進(jìn)水口的換 熱水溫度較低，靠近換熱水管路出水口的換熱水溫度較高，這也造成各處熱交 換的效率也不一樣。不能實(shí)現(xiàn)均勻換熱，從整體上降低了熱交換的效率，限制 了現(xiàn)有節(jié)能裝置的節(jié)能效果。另外，現(xiàn)有的節(jié)能裝置中換熱水的壓力均高于用 熱單元如鍋爐等的內(nèi)部壓力，以便能夠向用熱單元供水。壓力較高給節(jié)能裝置 帶來了安全隱患。最后，鍋爐煙氣排煙溫度控制不當(dāng)，造成鍋爐排煙溫度過低， 在沒有設(shè)置鍋爐引風(fēng)機(jī)的鍋爐系統(tǒng)中，又不利于鍋爐尾部煙氣排放，甚至影響 鍋爐運(yùn)行。在一般的鍋爐設(shè)計(jì)中，為保障鍋爐尾部煙氣排放、避免冷凝水產(chǎn)生， 鍋爐尾部煙氣排煙溫度往往設(shè)定的比較高，攜帶大量的熱能，造成能源浪費(fèi)， 污染環(huán)境。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種均勻換熱節(jié)能器，能夠?qū)崿F(xiàn)均勻換 熱，提高節(jié)能器回收廢熱的利用效率。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的均勻換熱節(jié)能器包括殼體和位于殼體內(nèi)的換 熱盤管組，殼體包括煙道入口和煙道出口，所述換熱盤管組包括上下兩個(gè)水平 布置的換熱盤管，不同換熱盤管的進(jìn)水口位于殼體同-一側(cè)的不同端部且其出水口位于殼體另一側(cè)各自進(jìn)水口的對(duì)角端部。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，在所述換熱盤管進(jìn)水口一側(cè)的殼體豎直方向設(shè)有 "U"型進(jìn)水集箱，和"U"型進(jìn)水集箱相對(duì)的殼體另一側(cè)設(shè)有"U"型出水集 箱；所述換熱盤管組有多組，各換熱盤管組的換熱盤管在縱向上水平交替設(shè)置 且在橫向上交錯(cuò)設(shè)置。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，該均勻換熱節(jié)能器還包括有自動(dòng)控制系統(tǒng)，自 動(dòng)控制系統(tǒng)包括電氣控制執(zhí)行裝置、設(shè)在排煙口的溫度傳感器、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥， 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥設(shè)在與換熱水出水口相連通的管路上，電氣控制執(zhí)行裝置與溫度傳 感器和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥控制連接。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，該均勻換熱節(jié)能器的各進(jìn)水管及換熱盤管均為常壓設(shè)備。作為木發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，與殼體相連橫向設(shè)置有進(jìn)煙通道，該均勻換熱節(jié)能器還包括有排水裝置，排水裝置包括擋水凸起、"u"形液封器和與擋水凸起相配套的排水槽，進(jìn)煙通道的上部固定連接擋水凸起，排水槽位于擋水凸起下方進(jìn)煙通道的底部；排水槽的槽底與"U"形液封器的進(jìn)水端相連通。采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，同一換熱盤管的進(jìn)、出水U對(duì)角設(shè)置，該換熱盤管將 覆蓋均勻換熱節(jié)能器的整個(gè)截面，延長(zhǎng)了換熱盤管的管程、增加了換熱水在盤 管中的流動(dòng)時(shí)間，從而使通過節(jié)能器的煙氣與每一換熱盤管充分換熱。煙氣在 通過換熱盤管組下方的盤管時(shí)，靠近盤管進(jìn)水口一側(cè)的煙氣與溫度較低的換熱 水進(jìn)行熱交換，其溫度降低較多，靠近盤管出水口一側(cè)的煙氣與溫度較高的換 熱水進(jìn)行熱交換，其溫度降低較少。煙氣接著通過換熱盤管組上方的盤管，通 過上一盤管時(shí)溫度降低較多的一側(cè)煙氣此時(shí)則與靠近盤管出水口的換熱水進(jìn)行 熱交換，其溫度降低較少；通過上一盤管時(shí)溫度降低較少的一側(cè)煙氣此時(shí)則與 靠近盤管進(jìn)水口的換熱水進(jìn)行熱交換，其溫度降低較多。這樣，縱向不同位置 處的煙氣，在經(jīng)過換熱盤管組的兩只換熱盤管后其溫降基本相同，因此更好地 實(shí)現(xiàn)了均勻換熱，提高了整體換熱效率。換熱盤管組有多組，各換熱盤管組的換熱盤管在縱向上水平交替設(shè)置且在 橫向上交錯(cuò)設(shè)置，使得煙道內(nèi)煙氣流經(jīng)上下交錯(cuò)排列的換熱盤管時(shí)，煙氣擾動(dòng)， 呈"S"形流出，增加煙氣在節(jié)能器內(nèi)的滯留時(shí)間，均勻和換熱盤管組進(jìn)行換熱，進(jìn)一步防止了本發(fā)明的節(jié)能器排出煙氣一側(cè)和另一側(cè)的冷熱不均勻，延長(zhǎng)了煙 氣與換熱水的換熱時(shí)間，使煙氣與換熱水更充分地?fù)Q熱。自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)置在保證了排煙溫度基本恒定的同時(shí)無須手動(dòng)操作，使 用十分方便，不會(huì)出現(xiàn)排煙溫度過高帶來的能量浪費(fèi)現(xiàn)象，也避免了排煙溫度 過低造成的冷凝水過多的現(xiàn)象。該均勻換熱節(jié)能器的各進(jìn)水管及換熱盤管均為常壓設(shè)備，可以在不影響使 用的同時(shí)避免高壓造成的安全隱患。在需要將換熱水供給壓力用熱單元時(shí)，可 以通過增壓水泵將換熱水出水增壓后送到壓力用熱單元。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的換熱盤管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的煙氣在売體內(nèi)縱向流動(dòng)的截面示意圖；圖4是本發(fā)明的擋水凸起第二種設(shè)置方式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明的擋水凸起第三種設(shè)置方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1至圖3所示，木發(fā)明的均勻換熱節(jié)能器包括殼體8、冷凝水排水裝置 l(冷凝水排放裝置1包括條形擋水凸起ld、與擋水凸起ld相配套的排水槽lc、 排水閥lb、 "U"形液封器la和排水管le)、進(jìn)煙通道2和設(shè)置在殼體8內(nèi)的換 熱水系統(tǒng)，殼體8底端設(shè)有進(jìn)口擴(kuò)容煙道6，殼體8上端設(shè)有出口收縮煙道10， 出口收縮煙道10固定連接有出口收縮煙道法蘭11。進(jìn)煙通道2橫向設(shè)置且其一 端與殼體8底端的進(jìn)口擴(kuò)容煙道6通過擴(kuò)容法蘭5固定連通，進(jìn)煙通道2與殼 體8連通的一端高于其另一端。殼體8底端還設(shè)有換熱進(jìn)水口 30，殼體上端還 設(shè)有換熱出水口 31。換熱進(jìn)水口 30、換熱出水口 31分別連通有"U"型進(jìn)水集箱7和"U"型出水集箱14。外置的動(dòng)力水泵23通過節(jié)能器進(jìn)水管22與換熱 水進(jìn)水口 30相連通，節(jié)能器進(jìn)水管22上設(shè)有閥門3。節(jié)能器出水管19與換熱 水出水口 31相連通，在節(jié)能器出水管19上設(shè)有出水閥18、排氣閥16和安全閥 15。如圖l、圖2和圖3所示，換熱水系統(tǒng)包括換熱盤管組9a、 9b，與換熱水 進(jìn)水口 30相連通的"U"型進(jìn)水集箱7，與換熱水出水口 31相連通的"U"型 出水集箱14。 "U"型進(jìn)水集箱7包括有縱向設(shè)置的盤管進(jìn)水管7a、 7b， "U"型 出水集箱14包括縱向設(shè)置的盤管出水管14a、 14b。其中，換熱盤管組9a、 9b 均包括有上下兩個(gè)水平設(shè)置的換熱盤管。盤管第一進(jìn)水管7a縱向設(shè)置在殼體8 一側(cè)的前端，盤管第一出水管14a相應(yīng)地縱向設(shè)置在殼體8另一側(cè)的后端，盤 管第一進(jìn)水管7a通過換熱盤管組9a、 9b中的下方盤管與盤管第一出水管14a 相連通，所述換熱盤管組9a、 9b沿殼體8縱向均勻設(shè)置。盤管第一進(jìn)水管7a 同側(cè)的后端還設(shè)有與進(jìn)水口 30相連通的盤管第二進(jìn)水管7b，第一出水管14a同 側(cè)的前端還設(shè)有與出水口 31相連通的盤管第二出水管14b，盤管第一進(jìn)水管7a 通過換熱盤管組9a、 9b中的下方盤管與盤管第一出水管14a相連通，盤管第二 進(jìn)水管7b通過換熱盤管組9a、 9b中的上方盤管與盤管第二出水管14b相連通。 如圖1和圖2所示，換熱盤管組9a、 9b各自的組成盤管在縱向上交替水平設(shè)置 且在橫向上交錯(cuò)設(shè)置。采用這種形式的換熱水系統(tǒng)，換熱水在殼體內(nèi)對(duì)角進(jìn)出、 換熱盤管組9a、 9b都為多回程設(shè)置且在縱向、橫向上交替、交錯(cuò)排列，延長(zhǎng)了 換熱盤管的管程、增加了換熱水在盤管中的流動(dòng)時(shí)間，使換熱水和煙氣之間均 勻充分換熱，防止本發(fā)明的均勻換熱節(jié)能器排出煙氣一側(cè)和另一側(cè)的冷熱不均 勻，防止了殼體內(nèi)不同部位間換熱不均勻的現(xiàn)象。如圖1所示，煙氣依次流經(jīng) 進(jìn)煙通道2、進(jìn)口擴(kuò)容煙道6、殼體8、收縮煙道IO，煙氣流經(jīng)殼體8時(shí)擴(kuò)容， 煙氣流速下降，增加煙氣在節(jié)能器內(nèi)的滯留時(shí)間，和換熱盤管組進(jìn)行充分換熱； 如圖3所示，煙道內(nèi)煙氣流經(jīng)上下交錯(cuò)排列的換熱盤管組時(shí)，煙氣擾動(dòng)，呈"S" 形流出，這也增加了煙氣在節(jié)能器內(nèi)的滯留時(shí)間，和換熱盤管組進(jìn)行充分換熱。當(dāng)然，如圖3所示，換熱盤管組可以根據(jù)需要設(shè)置有多組。如圖1所示，冷凝水排水裝置包括擋水凸起ld、與擋水凸起ld相配套的排水槽lc、排水閥lb、 "U"形液封器la和排水管le。進(jìn)煙通道2進(jìn)口端橫向 布置段的上煙道面為平面，該平面上沿其截面邊線固定連接擋水凸起ld，擋水 凸起ld外緣截面小于其根部截面；排水槽lc位于擋水凸起ld遠(yuǎn)離殼體8的一 側(cè)且其槽口開口在進(jìn)煙通道2的底部最低處；排水槽lc的槽底與"U"形液封 器la的進(jìn)水端相連通，"U"形液封器la的出水端與排水管le相連通，排水管 le上設(shè)有排水閥lb。其中，"U"形液封器la出水端一側(cè)的管路為伸縮管，也 可為柔性軟管，這樣就可以根據(jù)需要調(diào)整"U"形液封器la出水端相對(duì)于其進(jìn) 水端的高度。利用煙道內(nèi)壓力與CD段液柱壓力之和等于大氣壓力與AB段液柱 壓力之和的原理， 一旦CD段液柱升高時(shí)，煙道內(nèi)壓力與CD段液柱壓力之和大 于大氣壓力與AB段液柱壓力之和，冷凝水自動(dòng)從冷凝水排放閥門lb排出，始 終保持"U"型冷凝水排放液封器la充滿冷凝水，保證排煙的密閉性。所述擋 水凸起的設(shè)置方式可以有三種l.如圖1所不在進(jìn)煙通道頂部沿截面方面向下延 伸設(shè)置；2.如圖4所示進(jìn)煙通道上部坡度轉(zhuǎn)折并在坡度轉(zhuǎn)折處沿進(jìn)煙通道頂部截 面形成尖角在下的擋水凸起。3.如圖5所示進(jìn)煙通道上部坡度轉(zhuǎn)折并在坡度轉(zhuǎn) 折處沿進(jìn)煙通道頂部截面形成凸圓弧面在下的擋水凸起。如圖1所示該均勻換熱節(jié)能器還包括有自動(dòng)控制系統(tǒng)，自動(dòng)控制系統(tǒng)包括 電氣控制執(zhí)行裝置13、設(shè)在出口收縮煙道10上的溫度傳感器12、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥 17，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥17設(shè)在節(jié)能器出水管19上。電氣控制執(zhí)行裝置13通過信號(hào)線 路接收溫度傳感器12的溫度信號(hào)并將該溫度與設(shè)定的溫度值進(jìn)行比較，并根據(jù) 兩個(gè)溫度的差值控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥l'7的開啟度，使煙氣出口溫度始終維持在設(shè)定 的煙氣出口溫度范圍之內(nèi)。本發(fā)明的均勻換熱節(jié)能器安裝在鍋爐尾部高溫排煙煙道上，與煙道法蘭21 對(duì)接，煙道法蘭21、煙道2、進(jìn)口擴(kuò)容煙道法蘭5、進(jìn)口擴(kuò)容煙道6、殼體8、 出口收縮煙道l()、出口收縮煙道法蘭ll依次相連，組成本發(fā)明的均勻換熱節(jié)能7器的排煙系統(tǒng)。本均勻換熱節(jié)能器的各部件均采用耐腐蝕材料。節(jié)能器的各進(jìn)出水管及各 換熱盤管組均為常壓設(shè)備，因此可以在不影響使用的同時(shí)避免高壓造成的安全 隱患。在需要將換熱水供給壓力用熱單元時(shí)，可以通過增壓水泵將換熱水出水 增壓后送到壓力用熱單元。使用時(shí)，動(dòng)力水泵23做動(dòng)力，常溫水通過進(jìn)水管22，經(jīng)進(jìn)水閥門3進(jìn)入節(jié)能器后，分別進(jìn)入盤管進(jìn)水管7a和盤管進(jìn)水管7b，再分 別經(jīng)過換熱盤管組9a和9b并與高溫?zé)煔獬浞謸Q熱后進(jìn)入盤管出水管14a、 ]4b， 匯集到"U"型出水集箱的出水口 31，通過電動(dòng)調(diào)節(jié)閥17調(diào)節(jié)水量，經(jīng)出水閥 門18和出水管19流出，供應(yīng)用熱單元?？拷?U"型進(jìn)水集箱7側(cè)的進(jìn)水管22 上裝有排污闊4，檢修時(shí)便于放掉節(jié)能器的管程水；本發(fā)明的節(jié)能器進(jìn)水管22 和出水管19間連接一旁通管道，安裝有旁通閥門20，在本發(fā)明的節(jié)能器出現(xiàn)異 常情況時(shí)，關(guān)閉進(jìn)水閥門3和出水閥門18，水路系統(tǒng)通過旁通閥門20，可以臨 時(shí)保證用熱單元用水。本節(jié)能器的"U"型出水集箱14出口端安裝有安全閥15、 排氣閥16，當(dāng)水路系統(tǒng)壓力超過安全閥15設(shè)定壓力時(shí)，安全閥15自動(dòng)打開卸 壓，可以確保本發(fā)明的節(jié)能器水路系統(tǒng)壓力不超過設(shè)定壓力，保證本發(fā)明的節(jié) 能器安全運(yùn)行。本發(fā)明的節(jié)能器的水路系統(tǒng)管程水積氣或水溫過高發(fā)生汽化現(xiàn) 象時(shí)，可以通過排氣閥16自動(dòng)排放，確保水路系統(tǒng)進(jìn)、出水流暢，防止氣堵和 水擊的發(fā)生。當(dāng)然，本發(fā)明包括但不限于本實(shí)施例，如進(jìn)口擴(kuò)容煙道法蘭5、進(jìn)口擴(kuò)容煙 道6、出口收縮煙道IO、出口收縮煙道法蘭ll，在方便運(yùn)輸安裝、不影響工藝 的情況下，可根據(jù)實(shí)際改變形狀和相對(duì)位置；本發(fā)明的均勻換熱節(jié)能器可以如 圖1所示縱向連接在煙道上，也可以水平連接在煙道上。殼體8擴(kuò)容容積和煙 氣過流面積結(jié)合鍋爐尾部高溫排煙情況進(jìn)行核算核定，根據(jù)不同的情況采用不 同的數(shù)值。另外，本均勻換熱節(jié)能器也可安裝在鍋爐排煙通道之外的其他廢熱 載體的通道上。上述變換均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。凡是在本發(fā)明基礎(chǔ)上 進(jìn)一步改進(jìn)的方案，均視為是本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.均勻換熱節(jié)能器，包括殼體和位于殼體內(nèi)的換熱盤管組，殼體包括煙道入口和煙道出口，其特征在于所述換熱盤管組包括上下兩個(gè)水平布置的換熱盤管，不同換熱盤管的進(jìn)水口位于殼體同一側(cè)的不同端部且其出水口位于殼體另一側(cè)各自進(jìn)水口的對(duì)角端部。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的均勻換熱節(jié)能器，其特征在于在所述換熱盤管 進(jìn)水口一側(cè)的殼體豎直方向設(shè)有"U"型進(jìn)水集箱，和"U"型進(jìn)水集箱相對(duì)的 殼體另一側(cè)設(shè)有"U"型出水集箱；所述換熱盤管組有多組，各換熱盤管組的換 熱盤管在縱向上水平交替設(shè)置且在橫向上交錯(cuò)設(shè)置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述的均勻換熱節(jié)能器，其特征在于該均勻換熱 節(jié)能器還包括有自動(dòng)控制系統(tǒng)，自動(dòng)控制系統(tǒng)包括電氣控制執(zhí)行裝置、設(shè)在排 煙口的溫度傳感器、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥設(shè)在與換熱水出水口相連通的管 路上，電氣控制執(zhí)行裝置與溫度傳感器和電動(dòng)調(diào)節(jié)闊控制連接。
4. 根據(jù)權(quán)利耍求3所述的均勻換熱節(jié)能器，其特征在于該均勻換熱節(jié)能器 的各進(jìn)水管及換熱盤管均為常壓設(shè)備。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的均勻換熱節(jié)能器，其特征在于與殼體相連橫向設(shè) 置有迸煙通道，該均勻換熱節(jié)能器還包括有排水裝置，排水裝置包括擋水凸起、"U"形液封器和與擋水凸起相配套的排水槽，進(jìn)煙通道的上部設(shè)有擋水凸起， 排水槽位于擋水凸起下方進(jìn)煙通道的底部；排水槽的槽底與"U"形液封器的進(jìn) 水端相連通。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種均勻換熱節(jié)能器，包括殼體和位于殼體內(nèi)的換熱盤管組，殼體包括煙道入口和煙道出口，所述換熱盤管組包括上下兩個(gè)水平布置的換熱盤管，不同換熱盤管的進(jìn)水口位于殼體同一側(cè)的不同端部且其出水口位于殼體另一側(cè)各自進(jìn)水口的對(duì)角端部。這種設(shè)置能夠?qū)崿F(xiàn)均勻換熱，提高節(jié)能器回收廢熱的效率，從而增加經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)F28D1/04GK101324406SQ200810140940
公開日2008年12月17日 申請(qǐng)日期2008年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月6日
發(fā)明者樂 卓, 卓永冰 申請(qǐng)人:卓永冰