專利名稱：相向雙流熱能交換回收技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及節(jié)能領(lǐng)域，是一種熱能交換回收技術(shù)。利用該技術(shù)可將含熱液體(例如廢棄熱水)、含熱氣體(例如廢棄熱氣)中的熱能幾近全部交換回收，循環(huán)使用，達到節(jié)能目的。
背景技術(shù)：
目前含熱液體(例如廢棄熱水)、含熱氣體(例如廢棄熱氣)中的熱能隨水、隨氣流失，是能源浪費。有些地方雖進行了再利用，但使用范圍有限，且不具有熱能回收意義。

發(fā)明內(nèi)容
為了使普遍存在的含熱液體(例如廢棄熱水)、含熱氣體(例如廢棄熱氣)中的熱能簡便易行地得到回收，本發(fā)明提供一種熱能回收方法，其熱能回收率可達最高值。
本發(fā)明的技術(shù)方案(以對廢棄熱水熱能的交換回收為例)是(1)自然流速式1、在一內(nèi)直徑為47毫米，管壁厚度為5毫米的不易傳熱的高強度的塑鋼大圓管內(nèi)置7根等長度、等口徑、等間距傳熱性強的不銹鋼小圓管(注傳熱性強的耐腐蝕的圓形、矩形金屬管均可)做為散熱管道(1小圓管在大圓管中心部分，即與大圓管為同心圓，其余6根小圓管均勻分布在大圓管所余空間位置)。每根散熱管(小圓管，下同)內(nèi)直徑為12毫米，管壁厚度為0.5毫米，各散熱管間用厚度為0.5毫
米傳熱性強的不銹鋼片(注傳熱性強的耐腐蝕的金屬片均可)連接(既起支撐架
作用，又增強了散熱效果)。散熱管道與大圓管等長，長度為3000米。散熱管道為廢棄熱水流管道，大圓管內(nèi)所余空間為冷水(自來水)通道。大圓管外敷保溫層。大圓管道盤狀螺旋成豎立圓柱體豎立。圓柱體外加敷保溫層。2、散熱管道上端入口設廢棄熱水進口，下端出口為廢水流出口；大圓管下端設(冷)自來水進口、上端為(已熱)自來水出口。廢棄水出口和自來水進口處均安裝流量計和控制閘閥。(2)控制流速式1、在一內(nèi)直徑為152毫米，管壁厚度為IO毫米的不易傳熱的高強度的塑鋼大圓內(nèi)置95根等長度、等口徑、等間距傳熱性強的不銹鋼小圓管(注-傳熱性強的耐腐蝕的圓形、矩形金屬管均可)做為散熱管道(1小圓管在大圓管中心部分，即與大圓管為同心圓，其余94根小圓管均勻分布在大圓管所余空間位置)。每根散熱管(小圓管，下同)內(nèi)直徑為IO毫米，管壁厚度為1毫米，長度與大圓管等長，均為10米。散熱管兩端固定在對應孔位上。散熱管道為廢棄熱水流管道，大圓管所余空間為冷水(自來水)通道。大圓管外敷保溫層。大圓管道豎立。2、散熱管道上端入口設廢棄熱水進口，下端出口為廢水流出口；大圓管下端設(冷)自來水進口，上端為(已熱)自來水出口。廢棄水出口和自來水進口處均安裝流量計和控制閘閥。
上述各類數(shù)據(jù)僅是本發(fā)明構(gòu)思技術(shù)方案的個案，或者說一種參數(shù)，尤其是管道長度，要實現(xiàn)本發(fā)明熱能回收率可達最高值的目標，既可以在廢棄熱水在散熱管道里自然水流速度狀態(tài)下用適宜的管道長度(技術(shù)方案中的硬件機械長度)來實現(xiàn)(自然流速式)，也可以在管道長度短于要求長度時，用人為調(diào)控水流速度使熱、冷水在管道內(nèi)有適宜的熱傳導交換時間(技術(shù)方案中的軟件操作方法)來實現(xiàn)(控制流速式)；即便是技術(shù)方案中的硬件機械(管道)長度，也因從廢棄熱水的溫度到自來水自然水溫之間的溫差的不同、單根散熱管的粗細程度即同一大圓管內(nèi)置散熱管根數(shù)的多少、散熱管壁的厚薄、自然水流速度(在不同水壓、不同粗細散熱管以及不同材質(zhì)的散熱管中自然水流速度是不同的)、以及散熱管材質(zhì)的散熱性能等諸種因素的差異有所不同，甚至懸殊甚大。因此做為"方法"，其技術(shù)方案(以對廢棄熱水中熱能的交換回收為例)的一般表述是1、在一不易傳熱的塑鋼大圓管內(nèi)置若干根等長度、等口徑、等間距的傳熱性強的不銹鋼小圓管(注傳熱性強的耐腐蝕的圓形、矩形金屬管均可)做為散熱管道，散熱管(小圓管，下同)間用傳熱性強的不銹鋼片(注傳熱性強的耐腐蝕的金屬片均可)連接(既起支撐架作用又能加強了散熱效果)。散熱管道全部小圓管橫截內(nèi)圓總面積與大圓管剩余橫截面積相等(或近于相等)。散熱管道與大圓管長度相等。散熱管道是廢棄熱水流通道，大圓管所余空間為冷水(自來水)通道。大圓管口徑依據(jù)廢棄熱水流量制定、長度(指廢棄熱水在散熱管內(nèi)在自然下流速度狀態(tài)下熱、冷水在管道里熱傳導交換后獲得熱能回收率最高值時的長度即技術(shù)方案中的硬件機械長度)以達到預期效果(廢棄熱水經(jīng)散熱管散熱后流出時的溫度與此時自來水進入大圓管時的自然水溫相同；自來水流經(jīng)管道沿途吸熱到達出水口流出時的溫度與此時廢棄熱水進口處的廢棄熱水溫度相同)為適宜長度。該長度可用簡單實驗獲得按技術(shù)方案要求裝置一高于預估所需長度的管道，在管道上每間隔一些距離將溫度顯示裝置值入管道中的自來水中，當溫度顯示與廢棄熱水進入口處的廢棄熱水溫度相同時，該處的管道長度即為適宜長度。應當指出，本發(fā)明的技術(shù)方案包括硬件機械裝置和軟件操作方法兩部分，它們是相輔相成的。即使硬件機械(管道)長度未達到所需長度，也可以用軟件操作方法即調(diào)節(jié)控制閘閥人為減緩管道內(nèi)水流速度使熱、冷水在管道內(nèi)有適宜的熱傳導交換時間來達到熱能回收率最高值的目標。即便就硬件機械裝置而言，管道長度也因從廢棄熱水的溫度到自來水自然水溫之間的溫差的不同、單根散熱管的粗細程度即同一大圓管內(nèi)散熱管根數(shù)的多少、散熱管壁的厚度、自然水流速度(在不同水壓、不同粗細散熱管以及不同材質(zhì)散熱管中廢棄熱水的水流速度是不同的)、以及散熱管材質(zhì)的散熱性能等諸種因素的差異而有所不同，甚至懸殊巨大。因此這里沒有給出管道長度的具體結(jié)論性數(shù)據(jù)，而只給出獲得適宜長度的"方法"。大圓管外敷保溫層。大圓管道豎立，管道較長時，可以盤狀螺旋成豎立圓柱體。圓柱體外加敷保溫層。2、散熱管道上端入口設廢棄熱水進口、下端出口為廢水流出口；大圓管下端設(冷)自來水進口、上端為(已熱)自來水出口。廢棄水出口和冷自來水進口處均安裝流量計和控制閘閥。
(1) 當管道長度符合要求長度時廢棄熱水由散熱管上端廢棄熱水進口進入，自然向下流動，并不停將熱量通過散熱管道傳導給大圓管中的自來水，自身溫度不斷下降，最后由底部出口流出時，水溫與自來水進入口的自來水自然水溫相同；冷自來水由大圓管下端的冷水進口進入，在自來水壓力下向上流動，沿途不停吸收散熱管傳導來的熱量，溫度不斷上升。調(diào)節(jié)自來水控制閘閥使自來水流速與向下流動的廢棄熱水流速相同，自來水最后由上端出口流出時，水溫已與此時廢棄熱水進口處的廢棄熱水溫度相同。將此回收熱水送入保溫貯水罐備用或直接使用。
(2) 當管道長度短于所需要求長度時廢棄熱水由散熱管上端熱水進口進入，自然向下流動，并不停將熱量通過管壁傳導給大圓管中的自來水，自身溫度不斷下降，調(diào)節(jié)廢棄熱水控制閘闊減緩廢棄熱水流速，延長其在散熱管道中的散熱時間，使其最后由底部出口流出時，水溫與此時自來水進入口的自來水自然水溫相同；冷自來水由大圓管下端的冷自來水進口進入，在自來水壓力下向上流動，沿途不停吸收散熱管傳導來的熱量，溫度不斷上升，調(diào)節(jié)自來水控制閘閥，使自來水水流速度與向下流動的廢棄熱水流速相同，自來水最后由上端出水口流出時，水溫已與此時廢棄熱水進入口的廢棄熱水溫度相同。將此回收熱水送入保溫貯水罐備用或直接使用。
本發(fā)明的有益效果是1、熱、冷水在高度保溫的管道內(nèi)以同等流速、同等流量相同流動，不停交換熱量均衡溫度，只要管道長度適宜，或者使水流速度適宜，使熱、冷水在管道內(nèi)有適宜的熱傳導交換時間，理論上可以認為，進入管道中的廢棄熱水的熱能可以全部交換回收到大圓管的自來水中。裝置簡單，回收熱水與廢棄水等量(或接近等量)，節(jié)水又便于實際使用。2、回收的熱水熱能利用后，可以再回收，再利用，無限循環(huán)(理論上可以這么認為)。
只要在前述裝置(注裝置材質(zhì)應因不同氣體、不同液體而異，以耐腐蝕、耐高溫、耐高壓為度)的大圓管上端出口處和下端進口處安裝氣壓調(diào)控器；散熱管下端出口連接另置的排氣囪(注囪高以廢氣通暢排出和對環(huán)境影響最小為宜)即可對含熱氣體中的熱能進行交換回收(詳見實施例3)
具體實施例方式
實施例1:凡是有廢棄熱水排放的地方，均可采取本發(fā)明所提供的技術(shù)進行熱能回收將管道安裝在廢棄熱水排放口下方，使散熱管上端進水口低于熱水排放水位，以便廢棄熱水能自動流進散熱管(注意使散熱管內(nèi)充滿流動水，忽使空氣雜物摻雜進入)；接通管道下端冷水進口的自來水。(1)當管道長度符合要求長度(廢棄熱水經(jīng)散熱管散熱后流出時的水溫與此時自來水進入大圓管時的自然水溫相同；冷自來水流經(jīng)管道沿途吸熱到達出水口流出時的溫度與此時廢棄熱水進口處的廢棄熱水溫度相同)，調(diào)節(jié)自來水入水口閘閥按照廢棄熱水流量制定相等自來水流量。自來水流經(jīng)管道沿途吸熱最后由上端流出成熱水后，或直接使用，或送入保溫貯水罐備用。(2)當管道長度不達所需長度即廢棄熱水從散熱管道下端出口流出時的溫度高于此時自來水進入口的自來水自然水溫，應調(diào)節(jié)廢棄水出口閘閥，減緩廢棄熱水在散熱管道內(nèi)的流速，延長熱、冷水在管道內(nèi)的熱傳導交換時間，使廢棄熱水經(jīng)散熱管道散熱后流出時的水溫與此時自來水進入大圓管時的自然水溫相同；調(diào)節(jié)自來水入水口閘閥按照廢棄水流量制定相等自來水流量。自來水流經(jīng)管道沿途吸熱最后由上端出口流出成熱水后，或直接使用，或送入保溫貯水罐備用。
實施例2:對醬油、飲料等液體進行加溫滅菌作業(yè)，再將其中熱能進行回收在前述技術(shù)方案裝置基礎上，再置一液體加熱器(加熱器應能自動顯示液體溫度，并在設定的溫度范圍自動運行當液體溫度低于設定溫度時自動進行加熱；當液體溫度高于設定溫度時自動停止加熱)，將其液體進口與大圓管道上端已熱液體出口
(已熱自來水出口，下同)連通；其液體出口與散熱管道上端達標溫度液體進口 (廢棄熱水進口，下同)連通，使液體在大圓管道一液體加熱器一散熱管道間封閉流動。整座裝置安放在需加溫液體貯罐水位下端一定距離，以便有足夠壓力使液體能在管道里自然通暢流動為宜。將需加溫液體由高處注入連通大圓管道下端冷液體進口
(冷自來水進口)的管道，該液體進入大圓管自然向上流動，從大圓管上端出口流出又進入連通的加熱器，經(jīng)加熱器自動進行加熱(此時液體溫度顯然低于加熱器設定溫度，故加熱器自動開啟工作)升溫至滅菌所需溫度(事先已設定加熱溫度)后自然流進散熱管道上端達標溫度液體進口，在散熱管中向下流動過程中被散熱管將其熱能傳導交換給大圓管中需加溫液體，自身溫度不斷下降，最后由下端出口流出時己成自然溫度下的制成品；同時，需加溫的冷液體連續(xù)不斷進入大圓管，在向上流動過程中沿途不斷吸收散熱管傳導來的熱量，溫度持續(xù)上升，最后流至大圓管上端出口時，液體溫度己與要求溫度(加熱器所設定溫度)相同。這里要指出，理論上如此說，但實踐上盡管大圓管道有高度保溫措施，但總是有一些熱量損耗的，因此當流出的液體溫度低于要求溫度，該液體流經(jīng)加熱器時會被自動加熱升溫至所需溫度，以確保滅菌效果。該達標液體流出加熱器接著.流進散熱管道，將自身高溫熱能經(jīng)散熱管傳導給大圓管中需加溫液體，最后從散熱管道下端出口流出成制成品。如此，熱能交換回收循環(huán)不斷?；静僮鲄⒁妼嵤├?。
實施例3:對含熱氣體(以廢棄熱氣為例)中熱能的交換回收將管道安裝在廢棄熱氣排放口上方，以散熱管下端出氣口高于廢棄熱氣產(chǎn)生位置為宜。(1)以水為熱介質(zhì)將廢棄熱氣通入散熱管上端進口，把自來水從管道下端進口接入。熱氣經(jīng)散熱管將熱能傳導交換到自來水中，若進入散熱管的廢棄熱氣溫度等于或小于rocrc，調(diào)節(jié)自來水流量，使自來水在上端出口流出時的溫度與此時進入散熱管上端進口的廢棄熱氣溫度相同。.流出的熱水直接使用或送入保溫貯水罐備用。若進入
散熱管的廢棄熱氣溫度大于IO(TC， 1、適當加大自來水流量，以便獲得10(TC熱水使用。2、應節(jié)制自來水流量，使水在管道內(nèi)沸騰成蒸氣，并調(diào)節(jié)氣壓控制閥，以
溫度(蒸氣出口處的溫度與此時從散熱管進口進入時的廢棄熱氣溫度相同)定氣壓，
獲得的高溫氣體隨意使用。(2)以氣體為熱介質(zhì)將廢棄熱氣從散熱管上端進口通
入，冷氣體從大圓管道下端進口送入，調(diào)節(jié)氣壓控制器，以管道上端出口處流出的氣體溫度與此時進入散熱管進口處的廢棄熱氣溫度相同定氣壓，通過熱、冷氣流在相向流動過程中傳導交換熱量，獲得與進入散熱管進口時的廢棄熱氣相同溫度的同質(zhì)或異質(zhì)熱氣體循環(huán)使用。同質(zhì)熱介質(zhì)氣體可調(diào)控使其同氣壓、同流速、同流量，以便獲得與廢棄熱氣等量的熱氣體，便于使用。.
權(quán)利要求
相向雙流熱能交換回收技術(shù)，在一保溫的滿足要求長度的不易傳熱的大圓管內(nèi)裝置若干等間距、等口徑、與大圓管等長的傳熱性強的小圓管做為散熱管道，其特征是散熱管道全部小圓管橫截內(nèi)圓總面積與保溫大圓管內(nèi)剩余橫截面積相等(或近于相等)，大圓管道豎立，使熱、冷液體(或熱、冷氣體)在管道里以同等流速(注；非同質(zhì)熱介質(zhì)不一定要求)、同等流量(注非同質(zhì)熱介質(zhì)不一定要求)相向流動——含熱液體(或含熱氣體)在散熱管道中由上部向下部流動；冷液體(或冷氣體)在保溫管道中從下部向上部流動，利用相向流動過程中存在的梯級溫差的傳導，從而使熱能逐級傳導交換，最終達到最大熱能交換、回收的效果。
全文摘要
相向雙流熱能交換回收技術(shù)，一種把含熱液體(或含熱氣體)中的熱能幾近完全交換回收的技術(shù)方法。它利用熱、冷液體(或熱、冷氣體，或熱氣體、冷液體，或熱液體、冷氣體)在管道里相向流動過程中，逐級溫差的傳導交換，最終將含熱液體(或含熱氣體)中的熱能幾近完全交換回收，循環(huán)利用，達到節(jié)能目的。
文檔編號F28D7/10GK101532790SQ20081014619
公開日2009年9月16日 申請日期2007年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月13日
發(fā)明者朱守新 申請人:朱守新