煙氣余熱驅(qū)動的熱管式蒸發(fā)器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種煙氣余熱驅(qū)動的熱管式蒸發(fā)器，包括重力熱管、密封平板、圓筒體、煙箱、制冷劑出口、制冷劑進口、煙氣導流筒和自動排污口，其特征在于，重力熱管的冷凝段外表面采用多孔結(jié)構(gòu)，并置于帶橢圓形封頭的圓筒體中；重力熱管的蒸發(fā)段外側(cè)加裝螺旋波紋翅片，并置于方形煙箱中；圓筒體和煙箱共用一塊方形密封平板，該平板還作為熱管蒸發(fā)段與冷凝段的中間隔板，每根熱管都穿過該隔板，并在隔板上呈正三角形布置，并與隔板用雙面焊連接。熱管技術(shù)和表面多孔結(jié)構(gòu)能大大提高蒸發(fā)器的傳熱效率，熱管蒸發(fā)段采用耐腐蝕材料ND鋼，避免了管腐蝕而造成的制冷劑泄漏，熱管冷凝段采用圓筒體提高了耐壓性能，煙箱進口處設導流筒使煙氣分布更均勻。
【專利說明】煙氣余熱驅(qū)動的熱管式蒸發(fā)器
【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及一種蒸發(fā)器，尤其涉及一種用于煙氣余熱驅(qū)動的熱管式蒸發(fā)器?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]鍋爐排放的煙氣及各種生產(chǎn)過程中排放的大量廢氣都具有一定余熱，直接排入大氣不僅污染環(huán)境而且浪費大量熱能，因此，氣體余熱回收利用是節(jié)能減排的重要途徑。
[0003]空氣源熱泵系統(tǒng)是以環(huán)境空氣為熱源，由蒸發(fā)器吸收空氣中的熱量，通過系統(tǒng)中的制冷劑攜帶熱量由壓縮機送至冷凝器，通過冷凝器散熱而實現(xiàn)供熱(氣或水)。但是，空氣源熱泵供熱時通常環(huán)境溫度較低，從而使空氣源熱泵系統(tǒng)的供熱效率大大降低。如果將鍋爐排放的煙氣及生產(chǎn)過程中排放的具有一定余熱的廢氣作為熱泵系統(tǒng)的熱源，必將顯著提高熱泵系統(tǒng)的供熱效率。但煙氣或廢氣的對流換熱系數(shù)較小，且一般具有腐蝕性，因此要將熱泵技術(shù)應用于氣體余熱回收領域，需要解決提高對流換熱系數(shù)和抗腐蝕兩個關(guān)鍵問題，與此對應的熱泵系統(tǒng)中需要解決蒸發(fā)器的強化傳熱和抗腐蝕問題。
[0004]目前市場上空氣源熱泵系統(tǒng)中的蒸發(fā)器主要采用管翅式，不但體積龐大，而且傳熱效率較低，抗腐蝕性能不足。熱管是一種高效的傳熱元件，目前已用于制造箱式熱管換熱器，用于回收煙氣余熱，但箱式熱管換熱器承壓能力較差，無法應用于熱泵系統(tǒng)中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種熱管式蒸發(fā)器，解決現(xiàn)有蒸發(fā)器存在的因腐蝕而導致制冷劑泄漏、換熱效率低、承壓能力差等技術(shù)問題。
[0006]本實用新型采用如下技術(shù)方案:一種煙氣余熱驅(qū)動的熱管式蒸發(fā)器，包括重力熱管4、密封平板3、圓筒體5、煙箱2、翅片1、制冷劑出口 6、制冷劑進口 7、煙氣導流筒8、支腿9和自動排污口 10，采用超導熱的重力熱管作為蒸發(fā)器的傳熱元件，重力熱管采用豎直布置，熱管的蒸發(fā)段位于下部、冷凝段位于上部；重力熱管的冷凝段外表面采用多孔結(jié)構(gòu)，并置于帶橢圓形封頭的圓筒體中；重力熱管的蒸發(fā)段外側(cè)加裝螺旋波紋翅片，并置于方形煙箱中，與高溫煙氣直接接觸進行對流換熱；圓筒體和煙箱共用一塊方形密封平板，該平板還作為熱管蒸發(fā)段與冷凝段的中間隔板，每根熱管都穿過該隔板，并在隔板上呈正三角形布置，并與隔板用雙面焊連接。在圓筒體內(nèi)即熱管冷凝段外側(cè)充入制冷劑，從而使圓筒體及熱管成為滿液式蒸發(fā)器，可承受較高壓力。熱管式蒸發(fā)器運行時，下部帶翅片的熱管蒸發(fā)段高效吸收煙氣余熱，通過熱管快速傳遞給上部冷凝段外的制冷劑，制冷劑發(fā)生蒸發(fā)帶走余熱，即可驅(qū)動熱泵系統(tǒng)正常供熱。
[0007]本實用新型采用上述技術(shù)方案后，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果:一是采用超導熱的重力熱管及冷凝段外表面采用多孔結(jié)構(gòu)，能大大提高蒸發(fā)器的傳熱效率，并提高熱泵系統(tǒng)的供熱效率；二是熱管的冷凝段外側(cè)采用圓筒體，提高了蒸發(fā)器的耐壓性能，實現(xiàn)了熱管技術(shù)與熱泵技術(shù)的完美結(jié)合；三是熱管的蒸發(fā)段采用耐腐蝕的材料ND鋼，解決了蒸發(fā)器的抗腐蝕問題；四是采用熱管技術(shù)，完全避免了制冷劑的泄漏以及可能造成的其他危害；五是煙箱入口處設置導流筒能將煙氣分散均勻，防止煙氣進入煙箱的流動過程中發(fā)生短路現(xiàn)象；六是煙箱底部增設有自動排污口，有利于煙氣冷凝水自動排出。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]附圖1是熱管式蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]附圖1標記，1-翅片；2_煙箱；3_密封平板；4_重力熱管；5_圓筒體；6_制冷劑出口 制冷劑進口 ；8_煙氣導流筒；9-支腿；10_自動排污口。
【具體實施方式】
[0010]首先將所有熱管的蒸發(fā)段裝上螺旋波紋翅片，先將一根熱管垂直穿過隔板(即密封平板)的中心孔，定位后采用雙面焊將熱管與隔板焊死；然后從隔板的中心向四周展開一層層地安裝熱管，且需要將內(nèi)層熱管與隔板兩面焊好后，再安裝和焊接外一層熱管；接著按照熱管冷凝段的總體尺寸制造圓筒體，同樣按照熱管蒸發(fā)段的總體尺寸制造煙箱；然后先將圓筒體與隔板焊接在一起，圓筒體試壓后保證密封良好的情況下，再把煙箱與隔板焊接在一起。圓筒體內(nèi)充入一定量的制冷劑，即成為煙氣余熱驅(qū)動的熱管式蒸發(fā)器。
[0011]熱管式蒸發(fā)器運行時，煙氣通過導流筒均勻進入煙箱，由帶翅片的熱管蒸發(fā)段吸收煙氣的顯熱及煙氣中水蒸氣冷凝所放出的潛熱，熱管內(nèi)的工質(zhì)吸熱后由液態(tài)變成氣態(tài)，上升到熱管冷凝段放熱，冷凝段將熱量傳給圓筒體內(nèi)的制冷劑，制冷劑由液體變成蒸汽。整個傳熱過程中，帶翅片熱管的吸熱效率較高，熱管導熱過程的熱阻幾乎可以忽略，制冷劑發(fā)生相變的過程對流換熱系數(shù)較大，因此，該熱管式蒸發(fā)器對提高熱泵系統(tǒng)的供熱性能具有顯著的促進作用。熱管蒸發(fā)段采用的ND鋼，材料耐腐蝕性能較好，熱管冷凝段采用圓筒體具有良好的耐壓性能。煙箱底面設置自動排污口，有利于煙氣冷凝水自動排出。
[0012]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種煙氣余熱驅(qū)動的熱管式蒸發(fā)器，包括重力熱管(4)、密封平板(3)、圓筒體(5)、煙箱(2)、翅片(I)、制冷劑出口(6)、制冷劑進口(7)、煙氣導流筒(8)、支腿(9)和自動排污口( 10)，其特征在于，重力熱管的冷凝段外表面采用多孔結(jié)構(gòu)，并置于帶橢圓形封頭的圓筒體中；重力熱管的蒸發(fā)段外側(cè)加裝螺旋波紋翅片，并置于方形煙箱中；圓筒體和煙箱共用一塊方形密封平板，該平板還作為熱管蒸發(fā)段與冷凝段的中間隔板，每根熱管都穿過該隔板，在隔板上呈正三角形布置，并與隔板用雙面焊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煙氣余熱驅(qū)動的熱管式蒸發(fā)器，其特征在于，所述熱管式蒸發(fā)器上部采用帶橢圓形封頭的圓筒體，圓筒體上安裝有制冷劑進口和制冷劑出口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煙氣余熱驅(qū)動的熱管式蒸發(fā)器，其特征在于，所述熱管式蒸發(fā)器下部為方形煙箱，煙箱進口處設置導流筒，煙箱內(nèi)為重力熱管的蒸發(fā)段，熱管外側(cè)裝有螺旋波紋翅片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煙氣余熱驅(qū)動的熱管式蒸發(fā)器，其特征在于，所述熱管式蒸發(fā)器的煙箱內(nèi)，熱管蒸發(fā)段采用耐腐蝕材料ND鋼。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煙氣余熱驅(qū)動的熱管式蒸發(fā)器，其特征在于，所述熱管式蒸發(fā)器采用熱管作為傳熱元件，熱管的冷凝段外表面采用多孔結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煙氣余熱驅(qū)動的熱管式蒸發(fā)器，其特征在于，所述熱管式蒸發(fā)器的煙箱底面為錐形，并在底面中部設置自動排污口。
【文檔編號】F25B39/02GK203687456SQ201320836915
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月18日
【發(fā)明者】吳金星, 許克, 李亞飛, 張燦燦, 栗俊芬, 彭旭, 賀敏, 李國立, 劉雙喜, 劉青鋒, 馮新展, 田新穩(wěn) 申請人:鄭州大學, 河南力威熱能設備制造有限公司