一種冷熱分流的多管程節(jié)能蓄熱器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]
本發(fā)明涉及傳熱及節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種冷熱分流的多管程節(jié)能蓄熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著能源危機(jī)及環(huán)境污染的加劇，節(jié)約能源已越來越引起人們的重視，各種節(jié)能技術(shù)已被人們廣泛使用。蓄熱器作為一種節(jié)能設(shè)備，可以儲存熱量，靈活地利用熱量，同時具有性能好，可靠性高，儲熱密度大和幾乎恒定的換熱溫度等優(yōu)勢，傳統(tǒng)的蓄熱器在結(jié)構(gòu)上沒有進(jìn)行細(xì)致研究，導(dǎo)致蓄熱量不大，低流量物料換熱效率不高，不能對物料溫度進(jìn)行控制，而且蓄熱器在結(jié)構(gòu)上沒有將冷熱流體分開，不能解決物料污染的問題，為了解決上述問題，提出一種冷熱分流的多管程節(jié)能蓄熱器，通過冷熱分流的方法，可以實(shí)現(xiàn)廢酸等難以直接換熱的氣體余熱回收，低流量物料余熱高效回收。采用經(jīng)向翅片管，增大了換熱面積，優(yōu)化了換熱過程，在蓄熱器內(nèi)部空腔間填充蓄熱材料，達(dá)到蓄熱目的；同時采用多管程的方法，有效地控制了對流體出口溫度的控制，以達(dá)到生產(chǎn)過程中的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對蓄熱量不大，低流量物料換熱效率不高，不能對物料溫度進(jìn)行控制，物料污染的問題提出了一種冷熱分流的多管程節(jié)能蓄熱器，在一定程度上提高了蓄熱量，使低流量物料換熱效率大幅提高，實(shí)現(xiàn)冷熱分管解決物料污染問題，同時也使得流體溫度具有可控性。
[0004]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
一種冷熱分流的多管程節(jié)能蓄熱器，包括豎直設(shè)置的圓柱形筒體、通過法蘭分別連接在所述筒體上下端的兩個半球形封頭，所述筒體上下端和兩個半球形封頭之間還設(shè)置有將筒體內(nèi)腔和半球形封頭內(nèi)腔相隔離的筒體端板，位于所述筒體上端的半球形封頭上設(shè)置有熱流體出口，位于所述筒體下端的半球形封頭上設(shè)置有熱流體進(jìn)口，所述筒體的內(nèi)壁上下端分別設(shè)置有與相鄰?fù)搀w端板形成環(huán)形密封容腔的環(huán)形導(dǎo)流槽，兩個環(huán)形導(dǎo)流槽之間沿兩個同心圓軌跡分別均勻地設(shè)置有若干連通兩個環(huán)形導(dǎo)流槽的冷流體直管、冷流體蛇形管，所述筒體外圓周壁上端設(shè)置有連通位于所述筒體的內(nèi)壁上端的環(huán)形導(dǎo)流槽的冷流體進(jìn)口，外圓周壁下端設(shè)置有連通位于所述筒體的內(nèi)壁下端的環(huán)形導(dǎo)流槽的冷流體出口，兩個筒體端板之間均勻地設(shè)置有若干連通兩個半球形封頭內(nèi)腔的熱流體蛇形管，所述熱流體蛇形管及冷流體直管、冷流體蛇形管之間的空隙中填充有蓄熱材料。本方案采用冷熱管分流的方式，熱流體從下端半球形封頭上的熱流體進(jìn)口進(jìn)入到多個熱流體管中，冷流體從筒體上方右側(cè)的冷流體進(jìn)口處進(jìn)入，經(jīng)過環(huán)形導(dǎo)流槽，均勻進(jìn)入到各個冷流體管中，在此過程中，冷熱分流同行，也可以只通熱流體不通冷流體，這時就是單純的蓄熱；只通冷流體，這時就是單純加熱;冷熱同行的時候就是蓄熱、加熱同時進(jìn)行，使蓄熱加熱過程變得可控，解決了傳統(tǒng)蓄熱器物流污染問題，同時大大提高了換熱效率以及蓄熱能力。
[0005]進(jìn)一步地，所述熱流體蛇形管及冷流體蛇形管上均設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥，冷熱流體的比熱容一般不同，因此可以通過流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)冷熱流體的流量，即改變閥門的開度的方法，來改變和調(diào)整出口流體的溫度。
[0006]進(jìn)一步地，所述熱流體蛇形管及冷流體蛇形管上均設(shè)置有溫度傳感器，溫度傳感器可與標(biāo)度變換電路相接，經(jīng)標(biāo)度變換電路變換后通過光柱電平驅(qū)動電路進(jìn)行數(shù)字顯示，數(shù)顯可與電動單元組合儀表、可編程序控制器或計(jì)算機(jī)連用，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理反饋到控制電路，對閥門開度控制以實(shí)現(xiàn)對溫度的控制。
[0007]進(jìn)一步地，所述冷流體直管、熱流體蛇形管和冷流體蛇形管的直線段外壁沿周向均勻分布有若干與管道軸線平行的翅片，讓蓄熱器管道間擁有足夠的換熱面積，提高換熱效率。
[0008]進(jìn)一步地，相鄰管道上的翅片的最小間隔不低于20mm，以減少在填充蓄熱材料時對工藝物流產(chǎn)生過大的流動阻力。
[0009]進(jìn)一步地，所述翅片的橫截面呈曲邊三角形，此形狀的翅片根部厚一些，其向外延伸部分可以加工得薄一些，由于越靠近管道溫度越高，此時接觸面積越大，蓄熱效果越好，因此根部要厚，而延伸部分由于離管道較遠(yuǎn)，對蓄熱量影響不大，可以做得薄一些，有利于節(jié)省材料，同時，靠近管道部分熱應(yīng)力大，做的厚一些，有利于延長翅片的壽命和焊接，翅片的材質(zhì)可以是鋁、銅、鋼等復(fù)合材料。
[0010]進(jìn)一步地，所述翅片的表面均勻設(shè)置有凹槽，用于嵌入固體蓄熱材料，既可增大蓄熱材料的填充量，還增大蓄熱材料和翅片的換熱面積，加強(qiáng)蓄熱器的蓄熱量。
[0011]進(jìn)一步地，所述的蓄熱材料為膨脹石墨，膨脹石墨除了具備天然石墨本身的耐冷熱、耐腐蝕、自潤滑等優(yōu)良性能意外，又由于其特殊成型工藝及特殊的微觀組織，而具有天然石墨所沒有的柔軟、回彈性、低的應(yīng)力松弛等。
[0012]進(jìn)一步地，所述筒體由外到內(nèi)依次包括金屬層、絕熱層和耐高溫層，所述絕熱層采用絕熱材料或者是真空絕熱。
[0013]進(jìn)一步地，所有冷流體管橫截面面積之和與所有熱流體管的橫截面面積之和相一致，當(dāng)冷流體管的數(shù)量不同于熱流體管的數(shù)量時，通過設(shè)置不同的管道直徑，減少兩者在換熱時的管內(nèi)流體工質(zhì)的流量差，使其盡可能保持一致，以獲得較高的換熱效率，而管道材質(zhì)與需要處理的流體性質(zhì)對應(yīng)，例如具有腐蝕性的高溫酸性氣體進(jìn)入熱流體管時，管道材料需要采用耐腐蝕，耐高溫材料;而冷流體管進(jìn)入空氣時就只需要用耐高溫材料即可。
[0014]相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)包括:此蓄熱器旨在通過對于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的完善以及創(chuàng)新，提高其蓄熱能力以及冷卻效率，其主要的創(chuàng)新點(diǎn)在于:
1.多管程可調(diào)節(jié)流量，能對溫度進(jìn)行定量檢測并對出口溫度施以控制，實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)的需要。
[0015]2.空間設(shè)計(jì)合理，管道安排緊湊在提高換熱效率的同時提高了空間利用率，節(jié)約制作成本，提高經(jīng)濟(jì)效率。
[0016]3.采用冷熱管分流，使換熱過程變得可控，解決物料污染的問題。
[0017]4.在冷流體進(jìn)口處設(shè)置環(huán)形導(dǎo)流槽，改變了傳統(tǒng)蓄熱器空氣單向流動的狀態(tài)，使氣體能均勻進(jìn)入到各個冷氣管口，強(qiáng)化了換熱。
[0018]5.采用多管程的設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)低流量物料余熱的回收利用。
[0019]6.采用軸向翅片管換熱，通過焊接軸向翅片，大大強(qiáng)化了其換熱能力，采用曲邊三角形(根部厚，外延薄)結(jié)構(gòu)，節(jié)省材料的同時還加大了蓄熱量，避免熱應(yīng)力過高，有利于延長翅片的壽命，在翅片上設(shè)置凹槽，有能增大蓄熱材料的填充量，使換熱面積增大，強(qiáng)化了其蓄熱、換熱能力。
[0020]7.—個蓄熱器實(shí)現(xiàn)多種用途，只通熱流體的時候?yàn)閱渭冃顭幔煌ɡ淞黧w為單純的加熱，兩者同時既可以實(shí)現(xiàn)蓄熱也可以實(shí)現(xiàn)加熱。
【附圖說明】
[0021 ]圖1本發(fā)明中蓄熱器總體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2是圖1中A-A處的環(huán)形導(dǎo)流槽截面示意圖。
[0023]圖3為圖1中B-B處截面示意圖。
[0024]圖4為冷流體直管和冷熱流體蛇形管直管部分的翅片結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖中所示為:1-環(huán)形導(dǎo)流槽，2-冷流體直管，3-流量調(diào)節(jié)閥，4-冷流體蛇形管，5-熱流體進(jìn)口，6_冷流體出口，7-溫度傳感器，8-蓄熱材料，9-筒體，10-冷流體進(jìn)口，11-法蘭，12-半圓形封頭，13-熱流體出口，14-熱流體蛇形管，15-筒體端板，16-翅片，17-凹槽。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明的目的作進(jìn)一步詳細(xì)地描述，實(shí)施例不能在此一一贅述，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不因此限定于以下實(shí)施例。
[0027]如圖1至圖3所示，一種冷熱分流的多管程節(jié)能蓄熱器，包括豎直設(shè)置的圓柱形筒體9、通過法蘭11分別連接在所述筒體9上下端的兩個半球形封頭12，所述筒體9上下端和兩個半球形封頭2之間還設(shè)置有將筒體9內(nèi)腔和半球形封頭12內(nèi)腔相隔離的筒體端板15，位于所述筒體9上端的半球形封頭12上設(shè)置有熱流體出口 13，位于所述筒體9下端的半球形封頭12上設(shè)置有熱流體進(jìn)口 5，所述筒體9的內(nèi)壁上下端分別設(shè)置有與相鄰?fù)搀w端板15形成環(huán)形密封容腔的環(huán)形導(dǎo)流槽1，兩個環(huán)形導(dǎo)流槽1之間沿兩個同心圓軌跡分別均勻地設(shè)置有若干連通兩個環(huán)形導(dǎo)流槽1的冷流體直管2、冷流體蛇形管4，所述筒體9外圓周壁上端設(shè)置有連通位于所述筒體9的內(nèi)壁上端的環(huán)形導(dǎo)流槽1的冷流體進(jìn)口 10，外圓周壁下端設(shè)置有連通位于所述筒體9的內(nèi)壁下端的環(huán)形導(dǎo)流槽1的冷流體出口 6，兩個筒體端板15之間均勻地設(shè)置有若干連通兩個半球形封頭12內(nèi)腔的熱流體蛇形管14，所述熱流體蛇形管14及冷流體直管
2、冷流體蛇形管4之間的空隙中填充有蓄熱材料9，所述的蓄熱材料9為膨脹石墨，膨脹石墨除了具備天然石墨本身的耐冷熱、耐腐蝕、自潤滑等優(yōu)良性能意外，又