[实用新型]振荡流热管换热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种振荡流热管换热器，属于热交换领域。

背景技术

目前工作温度低于160℃的低温换热装置成为热能领域一个急需解决的问题。石油、化工、能源、以及木材干燥等行业产生和排放出大量低温流体(气体和液体)，其中含有大量的低品质热能，由于这个范围的温度比较低，导致相应的热利用装置的传热系数普遍较低，因此这大量的低品质热能很难以比较经济的方式加以利用。目前行业中大多利用热管型换热器进行热能回收和利用。但是目前常见的热管元件，如重力热管、超导热管等，因为制造成本和使用方便性、安全性等问题，使用推广受到一定限制。

发明内容

本实用新型的目的就是为了克服现有的低温热管换热装置的不足，提供一种振荡流热管换热器，该换热器不仅能够在低温环境(50～160℃)的换热过程中维持较高的传热系数，而且制造成本相对常规热管换热装置低廉，安装使用方便。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种振荡流热管换热器，它包括外壳，所述外壳内部设有换热器隔板，将外壳分为冷流道和热流道；在换热器隔板上设有若干个热管固定圈，振荡流热管穿过热管固定圈，一端在冷流道，另一端在热流道。

所述振荡流热管为蛇形的密封细管束。

所述热管固定圈以可拆卸的方式连接在换热器隔板上。

本实用新型采用振荡流热管作为换热元件。在换热器外壳中，振荡流热管、热管固定圈、换热器隔板连接，振荡流热管管束连接在固定圈上，固定圈与隔板为可拆卸的连接。采用振荡流热管作为换热元件，根据具体使用温度，热管内部仅需保持一定的真空度并充入工作介质，然后密封好即可，不需要安装常规热管所需要的吸液芯。振荡流热管中间扎紧连接在热管固定圈上，热管固定圈以可拆卸的方式连接在换热器隔板上，便于热管的更换和拆卸。

振荡流热管，又称为脉动热管，它依靠内部介质的急剧汽化—冷凝过程进行传热，从而使振荡流热管的传热系数大幅升高(为普通热管的十几倍甚至几十倍)。因此利用振荡流热管作为换热元件的换热器传热系数很大，尤其在50～160℃的温度范围内换热器仍然能够保证足够的传热系数，这一优点使振荡流热管在低温换热方面优势明显；振荡流热管换热器制造和安装成本也比普通热管换热器低廉。可以在50～160℃的低温范围内进行气体的热交换。在低温气体的余热回收方面有独特的优势，例如木材干燥尾气的余热回收。

本实用新型的有益效果是，热管换热器能够在较低温度条件下正常工作，维持较高的传热系数，并且制造成本低，安装方便使用安全。

附图说明

图1是热管换热器结构图；

图2是振荡流热管示意图；

图3是加固定圈扎紧后的振荡流热管束示意图。

其中，1.外壳，2.换热器隔板，3.振荡流热管，4.热管固定圈。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型做进一步说明。

图1、图3中，外壳1内部设有换热器隔板2，将外壳1分为上部的冷流道和下部的热流道，其内分别同入冷流体和热流体；在换热器隔板2上设有若干个热管固定圈4，振荡流热管3穿过热管固定圈4，一端在冷流道，另一端在热流道。热管固定圈4以可拆卸的方式连接在换热器隔板上2。这种结构下，冷、热流体都流过振荡流热管3外侧，通过振荡流热管进行换热。根据流体的流速和冷、热流道的结构，可以在流道中添加折流板。(可参考常规换热器设计的相关准则)

图2中，振荡流热管3为蛇形的密封细管束，中间可以捆绑以便于固定，热管内部维持一定真空度，并充入一定量的工作介质，如水、乙醇等。

由于表明张力作用，充入的工作介质在管内形成液柱、气柱交替的状况。由于热管内部维持了一定的真空度，内部的工作介质的沸点比常压条件下低，只要热管热端加热到一定温度，管内液柱就会迅速汽化，膨胀；流到热管冷端，温度降低，工作介质又迅速冷凝。汽化——冷凝这一剧烈的相变保证了振荡流热管本身能够有较高的换热系数。实验结果表明：充有50％的R142b、内径为0.5mm的玻璃管式振荡热管，在竖直工作时传输的热流密度可达1000W/cm²，显著高于普通吸液芯热管热流密度(50W/cm²)。

振荡流热管：根据具体的换热要求，选择长度和内径(能够和管内的工作介质形成毛细管，一般管子内径1～5mm)合适的金属细管(金属管便于加工并适合作为换热材料)和管内工作介质(水、乙醇、丙酮、氟利昂等)，弯成闭合的蛇形管，留出管口将管子抽到一定的真空度后(1×10^-1Pa～1×10^-2Pa)，充入工作介质，充液率为40％～70％，然后将管口密封，保持管子不漏气。