[发明专利]一种高效回收利用流体热能的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高效回收利用流体热能的装置及方法。

背景技术

排放流体（液体或气体）所带走而损耗的热能是一个很惊人的数量，如：发电尾气、热水工厂冷却热水、空调热机排放的热气、锅炉尾气等等。而如何回收利用这些热能，成为了一个节能减排的重要课题，尽量减少热能直接排放是节能减排的最主要措施之一，它有着极其重大的社会经济意义。

传统方法的热能回收利用装置，一般采用简单的热交换器，通过液与液、液与气、气与气之间的热交换来实现热能的回收。传统的热交换器无论其交换面积多大，交换时间多长，在等量情况下，都脱离不了一个热交换极限，即回收温度小于等于损耗温度的一半，也就是说，当排放流体初始温度为a，加热流体初始温度为b时，则加热流体所上升的温度（或所回收的热能的净上升的温度数表示）为（a-b）/2。这时通过加热流体所能回收的热能仅为理论可回收热能的一半，另一半随排放介质排放而白白浪费。

例如：排放液体的排放温度为60℃，加热水的初始温度为25℃，它们温差为35℃，排放液体和加热水等量。如果使用常规的热交换器的则：排放液体下降17.5℃，并以42.5℃（终极温度）排放；水的温度因吸收了排放液体温度而上升了17.5℃，也为42.5℃；此情况中，回收的热能仅为损耗能量的50%，另50%的热能通过排放液体被排出。

为使热能得到更大的回收，可以加大水的流量来实现，此时用于交换回收热能的水量大于排放液体的量，随着水量的增大，水的终极温度越来越低，越来越接近初始温度，但其排放液体的终极温度越来越低，越来越接近水的初始温度，该情形虽然水把排放液体的终极温度降至最低（或者说排放液体热能被水充分吸收），但水的温度也越来越接近自身的初始温度（水量则远远大于排放液的量），这时水的热能可利用性最低（或者说无利用价值），因为水的温差极低，即使只用于加热水作为热水使用也没有意义了。

发明内容

本发明提供了一种高效回收利用流体热能的装置及方法，其克服了背景技术中流体热能回收利用装置所存在的不足。

本发明解决其技术问题的所采用的技术方案之一是：

一种高效回收利用流体热能的装置，包括多个热交换单元和一个保温单元，该保温单元连接多个热交换单元以使多个热交换单元相隔开且独立保温，该热交换单元设排放流体流道和加热流体流道并使排放流体流道中的排放流体和加热流体流道中的加热流体能热交换；每相邻两热交换单元间设第一连通道和第二连通道，该第一连通道连通相邻两热交换单元的排放流体流道，该第二连通道连通相邻两热交换单元的加热流体流道，以将该多个热交换单元串联接通。

一较佳实施例之中：该热交换单元中，排放流体流道中的排放流体流向和加热流体流道中的加热流体流向相反。

一较佳实施例之中：该排放流体流道中的排放流体流量和加热流体流道中的加热流体流量相等。

一较佳实施例之中：该保温单元能为第一连通道和第二连通道保温。

一较佳实施例之中：该热交换单元还设热交换介质，通过热交换介质使排放流体流道中的排放流体和加热流体流道中的加热流体热交换。

一较佳实施例之中：该保温单元内设多个腔体，该热交换单元设在腔体内，而且，该保温单元之位于每相邻两腔体间的部分设该第一连通道和第二连通道。

一较佳实施例之中：该些腔体上下或和水平并靠排列。

一较佳实施例之中：它连接排放流体源和加热流体源，该多个热交换单元连接在排放流体源和加热流体源间且按首尾方式串联连接，且该加热流体源的温度小于排放流体源从尾部的一个热交换单元排出的温度，该小于值为0.5℃-25℃。

一较佳实施例之中：该热交换单元包括一壳体；该保温单元包括外保温层和相隔保温层；该多个热交换单元的壳体上下或和水平排列在一起，该外保温层包裹在该多个热交换单元的壳体排列在一起的外围，该相隔保温层设在相邻两个壳体间。

本发明解决其技术问题的所采用的技术方案之二是：

一种高效回收利用流体热能的方法，包括多个热交换步骤，每个热交换步骤中，排放流体和加热流体间进行热交换；该些热交换步骤独立保温，而且，该些热交换步骤依序串联，使每相邻两个热交换步骤的排放流体和加热流体一一接通。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：