[发明专利]无热阻热管式高效换热器和换热方法

说明书

技术领域

本发明涉及换热器提取干热岩地热的技术领域，更具体地说涉及热管式高效智能换热器提取干热岩地热的方法。

背景技术

热管传热技术是利用封闭工作腔内工质的相变循环进行热量传输， 因而具有传输热量大及传输效率高等优点。 其工作原理是 ： 热管受热侧吸收废气热量， 并将热量传给管内工质， 工质吸热后以蒸发和沸腾的形式转变为蒸汽， 蒸汽在压差作用下上升至放热侧， 同时凝结成液态放出热量， 热量传给放热侧的冷流体， 冷凝液体依靠重力回流到受热侧。 由于热管内部抽成真空， 所以工质极易蒸发和沸腾， 热管启动迅速。由于热管具有超导热性和等温特性 , 被广泛应用于航天航空、 设备散热、 化工、 炼油等领域。

热管换热器因环境温度、工况、功能、使用要求不一，其种类繁多。暖通换热采用的均是传统换热器，其换热效率不高，热损大。而利用热管换热器提取地下干热岩热量的技术目前尚没出现。《地热能开发利用“十三五”规划》提出：开展高效换热技术攻关，扶持地热设备制造企业的发展，提高换热器等关键设备的技术水平。

发明内容

本发明提供一种无热阻热管式高效换热器和换热方法，以解决现有技术存在的问题。

本发明采用以下技术方案：

无热阻热管式高效换热器，包括长方体状的换热器，换热器内部被换热器隔板26隔为通过被加热介质的上层空间和通过加热介质的下层空间，上层空间和下层空间均设置与换热器外部连通的介质入口和介质出口，上层空间和下层空间均通过不少于一个换热器流道隔板4将空间隔为连通该层空间的介质入口和介质出口的流道，上层空间的流道和下层空间的流道在空间上相对应，换热器隔板26上沿流道方向固定多根热管2，热管2的蒸发端位于下层空间的流道内，热管2的冷凝端位于上层空间的流道内。

所述热管2设置至少一排，且热管2沿流道中心以设定间距固定在换热器隔板26上。

所述热管2的蒸发端和/或冷凝端安装有翅片。

所述上层空间的流道内被加热介质的流动方向和下层空间的流道内加热介质的流动方向相反。

所述下层空间加热介质的介质入口设置有与热源连接的管道，管道上设置有热源侧介质入口流量计8和热源侧介质入口压力传感器6，同时设置有热源侧介质入口温度传感器12；所述下层空间加热介质的介质出口同样设置有与热源连接的管道，管道上设置有热源侧介质出口流量计9和热源侧介质出口压力传感器7，同时设置有热源侧介质出口温度传感器13；

所述上层空间被加热介质的介质入口设置有与用户侧连接的管道，管道上设置有用户侧介质入口流量计19和用户侧介质入口压力传感器20，同时设置有用户侧介质入口温度传感器22；所述上层空间被加热介质的介质出口同样设置有与用户侧连接的管道，管道上设置有用户侧介质出口流量计18和用户侧介质出口压力传感器21，同时设置有用户侧介质出口温度传感器23。

所述热源侧介质入口流量计8、热源侧介质入口压力传感器6、热源侧介质入口温度传感器12、热源侧介质出口流量计9、热源侧介质出口压力传感器7、热源侧介质出口温度传感器13、用户侧介质入口流量计19、用户侧介质入口压力传感器20、用户侧介质入口温度传感器22、用户侧介质出口流量计18、用户侧介质出口压力传感器21、用户侧介质出口温度传感器23连接控制器，所述控制器还连接有设置在热源侧的管道泵、变频器和设置在用户侧的管道泵、变频器。

所述换热器包括换热器外壳，和周面与换热器外壳内壁密封固连在一起的换热器内壳，换热器外壳具有夹层，夹层为真空或者换热器外壳为由绝热材料制成的壳体，换热器外壳和换热器内壳均为长方体结构，换热器外壳和换热器内壳均设置可拆卸的上下盖。

所述被加热介质和加热介质分别为水和水、或水和汽、或汽和汽。

一种使无热阻热管式高效换热器提取干热岩地热的方法，

热源侧：干热岩地热热水通过从下层空间的介质入口进入换热管，在由换热器流道隔板4隔出的流道内流过，通过设置在流道内的热管2的蒸发段将热量转换给热管2位于上层空间的冷凝段以后，经换热器换过热的干热岩地热热水变为干热岩地热冷水，从下层空间的介质出口流出进入地下干热岩层进行加热，然后变成干热岩地热热水重新从下层空间的介质入口进入热管，如此循环；