CN101634528A - 逆向换热节能技术 - Google Patents

Abstract

本发明涉及节能领域，具体提供了一种逆向换热节能技术，它包括燃烧或加热器装置、换热器、风机或泵等循环装置。所述燃烧或加热装置排出的高温烟气或物料，由所述换热器的散热管排出的同时，将热能由高至低依次连续传递给温度由低至高分别从所述换热器的吸热管连续逆向进入的空气燃料或物料。从而实现高温烟气或物料的余热的回收，并用于预热空气、燃料或未加热物料，达到节能目的。本技术可用于各种锅炉和内燃机，使其提高热效率，并可用于各种可流动物体的加热过程中，有明显的节能效果。

Description

逆向换热节能技术

技术领域

本发明涉及到节能领域，特别涉及到热传递领域，具体涉及到一种逆向换热节能技术。

背景技术

在各种锅炉和内燃机的燃烧工作中，因所排高温烟气的热能不能被有效利用，而造成热效率较低，存在很大的能源浪费和环境污染。几乎所有的锅炉的排烟温度都高于被加热物体。其排烟温度决定着热效率，排烟温度越高，热效率就越低，越浪费能源。像钢铁等金属的冶炼，用于发电的超临界高温锅炉等，其排烟温度都很高，存在能源浪费。

还有，在工业生产中经常有把物体加热到一定温度，达到加工目的后，再冷却的生产工艺，像石油提炼过程，各种原料的蒸发提纯过程，砖瓦陶瓷的炼制过程，各种需要加热的化学反应等过程中，大部分热能并没有被吸收，而是以物料余热的形式散发在空气和环境中，而造成能源浪费。

发明内容

本发明的发明目的为，提供一种逆向换热节能技术。该逆向换热节能技术可以把燃烧所排高温烟气，或加热后的物料所带余热的热能有效回收，用于空气和燃料的预热或待加热物料的预热，达到节能目的。

为实现本发明的发明目的，本发明采用了下述技术方案。

本发明公开了一种逆向换热节能技术，包括燃烧或加热装置、换热器、风机或泵等循环装置，其特征在于，

所述燃烧或加热装置排出的高温烟气或物料，由所述换热器散热管排出的同时，将热能由高至低依次连续传递给温度由低至高分别从所述换热器的吸热管连续逆向进入的空气和燃料或待加热物料。使换热器从高温端到低温端散热管和吸热管之间，始终有一个很小的导热温差。直至接近室温时排出换热器。所述风机或泵等循环装置用于驱动物体在换热器内相对运动。

所述换热器可分为吸热管和散热管，由两条以上的多条紧密接触的足够长的并行金属管道构成，在生产工艺上尽量加大其横向导热能力，减小轴向导热能力，可使其横截面为同心圆或曲折形管壁并加大长度。

所述换热器用于燃烧装置所排高温烟气热能回收利用时，由一条散热管和两条吸热管构成。

上述技术方案中，通过风机和泵将空气和燃料分别从换热器的两条吸热管送入燃烧装置。经燃烧后没有被利用的高温烟气，由换热器的散热管排出的同时，通过金属管道壁由高至低，依次连续传递给连续进入的空气和燃料。因为吸热管和散热管内的物体是相对逆向连续运动的，所以散热内的物体向外运动的同时温度逐渐降低，而吸热管内的物体向内运动的同时，逐渐吸收散热管内向外运动的物体的热能，温度逐渐升高，使换热器的散热管和吸热管之间始终有一个温差，温差越小节能效果越好。可通过降低循环速度和增加换热器的横向导热能力，来实现降低温差的节能目的。其进入质量与排出质量相等。可基本实现热能的等量交换。从而达到高温烟气所带热能的回收利用的节能目的。

本发明也可用于被加热后的物体，所带余热的回收利用。气态、液态和固态物料均可应用。其中气态和液态物料更为适用，它是通过风机或泵等循环装置将物料从换热器的吸热管送入加热装置，达到热加工目的后，再由换热器的散热管排出的同时，将热能从高至低依次逐步连续传递给连续进入吸热管的待加热物料。实现物料热加工后的余热用于预热待加热物料回收利用目的。

为达到上述节能目的，所述换热器可分为吸热管和散热管，由两条以上的多条紧密接触的足够长的并行金属管道构成。并在生产工艺上尽量增加管道间的接触面积，以增加吸热管和散热管之间的横向导热能力，并可采用增加换热器的长度等方式，来减小换热器的轴向导热能力。可将其横截制成同心圆或曲折形管壁等形状。

所述换热器可根据生产工艺来设计管道的条数。用于燃烧装置时为一条高温烟气散热管、一条空气吸热管和一燃料吸热管。

本逆向换热节能技术可用于各种锅炉和内燃机，使其提高热效率。并可用于各种可流动物体的加热，有明显的节能效果。

具体实施方式

具体实施方式1

该技术可用于各种锅炉和内燃机，现将用于燃油或燃气锅炉时的具体实施说明如下。

空气通过风机送入换热器的空气吸热管道内，油或者燃气通过油泵或者燃气管道送入换热器的燃料吸热管，并让空气进入阀门和燃料进入阀以一定的比例连动，以达最佳的空气和燃料的混合比例和燃烧效率。在换热器内吸收高温烟气的热能后由换热器经管道进入燃烧器燃烧。其燃烧室最好设计成U形，这样可很好的与换热器对接。还简化了锅炉的内部结构。降低了成本并提高了安全性。燃烧产生的火焰喷入U形燃烧室的一端，在燃烧室内做功后由另一端以高温烟气的形式排入换热器高温端的散热管，在向外运动的同时，将热能依次连续传递给向内连续进入的空气和燃料。直至与环境温差较小时，由换热器的低温端排入烟囱进入大气。所述换热器为三条紧密接触的足够长的并行金属管道。同时也可用于传统锅炉的改装，只要将锅炉的排烟口和燃烧装置通过管道连接到换热器的高温端便可使用。

具体实施方式2

该技术可用于火力发电用燃煤锅炉的高温烟气的热能回收，用于预热空气和燃料达到提高燃烧温度和节能目的。它是将锅炉产生的高温烟气直接排入换热器高温端的散热管内，在向外运动的同时将热能传递给连续进入的煤和空气，所述煤最好加工成粉尘状，以便于在换热器内输送、吸热和充分燃烧。直至高温烟气和环境温差较小时，从换热器的低温端排入烟囱进入大气，从而达到上述节能目的。

具体实施方式3

该技术可用于燃气轮机、涡轮喷气发动机、冲压发动机等内燃机。都可以实现所排高温烟气通过逆向换热节能技术，将进气和燃料预热来增强燃烧，并可用进气和燃料来冷却燃烧室，使燃油吸收大量热能后，变为气态油易于点燃或自燃，应用于飞机发动机后可使飞机使用不同燃点油料。降低了成本，并可增强燃烧，提高热效率，节省能源。

具体实施方式4

本逆向换热节能技术可用于各种固态、气态和液态物料的热加工工艺中，有很好的节能效果，由其可流动的气态和液态物料更为适用。它是通过风机或泵将气体或液体从换热器的低温端送入吸热管，在向内运动的同时，依次连续吸收热能，温度逐渐升高，直到与加热后物体只有较小的导热温差时，由换热器的高温端进入加热装置，在加热装置中有一个很小升温便可达到要求温度。其大小取决于换热器的导热温差。经加热达到加热目的后，高温的物料由加热装置进入换热器的高温端的散热管，在向外运动的同时，温度逐渐下降，将热能依次连续不断的传递给吸热管内连续进入的待加热物料，直至和环境温差较小时，由散热管的低温端排出。这样通过应用逆向换热节能技术，以待加热物料冷却已加热物料，即达到了节能目的，又简化了生产过程。本逆向换热节能技术同样也可用于制冷设备中的热交换过程，使其达到节能目的。

以上具体实施方式不是对本发明保护范围的限定，根据本发明的发明目的，本发明可做各种变化。

Claims (3)

1、一种逆向换热节能技术，包括燃烧或加热装置、换热器、风机或泵等循环装置，其特征在于，

所述燃烧或加热装置排出的高温烟气或物料，由所述换热器的散热管排出的同时，将热能由高至低，依次连续传递给温度由低至高分别从所述换热器的吸热管连续逆向进入的空气和燃料或物料。使换热器内从高温端到低温端散热管和吸热管之间，始终有一个很小的导热温差，直至接近室温时排出换热器。所述风机或泵等循环装置用于驱动物体在换热器内相对运动。

2、根据权利要求1所述的逆向换热节能技术，其特征在于，

所述换热器可分为吸热管和散热管，由两条以上的多条紧密接触的足够长的并行金属管道构成，在生产工艺上，尽量加大其横向导热能力，减小轴向导热能力，可使其横截面为同心圆或曲折形管壁，并加大长度。

3、根据权利要求1所述的逆向换热节能技术，其特征在于，

所述换热器用于燃烧装置时，由一条散热管和两条吸热管构成。