CN107883580B - 一种具有变频电磁加热功能的换热器与锅炉 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及节能环保领域，公开了一种具有变频电磁加热功能的换热器与锅炉，其中换热器包括第一通道、第二通道、变频电磁加热装置与温度传感器，其中第一通道用于传输受热介质，第二通道用于传输传热介质，温度传感器沿传热介质的传输方向设于第二通道的上游，用于检测传热介质的温度，变频电磁加热装置基于温度传感器检测的温度实时调节对受热介质的加热热量，以将受热介质的温度稳定在设定区间之内。本发明通过设置温度传感器与变频电磁加热装置，可以实现对传热介质进行实时的热量补充，从而可以消除传热介质的温度波动，以将导热介质的温度稳定在设定区间内，扩展换热器在需要稳定供热的场合的应用。

Description

一种具有变频电磁加热功能的换热器与锅炉
技术领域
本发明涉及节能环保领域，尤其是涉及一种换热器，以及应用该散热器的锅炉。
背景技术
有机热载体锅炉也称导热油锅炉，是指载热工质为高温导热油(也称热媒体、热载体)的新型热能转换设备，其具有低压高温工作特性，其中导热油为热载体，使用时利用循环油泵强制导热油循环，将热能输送至用热设备通过换热器进行热量交换后，用油设备获取热量，导热油降温后返回重新加热。由于导热油离开加热装置后需要经过较长的管道才能达到用油设备处，在此过程中导热油会损失一部分热量，而且热量的损失会根据周围环境的不同而发生波动，从而导致导热油的温度会在较大的区间内变化，进而导致用油设备所获取的热量也难以维持稳定，限制了换热器在需要稳定供热的场合的应用。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种具有变频电磁加热功能的换热器，用于解决现有换热器温度波动大的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种具有变频电磁加热功能的换热器，包括第一通道、第二通道、变频电磁加热装置与温度传感器，其中第一通道用于传输受热介质，第二通道用于传输传热介质，温度传感器沿传热介质的传输方向设于第二通道的上游，用于检测传热介质的温度，变频电磁加热装置基于温度传感器检测的温度实时调节对受热介质的加热热量，以将受热介质的温度稳定在设定区间之内。
作为上述方案的进一步改进方式，包括第一导管与可导热的第二导管，第一导管的内部腔体为第一通道，第二导管的内部腔体为第二通道，第二导管插接在第一导管内。
作为上述方案的进一步改进方式，变频电磁加热装置位于第一导管内，用于对受热介质直接进行加热。
作为上述方案的进一步改进方式，变频电磁加热装置位于第一导管的外侧，第一导管由导热材料制成。
作为上述方案的进一步改进方式，第一导管的导热系数大于第二导管的导热系数。
作为上述方案的进一步改进方式，第一导管内进行抽真空处理。
作为上述方案的进一步改进方式，变频电磁加热装置包括变频线圈与变频电源，变频线圈与变频电源的电极连接。
作为上述方案的进一步改进方式，包括缓冲通道，缓冲通道沿传热介质的传输方向设于第二通道的上游，且与第二通道连通，温度传感器用于检测缓冲通道入口处的传热介质的温度，缓冲通道的外侧设有保温层。
一种锅炉，包括传热介质加热装置与循环通道，传热介质在循环通道内流动，还包括二级换热器与上述具有变频电磁加热功能的换热器，其中，传热介质加热装置的介质出口与介质回流口之间通过循环通道连通，二级换热器沿传热介质的流动方向设于具有变频电磁加热功能的换热器的下游。
一种锅炉，包括循环通道，传热介质在循环通道内流动，还包括至少两处上述换热器，其中，各换热器上的第二通道通过循环通道连通。
本发明的有益效果是：
本发明通过设置温度传感器与变频电磁加热装置，可以实现对传热介质进行实时的热量补充，从而可以消除传热介质的温度波动，以将导热介质的温度稳定在设定区间内，扩展换热器在需要稳定供热的场合的应用。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明换热器第一个实施例的截面图；
图2是本发明锅炉第一个实施例的正视图；
图3是本发明锅炉第二个实施例的正视图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本发明中所使用的上、下、左、右、前、后等描述仅仅是相对于附图中本发明各组成部分的相互位置关系来说的。
此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。
参照图1，示出了本发明换热器第一个实施例的截面图，为便于理解，图中仅在空白区域示出了表示介质的填充图案，事实上介质应该沿导管的轴向均有分布。如图所示，换热器包括第一导管110、第二导管120、变频电磁加热装置130与温度传感器(未示出)。
第一导管110的内部腔体为用于传输受热介质a(如水) 的第一通道，第二导管120的内部腔体为用于传输传热介质b (如导热油)的第二通道，热量可以从传热介质传递至受热介质，从而实现热量交换。
温度传感器沿传热介质的传输方向设于第二导管120的上游，其作用在于实时检测第二导管120上游的传热介质的温度，而变频电磁加热装置130可以基于温度传感器检测的温度进行实时调节，以将受热介质的温度稳定在设定区间之内。由于热量在传递过程中通常都只会发生热量损失，而不会补充新的热量，因此传热介质的温度波动具有一定的规律性，即更偏向于低温，故通常情况只需向传热介质补充热量即可，无需考虑对传热介质进行降温的问题，而变频电磁加热装置130对温度的调节可以视为向传热介质补充热量，即当传热介质的热量损失小，温度接近或者等于设定温度区间时，变频电磁加热装置130 降低功率伸至停止工作；当传热介质的热量损失大，温度小于设定温度区间时，变频电磁加热装置130提升功率，且热量损失越多，变频电磁加热装置130的功率越大，通过变频电磁加热装置的快速响应，可以将传热介质的温度控制在设定区间内。
本实施例中第二导管120插接在第一导管110内，其优点在于传热介质包覆在受热介质内，传热介质所散发的热量可完全传递至受热介质，相比于受热介质包覆在传热介质内的方式，可以无需考虑传热介质的保温问题，有助于简化换热器的结构。
此外，变频电磁加热装置130位于第一导管110内，用于对受热介质直接进行加热。由于变频电磁加热装置130直接对受热介质进行加热，二者之间无任何结构进行阻隔，因此变频电磁加热装置130与受热介质之间的传热效率要大于传热介质与受热介质之间的传热效率(因为即使第二导管采用导热材料制成，其仍然会对热量传递造成阻碍)，即电磁加热装置130 对受热介质的传热要快于传热介质对受热介质的传热，从而进一步地弱化传热介质温度波动对受热介质的冲击。
当然，变频电磁加热装置130也可以位于第一导管110的外侧，即变频电磁加热装置130通过第一导管110进行间接加热，此时要求第一导管110由导热材料制成。进一步地，第一导管110的导热系数大于第二导管120的导热系数，其目的与第一实施例类似，即使得电磁加热装置130对受热介质的传热要快于传热介质对受热介质的传热。
优选地，变频电磁加热装置130包括变频线圈与变频电源，变频线圈与变频电源的电极连接，如图1所示，变频线圈呈螺旋分布在第一导管110的内壁之上。
优选地，当受热介质为水，且用油设备所需温度低于100℃的时候，可以对第一导管110进行抽真空处理，真空处理可以降低水的沸点，从而限制受热介质的最高温度，即控制受热介质温度波动的上限。
此外，本发明还包括缓冲通道，缓冲通道沿传热介质的传输方向设于第二导管120(即第二通道)的上游，且与第二导管120连通。温度传感器用于检测缓冲通道入口处的传热介质的温度，缓冲通道的外侧设有保温层。设置缓冲通道的目的在于：当温度传感器检测到缓冲通道入口处的传热介质的温度后瞬时传递至变频电磁加热装置130，传热介质则在具有保温层的缓冲通道内流动，其热量的损失可以得到抑制，甚至可以视为温度恒定，而传热介质在缓冲通道内流动需要耗费一定的时间，故变频电磁加热装置130可以基于该时间差提前升温或者降温，从而进一步地有助于维持温度稳定。
为延长传热介质在缓冲通道内的流动时间，缓冲通道优选采用盘管结构。
本发明还公开了一种锅炉，参照图2，示出了本发明锅炉第一个实施例的正视图。如图所示，锅炉包括传热介质加热装置200、循环通道300、二级换热器400与上述具有变频电磁加热功能的换热器100。
传热介质在循环通道300内流动，传热介质加热装置200 的介质出口与介质回流口之间通过循环通道300连通。二级换热器400沿传热介质的流动方向设于换热器100的下游。当传热介质流经换热器100时会因为热交换而损失部分热量，然而由于有变频电磁加热装置130进行持续的热量补充，因此从换热器100流出的传热介质仍具有较高的温度，在此情况下通过二级换热器400进行再次换热，可以提高热量的利用率。二级换热器400可以采用常见的换热器，本发明对此不做限定。
本发明还公开了一种锅炉，参照图3，示出了本发明锅炉第二个实施例的正视图。如图所示，锅炉包括循环通道300与至少两处上述的换热器100，传热介质在循环通道300内流动，各换热器100上的第二通道通过循环通道连通，本实施例中换热器100可以互为对方的传热介质加热装置，使得锅炉的使用更为灵活。
以上是对本发明的较佳实施进行的具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种具有变频电磁加热功能的换热器，其特征在于，包括第一通道、第二通道、变频电磁加热装置与温度传感器，其中所述第一通道用于传输受热介质，所述第二通道用于传输传热介质，所述温度传感器沿所述传热介质的传输方向设于所述第二通道的上游，用于检测所述传热介质的温度，所述变频电磁加热装置基于所述温度传感器检测的温度实时调节对所述受热介质的加热热量，以将所述受热介质的温度稳定在设定区间之内；
包括缓冲通道，所述缓冲通道沿所述传热介质的传输方向设于所述第二通道的上游，且与所述第二通道连通，所述温度传感器用于检测所述缓冲通道入口处的所述传热介质的温度，所述缓冲通道的外侧设有保温层；
所述变频电磁加热装置包括变频线圈与变频电源，所述变频线圈与所述变频电源的电极连接。
2.根据权利要求1所述的具有变频电磁加热功能的换热器，其特征在于，包括第一导管与可导热的第二导管，所述第一导管的内部腔体为所述第一通道，所述第二导管的内部腔体为所述第二通道，所述第二导管插接在所述第一导管内。
3.根据权利要求2所述的具有变频电磁加热功能的换热器，其特征在于，所述变频电磁加热装置位于所述第一导管内，用于对所述受热介质直接进行加热。
4.根据权利要求2所述的具有变频电磁加热功能的换热器，其特征在于，所述变频电磁加热装置位于所述第一导管的外侧，所述第一导管由导热材料制成。
5.根据权利要求4所述的具有变频电磁加热功能的换热器，其特征在于，所述第一导管的导热系数大于所述第二导管的导热系数。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的具有变频电磁加热功能的换热器，其特征在于，所述第一导管内进行抽真空处理。
7.一种锅炉，包括传热介质加热装置与循环通道，所述传热介质在所述循环通道内流动，其特征在于，还包括二级换热器与权利要求1至6中任一项所述的具有变频电磁加热功能的换热器，其中，所述传热介质加热装置的介质出口与介质回流口之间通过所述循环通道连通，所述二级换热器沿所述传热介质的流动方向设于所述具有变频电磁加热功能的换热器的下游。
8.一种锅炉，包括循环通道，所述传热介质在所述循环通道内流动，其特征在于，还包括至少两处权利要求1至6中任一项所述的换热器，其中，各所述换热器上的第二通道通过所述循环通道连通。
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