CN110425510A - 一种回收中低温烟气余热的并联小直径热管强化换热装置及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种回收中低温烟气余热的并联小直径热管强化换热装置。主要目的在于解决小型燃烧设备产生的中低温烟气余热浪费问题，利用并联小直径热管回收烟气余热来生产热水或者加热其他物质。适用于小流量烟气或非连续小流量热源的余热回收。本发明的主要特征在于并联小直径热管强化换热装置传热性能强，结构紧凑，体积小，易于加工、成本低，能实现热量的自传递和余热的高效回收，大大降低了排烟温度，提高系统整体效率。本装置非常适合用于小容量中低温烟气余热及非连续余热资源的热回收，及加热容器的方便取用。

Description

一种回收中低温烟气余热的并联小直径热管强化换热装置及 其制备方法

技术领域

本发明是一种回收中低温烟气余热并进行高效传热和热利用的小型强化换热装置及其制备方法，运用小直径热管在热源和被加热工质共同作用下，通过热管工质的相变运动实现余热的回收和管内工质的热动转换和热量传递。其属于两相流高效传热和余热回收领域。

背景技术

目前，工业、民用和商用的热设备中存在大量中低温余热资源，其中民用和商用热设备的余热资源相对于大型工业余热资源容量较低，如商用、民用燃气灶，小型取暖锅炉等，这些设备的余热产自于燃料燃烧产生的尾气，而燃料多为天然气、液化石油气和燃油等高热值燃料，其尾气成分一般不含灰和腐蚀性气体，排放温度多为500℃及以下，因尾气容量较小，且部分存在非连续工作，导致热量不易回收和利用，较高的排放温度大大降低了一次能源利用率，尤其是价格偏高的环保能源天然气的浪费。如果能回收这类烟气的余热来生产热水或加热其他物质，不仅可以节约资源，提高能源利用率，还可以降低热污染和成本。

热管是一种高效传热元件，它在不同温差下可以实现热量的传递而不需要额外动力。热管按照结构和工作原理的不同可分为有芯热管、重力热管、旋转热管、分离式热管、脉动热管、磁流体动力热管等，热管技术主要应用于航天、化工、电子、冶金、动力等诸多领域。

常规热管换热器是由多根并列的热管组成，每根热管都有相同的蒸发段和冷凝段。蒸发段与热源接触换热，冷凝段与冷源接触换热。而热管内部工质通过吸热汽化和冷凝液化及内部工质的自循环完成热量的吸收、传递和释放。一般来说，热管冷凝段及其换热设备固定、不移动。这种设备不适宜方便取用加热容器和加热介质。

针对非连续小容量中低温烟气余热开发新型结构的并联小直径热管换热装置实现烟气余热的高效回收，快速传递和有效利用；并通过热管冷凝段间接换热方式实现冷源加热容器的方便取用和冷源介质的灵活充灌。其中，多根小直径热管并联连接在蒸汽腔和积液腔之间，采用蒸汽腔顶部放热面与加热容器的间接强化换热实现热量的高效传递和余热的回收利用。此小直径热管换热装置具有结构简单紧凑、制造容易，成本较低，高效传热，使用方便等特点，可以广泛应用于商用或民用小型燃烧设备产生的余热烟气的回收。

发明内容

本发明的目的在于解决小型燃烧设备产生的烟气余热浪费问题，提供一种回收中低温烟气余热的并联小直径热管强化换热装置及其制备方法，利用烟气余热进行热量交换，提高燃料利用率，生活热水或加热其他物质。

本发明的目的是这样实现的：

一种回收中低温烟气余热的并联小直径热管强化换热装置，其特征在于包括烟气通道1、烟道壁2、积液腔3、小直径热管4、下降管5、蒸汽腔6、加热容器7和仿荷叶形放热面8，其中，并联设置的小直径热管4用于烟气余热的吸收；蒸汽腔6用于汇集蒸汽并释放热量给加热容器7；下降管5用于实现凝结液从蒸汽腔向积液腔的回流；积液腔3用于收集回流的凝结液；加热容器7用于储存热介质并吸收蒸汽腔释放的热量；积液腔3、多根并联小直径热管4、下降管5和蒸汽腔6组成密闭容器，密闭容器内部抽成真空，并充入30％～50％的热管工质；烟气通道1是由4个烟道壁2组成的矩形通道，小直径热管4的吸热主体放置在烟道中，烟气从一侧流进，另一侧流出。

热管工质可根据热源温度选取，适用于中低温热源的热管工质有水、乙醇、丙酮和氨等。烟道壁2是由耐火材料制成的，具有耐温、隔热性能。

所述回收中低温烟气余热的并联小直径热管强化换热装置还包括抽真空管口14和充液管口15，所述积液腔3采用金属材料制成的圆柱形扁平腔体，腔体高度较低，内部充满热管工质，扁平腔体的上端面开有多个管孔，管孔上端焊有螺纹管接口13，扁平腔体的底端面焊有带抽真空管口14和充液管口15的三通管。

所述小直径热管4是管内径为4mm～9mm，壁厚0.5～1.5mm，长度0.1m～0.8m的紫铜管，多根并列垂直放置，小直径热管4上下端口开放，且端口外壁有螺纹；小直径热管4排布采用叉排的并联排列方式。

所述下降管5共两根，垂直对称布置在烟道中，下降管5外管壁安装绝热耐磨损材料，使其不受热，管内径为10～15mm，管内壁为光管，下降管的上下端口外壁有螺纹。

所述蒸汽腔6是采用金属材料制成的圆柱形扁平腔体，腔体高度较低，腔体上表面为放热面7，下表面金属材料相对上表面较厚，下表面上面布置多个形状为圆锥形凹面的圆锥形管孔10，圆锥形管孔10下端焊有螺纹管接口13；所述圆锥形管口10内表面安装吸液芯12。

所述仿荷叶形放热面8采用高导热性能的金属材料制作，厚度较薄，外壁面为平面，内壁面为多个荷叶形状的圆弧构成，每片圆弧均为60°圆角，荷叶形状的圆弧上有多个个微米级凸起，且仿荷叶形放热面8表面涂有疏水涂层；所述荷叶形状的圆弧周围焊接有引流针锥9，引流针锥9采用传热性能良好的金属材料制成，针锥长度略短于腔体高度。

所述蒸汽腔6下表面的圆锥形管孔13所在的圆环通道内设有凹形引流通道17，凹形引流通道17为以圆环形下凹槽通道；所述蒸汽腔6的周界面上包裹有绝热层11，绝热层11由保温材料制成。

所述小直径热管4的内管壁以及蒸汽腔6下表面的圆锥形管孔13的环周面上分别还设有吸液芯12，吸液芯12为复合型丝网吸液芯结构；小直径热管4和下降管5的上下端口通过螺纹管接口13连接；螺纹管接口13采用内螺纹金属管，长度大约1～2cm，焊在蒸汽腔管孔下方和积液腔管孔上端。

所述加热容器7采用金属材料制成，底面平滑，并与蒸汽腔6上表面紧贴，以减少接触热阻。

一种回收中低温烟气余热的并联小热管强化换热装置的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

首先，选取多根内径为4.5mm～9mm，壁厚0.5～1.5mm，长度0.1m～0.8m且传热效果良好的紫铜管作为小直径热管4，并在小直径热管4内壁安装有吸液芯12；其次，将蒸汽腔6上端面内壁加工制造成仿荷叶形放热面8，每个荷叶结构的圆弧角为60°，且荷叶面上加工出无数个微米级凸起，并在内表面涂上疏水涂层，然后在放热面上焊上多根引流针锥9，放热面8外表面为光滑平面；

第二部，在蒸汽腔下表面开出多个管孔，每个管孔周围开出圆锥形管凹孔形状10，并在圆锥形管孔周壁安装有吸液芯12，但与下降管5连接的两个较大的管凹口不装有吸液芯，且在下降管管孔处开出圆环状凹形引流通道17；之后，在蒸汽腔下表面的每个管孔下部焊上螺纹管接口13，并把蒸汽腔上下表面及圆环形侧面焊在一起呈一扁平空腔；

第三步，加工与蒸汽腔形状类似的积液腔3，在积液腔上端面加工出和蒸汽腔下端面对应的管孔，并在上端面管孔处焊上螺纹管接口13；之后在积液腔下端面中心处开个小孔，焊上一个三通管，其中一头为抽真空管口14，一头为充液管口15，每个管口都装有阀门；

第四步，将每根小直径热管4上端口通过螺纹连接方式与蒸汽腔6底部螺纹管接口13相连接，再把每根小直径热管4的下端口与积液腔3上端管孔连接；然后，再分别将两根下降管5与蒸汽腔6和积液腔3相连接，连接方式同样采用螺纹连接。这样并联小直径热管强化换热装置就安装完毕；

第五步，打开换热装置抽真空管口14，用真空泵将密闭回路抽成要求的真空度，然后把阀门关紧并焊住；之后，打开充液管口15向换热装置内充入一定质量的工作液体，使其充液容积达到一定容积后关闭充液口并焊住管孔；

第六步，把充液好的小直径热管换热装置垂直放置到水平烟道中，使换热装置的积液腔3和并联的多根小直径热管4完全深入在烟道1里，只留蒸汽腔6在烟道上部，然后用绝热层11把蒸汽腔6四周包裹起来；

最后，把加热容器7盛装好加热介质，然后放到小直径热管强化换热装置的上表面，即蒸汽腔上表面8；当余热烟气从烟道1里流过时，多根小直径热管4被加热，内部工质蒸发汽化进入蒸汽腔6，并在放热面8上凝结，释放的热量通过放热面管壁导热传递给加热容器7底面，加热容器底面又通过导热将热量传递给内部的加热介质，加热介质通过自然对流进行热量的吸收，从而完成了烟气余热的回收利用。

本发明与已有技术相比，具有以下显著特点和积极效果：首先，传统小型燃烧设备很少有余热回收装置，本发明提高了燃烧设备的燃料一次利用率，减少了对环境的热污染，有效提高了小型设备的余热回收效率；其次，热回收装置的主要元件为小直径热管，小直径热管的并联结构可大幅增加与烟气的换热面积，缩小换热装置体积，使其具备结构紧凑，布置灵活，重量轻，成本低廉，制造简单和高效传热的特点，避免了安装、设计制造上带来的不便；再次，采用仿荷叶形放热面蒸汽腔结构，以及内壁的微米级凸起，疏水涂层和引流针锥相结合技术大大增加了蒸汽腔的凝结换热性能和凝结液的滴落能力，而小直径热管从上及下的吸液芯结构增强了液态工质的回流，显著提高了并联结构内部工质的循环流动和传热特性；避免了热管液体过多或过少的问题。换热装置部件之间采用螺纹连接方式易于更换换热管，降低安装和维护难度；最后，间接加热方式使加热容器可方便取用，加热工质可自由充灌，不受放置位置的限制，此设备非常适用于各种小型燃烧设备和非连续燃烧设备产生的中低温烟气余热的回收利用。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为图1中沿A—A方向剖视图。

图3为图1中沿B—B方向剖视图

图4为本发明的蒸汽腔结构示意图。

图5为图4中Ⅰ的局部放大示意图。

图6为图4中Ⅱ的局部放大示意图。

图7为图4中Ⅲ的局部放大示意图。

图8为本发明的积液腔结构示意图。

图9为图8中Ⅳ的局部放大示意图。

图10为图8中Ⅴ的局部放大示意图。

图11为本发明的小直径热管结构示意图。

图12为图11中沿D—D方向剖视图。

图13为图11的截面试图。

图14为本发明的下降管结构示意图。

图15为图14中沿C—C方向剖视图。

图16为图14的截面试图。

图中各部件标号如下：

1、烟气通道；2、烟道壁；3、积液腔；4、小直径热管；5、下降管；6、蒸汽腔；7、加热容器；8、仿荷叶形放热面；9、引流针锥；10、圆锥形管孔；11、绝热层；12、吸液芯；13、螺纹管接口；14、抽真空管口；15、充液管口；16、蒸汽腔壁；17、凹形引流通道；18、管子外螺纹。

具体实施方式

下面结合附图和实施案例对本发明作进一步详细说明。

如图1至图16，所述烟气通道1是一矩形通道，烟气从通道一侧流进，另一侧流出，烟道中布置并联小直径热管换热装置的换热主体，即换热装置的多根并联小直径热管4和积液腔3，当烟气以一定流速流过多根并联小直径热管4时，烟气通过对流和导热方式把热量从烟气传给小直径热管内壁吸液芯中的热管工质。

所述烟道壁2是将烟气与环境隔离，同时隔热特性可减少烟气对外界环境的散热损失。

所述的积液腔3是用于储存热管工作液体的扁平空腔，位于小直径热管换热装置的最下面，收集来自于下降管的所有凝结液。积液腔初始充液量一般占热管总容积的30％～50％，可超过积液腔容积，少量液体进入小直径热管下端，实际的充液量由换热装置换热量和冷热源条件决定。

所述的并联小直径热管换热装置的蒸发段是由多根并列垂直放置的小直径热管4组成。小直径热管4的管内径为4mm～9mm，壁厚0.5～1.5mm，长度较短，0.1～0.8m之间，小直径热管4内壁装有吸液芯12。当管外烟气流过小直径热管时，烟气和管外壁进行对流传热，热量再通过管壁导热进入到管内壁，加热管内壁面上的吸液芯中的热管工质，使管内工质蒸发汽化，产生的蒸汽流从管中间向上流动，流出管口，进入到上面的蒸汽腔6中。

所述的多根垂直布置的小直径热管4呈叉排排列，可以改善烟气与热管的对流换热性能，同时热管垂直放置利于管内工质的循环流动。

所述的下降管5是运输工质和完成工质循环的重要部件，下降管5将蒸汽腔6底部的冷凝液体汇集并运输到积液腔3中，其原理是下降管中的凝结液密度远高于小直径热管里的蒸汽密度，其密度差促进凝结液沿下降管5回流至积液腔3中。

所述的蒸汽腔6是一偏平空腔，连接在并联小直径热管的上端出口，汇集了小直径热管4产生的所有蒸汽，蒸汽腔上表面为放热面8，当蒸汽腔下表面的蒸汽向上流到上表面时，蒸汽冷凝放热成为饱和液体，在重力作用下滴落回蒸汽腔下表面，因此蒸汽腔属于并联小直径热管换热装置的冷却段，其冷却面为蒸汽腔的上表面，即放热面8。

所述的蒸汽腔放热面为仿荷叶形放热面8，利用“荷叶效应”将蒸汽腔6上表面加工成由无数个荷叶形状组成的放热面，每个荷叶呈向下的60°圆弧，且荷叶表面有无数个微米级凸起，当蒸汽在荷叶表面放热凝结时，微米级凸起上表面容易形成小水珠，并沿荷叶表面在重力和引流针锥9的作用下，向下汇集成较大的水珠，滴入蒸汽腔底部，显著增强了蒸汽与仿荷叶形放热面8之间的凝结换热。

所述的仿荷叶形放热面8表面涂有疏水涂层，减弱荷叶表面对凝结液体的润湿性，强化凝结液珠在荷叶表面的凝聚和成珠特性，从而促进了凝结液的快速离开和滴落，加速了放热面8与蒸汽的高效接触。

所述引流针锥9主要目的是将仿荷叶形放热面产生的小水珠引流汇集成较大水珠，滴到蒸汽腔6底部，引流针锥9促进了蒸汽放热和工质循环。

所述蒸汽腔6下表面的圆锥形管孔10低于蒸汽腔6底面，并与小直径热管4上端入口连接，圆锥形管孔10内表面装有吸液芯12，有利于凝结液通过吸液芯的作用流入到小直径热管4内部；由于下降管5内径较大，故在连接下降管5的圆锥形管孔10内表面不安装吸液芯12。

所述蒸汽腔6的外表面绝热层11是由绝热材料组成，主要是减少蒸汽腔6的散热，提高热利用。

所述的加热容器7，其盛有热介质，放置在小直径热管换热装置的蒸汽腔6顶面，用于回收小直径热管换热装置释放的热量。加热容器7的底部光滑平整，且制作钢材导热性能极好，与蒸汽腔放热面紧密贴合，蒸汽腔内壁工质凝结释放的热量通过荷叶形顶面导热和加热容器底面导热传递给热介质，使热介质升温吸热，获得热量。

所述小直径热管4内部吸液芯12紧贴于热管内壁上，吸液芯中的工作液体上端来自于蒸汽腔下表面圆锥形管孔10里的凝结液，下端来自于从积液腔3中吸附的工作液体。当烟气流过垂直布置的热管管束时，余热烟气加热热管管壁，使紧贴管壁的吸液芯中的液体吸热汽化，蒸发的气体脱离吸液芯，进入小直径热管中心区域，形成蒸汽流，向上运动，进入到蒸汽腔中。因此，烟气余热通过热管工质的吸热汽化实现了热量的回收和向冷凝段的传递，之后利用吸液芯的吸附作用完成凝结液重新回流到吸液芯中。

所述积液腔3上表面的螺纹管接口13是将小直径热管4和下降管5的下端口与积液腔3紧密连接的螺纹接管。

所述蒸汽腔6的螺纹管接口13是用于将小直径热管4和下降管5的上端口与蒸汽腔6底部管孔紧密连接的螺纹接管。

所述积液腔3的抽真空管14主要是将积液腔3、小直径热管4和蒸汽腔6做成的密闭回路抽成真空的接管，是热管抽真空用的预留管，当热管换热装置加工完成后，通过抽真空管完成热管换热装置内部气体的抽离，并达到一定真空度。

所述积液腔3的充液管15主要是将积液腔3、小直径热管4和蒸汽腔6做成的密闭回路填充适量工作液体的接管，通过充液管可对抽真空后的密闭换热装置充灌要求充液量的热管工质。

所述凹形引流通道17是低于蒸汽腔6底面，有利于冷凝液体通过凹形引流通道17流进下降管中。

一种回收中低温烟气余热的并联小热管强化换热装置，其特征在于烟气通道1、烟道壁2、积液腔3、小直径热管4、下降管5、蒸汽腔6、加热容器7、仿荷叶形放热面8、引流针锥9、圆锥形管孔10、绝热层11、吸液芯12、螺纹管接口13、抽真空管口14、充液管口15，蒸汽腔壁16，凹形引流通道17，管子外螺纹18。

首先，选取多根内径为4.5mm～9mm，壁厚0.5～1.5mm，长度0.1m～0.8m且传热效果良好的紫铜管作为小直径热管4，并在小直径热管4内壁安装有吸液芯12。其次，将蒸汽腔6上端面内壁加工制造成仿荷叶形放热面8，每个荷叶结构的圆弧角为60°，且荷叶面上加工出无数个微米级凸起，并在内表面涂上疏水涂层，然后在放热面上焊上多根引流针锥9，放热面8外表面为光滑平面。之后，在蒸汽腔下表面开出多个管孔，每个管孔周围开出圆锥形管凹孔形状10，并在圆锥形管孔周壁安装有吸液芯12，但与下降管5连接的两个较大的管凹口不装有吸液芯，且在下降管管孔处开出圆环状凹形引流通道17；之后，在蒸汽腔下表面的每个管孔下部焊上螺纹管接口13，并把蒸汽腔上下表面及圆环形侧面焊在一起呈一扁平空腔。

第三步，加工与蒸汽腔形状类似的积液腔3，在积液腔上端面加工出和蒸汽腔下端面对应的管孔，并在上端面管孔处焊上螺纹管接口13。之后在积液腔下端面中心处开个小孔，焊上一个三通管，其中一头为抽真空管口14，一头为充液管口15，每个管口都装有阀门。

第四步，将每根小直径热管4上端口通过螺纹连接方式与蒸汽腔6底部螺纹管接口13相连接，再把每根小直径热管4的下端口与积液腔3上端管孔连接；然后，再分别将两根下降管5与蒸汽腔6和积液腔3相连接，连接方式同样采用螺纹连接。这样并联小直径热管强化换热装置就安装完毕。

第五步，打开换热装置抽真空管口14，用真空泵将密闭回路抽成要求的真空度，然后把阀门关紧并焊住；之后，打开充液管口15向换热装置内充入一定质量的工作液体，使其充液容积达到一定容积后关闭充液口并焊住管孔。

第六步，把充液好的小直径热管换热装置垂直放置到水平烟道中，使换热装置的积液腔3和并联的多根小直径热管4完全深入在烟道1里，只留蒸汽腔6在烟道上部，然后用绝热层11把蒸汽腔6四周包裹起来。

最后，把加热容器7盛装好加热介质，然后放到小直径热管强化换热装置的上表面即蒸汽腔上表面8。当余热烟气从烟道1里流过时，多根小直径热管4被加热，内部工质蒸发汽化进入蒸汽腔6，并在放热面8上凝结，释放的热量通过放热面管壁导热传递给加热容器7底面，加热容器底面又通过导热将热量传递给内部的加热介质，加热介质通过自然对流进行热量的吸收，从而完成了烟气余热的回收利用。

本发明的装置包括烟气通道1、烟道壁2、积液腔3、小直径热管4、下降管5、蒸汽腔6、加热容器7、仿荷叶形放热面8、引流针锥9、圆锥形管孔10、绝热层11、吸液芯12、螺纹管接口13、抽真空管口14、充液管口15，凹形引流通道17。本发明利用中低温烟气余热将放置在烟道中的多根并联小直径热管加热，驱动热管工质吸热汽化，经蒸汽腔中的仿荷叶形放热面凝结，在重力、疏水涂层及引流针锥的作用下汇流成凝结液滴落到蒸汽腔底部；其中部分冷凝液经锥形管口，在吸液芯的作用下，进入小直径热管上端内壁，其余冷凝液经下降管汇流进入积液腔中，并被小热管下端吸附，再重新从管外烟气中吸热汽化，完成内部工质的汽化冷凝循环过程；同时将热量传递给加热容器，完成烟气余热的回收利用。

本发明的工作原理为：利用小容量中低温烟气流过烟气通道1时将热量传给小直径热管4，驱动小直径热管4内壁吸液芯中的工作液体蒸发汽化，在管中间形成蒸汽流，并向上运动，通过蒸汽腔底面的圆锥形管孔10进入到蒸汽腔6中，并向上冲刷蒸汽腔6顶部的仿荷叶形放热面8，通过放热面向加热容器7进行传热，蒸汽腔6中的蒸汽在仿荷叶形放热面8内表面凝结，放热面上的微米级凸起可加速凝结液的形成，同时疏水涂层促进凝结液快速形成液滴，60°圆弧的荷叶形结构促进液滴沿圆弧边缘向下滑动，并被引流针锥9引流，在重力作用下，沿针锥向下形成液流并滴落到蒸汽腔底部。部分凝结液滴落到底面多个圆锥形管孔10的凹孔中，在吸液芯12作用下被吸附到多根小直径热管内壁的吸液芯中，蒸汽腔周界处的凝结液也通过凹形引流通道17汇集，流入下降管5中，并向下流进积液腔3，从而保证积液腔中一直充满工作液体，同时，液体在小直径热管下端管口吸液芯的作用下被吸附进入管内壁，从而完成一个循环传热过程，实现了热量从余热烟气传递到加热容器内部。上面所述实验案例仅仅是对于本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容以及全部记载在权利要求书中。

Claims (10)

1.一种回收中低温烟气余热的并联小直径热管强化换热装置，其特征在于包括烟气通道(1)、烟道壁(2)、积液腔(3)、小直径热管(4)、下降管(5)、蒸汽腔(6)、加热容器(7)和仿荷叶形放热面(8)，其中，并联设置的小直径热管(4)用于烟气余热的吸收；蒸汽腔(6)用于汇集蒸汽并释放热量给加热容器(7)；下降管(5)用于实现凝结液从蒸汽腔向积液腔的回流；积液腔(3)用于收集回流的凝结液；加热容器(7)用于储存热介质并吸收蒸汽腔释放的热量；积液腔(3)、多根并联小直径热管(4)、下降管(5)和蒸汽腔(6)组成密闭容器，密闭容器内部抽成真空，并充入30％～50％的热管工质；烟气通道(1)是由4个烟道壁(2)组成的矩形通道，小直径热管(4)的吸热主体放置在烟道中，烟气从一侧流进，另一侧流出。

2.根据权利要求1所述的一种回收中低温烟气余热的并联小直径热管强化换热装置，其特征在于所述回收中低温烟气余热的并联小直径热管强化换热装置还包括抽真空管口(14)和充液管口(15)，所述积液腔(3)采用金属材料制成的圆柱形扁平腔体，腔体高度较低，内部充满热管工质，扁平腔体的上端面开有多个管孔，管孔上端焊有螺纹管接口(13)，扁平腔体的底端面焊有带抽真空管口(14)和充液管口(15)的三通管。

3.根据权利要求1所述的一种回收中低温烟气余热的并联小直径热管强化换热装置，其特征在于所述小直径热管(4)是管内径为4mm～9mm，壁厚0.5～1.5mm，长度0.1m～0.8m的紫铜管，多根并列垂直放置，小直径热管(4)上下端口开放，且端口外壁有螺纹；小直径热管(4)排布采用叉排的并联排列方式。

4.根据权利要求1所述的一种回收中低温烟气余热的并联小直径热管强化换热装置，其特征在于所述下降管(5)共两根，垂直对称布置在烟道中，下降管(5)外管壁安装绝热耐磨损材料，使其不受热，管内径为10～15mm，管内壁为光管，下降管的上下端口外壁有螺纹。

5.根据权利要求1所述的一种回收中低温烟气余热的并联小直径热管强化换热装置，其特征在于所述蒸汽腔(6)是采用金属材料制成的圆柱形扁平腔体，腔体上表面为放热面(7)，下表面金属材料相对上表面较厚，下表面上面布置多个形状为圆锥形凹面的圆锥形管孔(10)，圆锥形管孔(10)下端焊有螺纹管接口(13)；所述圆锥形管口(10)内表面安装吸液芯(12)。

6.根据权利要求1所述的一种回收中低温烟气余热的并联小直径热管强化换热装置，其特征在于所述仿荷叶形放热面(8)采用高导热性能的金属材料制作，外壁面为平面，内壁面为多个荷叶形状的圆弧构成，每片圆弧均为60°圆角，荷叶形状的圆弧上有多个个微米级凸起，且仿荷叶形放热面(8)表面涂有疏水涂层；所述荷叶形状的圆弧周围焊接有引流针锥(9)，引流针锥(9)采用传热性能良好的金属材料制成，针锥长度略短于腔体高度。

7.根据权利要求1所述的一种回收中低温烟气余热的并联小直径热管强化换热装置，其特征在于所述蒸汽腔(6)下表面的圆锥形管孔(13)所在的圆环通道内设有凹形引流通道(17)，凹形引流通道(17)为以圆环形下凹槽通道；所述蒸汽腔(6)的周界面上包裹有绝热层(11)，绝热层(11)由保温材料制成。

8.根据权利要求1所述的一种回收中低温烟气余热的并联小直径热管强化换热装置，其特征在于所述小直径热管(4)的内管壁以及蒸汽腔(6)下表面的圆锥形管孔(13)的环周面上分别还设有吸液芯(12)，吸液芯(12)为复合型丝网吸液芯结构；小直径热管(4)和下降管(5)的上下端口通过螺纹管接口(13)连接；螺纹管接口(13)采用内螺纹金属管，长度大约1～2cm，焊在蒸汽腔管孔下方和积液腔管孔上端。

9.根据权利要求1所述的一种回收中低温烟气余热的并联小直径热管强化换热装置，其特征在于所述加热容器(7)采用金属材料制成，底面平滑，并与蒸汽腔(6)上表面紧贴，以减少接触热阻。

10.一种回收中低温烟气余热的并联小热管强化换热装置的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

首先，选取多根内径为4.5mm～9mm，壁厚0.5～1.5mm，长度0.1m～0.8m且传热效果良好的紫铜管作为小直径热管(4)，并在小直径热管(4)内壁安装有吸液芯(12)；其次，将蒸汽腔(6)上端面内壁加工制造成仿荷叶形放热面(8)，每个荷叶结构的圆弧角为60°，且荷叶面上加工出无数个微米级凸起，并在内表面涂上疏水涂层，然后在放热面上焊上多根引流针锥(9)，放热面(8)外表面为光滑平面；

第二部，在蒸汽腔下表面开出多个管孔，每个管孔周围开出圆锥形管凹孔形状(10)，并在圆锥形管孔周壁安装有吸液芯(12)，但与下降管(5)连接的两个较大的管凹口不装有吸液芯，且在下降管管孔处开出圆环状凹形引流通道(17)；之后，在蒸汽腔下表面的每个管孔下部焊上螺纹管接口(13)，并把蒸汽腔上下表面及圆环形侧面焊在一起呈一扁平空腔；

第三步，加工与蒸汽腔形状类似的积液腔(3)，在积液腔上端面加工出和蒸汽腔下端面对应的管孔，并在上端面管孔处焊上螺纹管接口(13)；之后在积液腔下端面中心处开个小孔，焊上一个三通管，其中一头为抽真空管口(14)，一头为充液管口(15)，每个管口都装有阀门；

第四步，将每根小直径热管(4)上端口通过螺纹连接方式与蒸汽腔(6)底部螺纹管接口(13)相连接，再把每根小直径热管(4)的下端口与积液腔(3)上端管孔连接；然后，再分别将两根下降管(5)与蒸汽腔(6)和积液腔(3)相连接，连接方式同样采用螺纹连接。这样并联小直径热管强化换热装置就安装完毕；

第五步，打开换热装置抽真空管口(14)，用真空泵将密闭回路抽成要求的真空度，然后把阀门关紧并焊住；之后，打开充液管口(15)向换热装置内充入一定质量的工作液体，使其充液容积达到一定容积后关闭充液口并焊住管孔；

第六步，把充液好的小直径热管换热装置垂直放置到水平烟道中，使换热装置的积液腔(3)和并联的多根小直径热管(4)完全深入在烟道(1)里，只留蒸汽腔(6)在烟道上部，然后用绝热层(11)把蒸汽腔(6)四周包裹起来；

最后，把加热容器(7)盛装好加热介质，然后放到小直径热管强化换热装置的上表面，即蒸汽腔上表面(8)；当余热烟气从烟道(1)里流过时，多根小直径热管(4)被加热，内部工质蒸发汽化进入蒸汽腔(6)，并在放热面(8)上凝结，释放的热量通过放热面管壁导热传递给加热容器(7)底面，加热容器底面又通过导热将热量传递给内部的加热介质，加热介质通过自然对流进行热量的吸收，从而完成了烟气余热的回收利用。