CN201392120Y - 真空热管体相变换热器 - Google Patents

Abstract

真空热管体相变换热器：是一种基于热管技术的延伸，通过工质液的相变过程汲取低品位污水热源热量的一种新型换热设备，工质液置于密闭壳体内，蒸发管束和冷凝管束外，当一定过热温度的污水通过蒸发管束，工质液低温蒸发，吸收污水的热能由液态转变为汽态；冷凝管束内的循环软化水吸收了工质液汽化热相对应的热量后，再通入水源热泵机组的蒸发器为热泵机组提供所需热源；本实用新型实现了在小温差条件下的低成本而高效率的换热，其热效率是常用板式换热器的五百多倍。

Description

真空热管体相变换热器

技术领域：

本发明可以应用在低品位能源利用领域中，是一种新型的污水利用系统的主要部件，通过工质液相变换热提取低品位热源的一种设备，工质液置于密闭壳体之内，蒸发管束和冷凝管束之外，其吸收蒸发管束内污水的热量后再与冷凝器中的软化水进行热交换，从而实现为热泵机组提供所需热源。

背景技术：

通常换热器的工作区域都大于或等于40℃，而在近常温时，它们往往表现为传热系数较低，流阻增大；本发明通过特别营造的局部真空环境，综合利用真空条件下的低温相变换热，实现换热器在包括近常温条件下的小温差、低成本而高效率的换热过程。

发明内容：

本发明通过营造局部真空环境，利用真空条件下工质常温相变来换热，并将其嵌入普通换热器内，在不增加流阻的条件下，以扩大换热器的工作区域，提高总的传热系数。真空热管体相变换热器包括密闭壳体、蒸发管束和冷凝管束，蒸发器和冷凝器在密闭壳体内分置，蒸发管束、冷凝管束垂直壁面，工质液置于壳体内，蒸发管束和冷凝管束外，密闭壳体的真空环境，使工质液可低温蒸发。本发明是利用真空环境，一定过热温度的污水以紊流状态通过蒸发管束，管外的工质液就会发生低温蒸发，携带走管内污水释放出的与工质液汽化热相对应的热量；吸收了污水热能由液态转变为汽态的工质液，体积会瞬间增加10万多倍，即高焓值的低温蒸汽就会充斥整个密闭壳体内部；占据壳体内部约一半空间的冷凝管束的外表面就会被这些低温蒸汽包围，由于冷凝管束内流动着紊流状态的、有一定过冷温度的循环软化水，所以冷凝管外的蒸汽很快就在管壁凝结成液滴，这样在冷凝管束内的循环软化水在凝结放热这一过程中吸收到与工质液汽化热相对应的热量；吸收了污水热量的循环软化水再通入水源热泵机组的蒸发器为热泵机组提供所需热源。

本发明创造的优点：在小温差的条件下实现低成本而高效率的换热，综合利用了真空低温相变换热，与常用的板式换热器相比，本发明在热传递过程中利用的是工质液的汽化热，而板式换热器利用的是比热，热效率是板式换热器的五百多倍。

附图说明：

图为真空热管体相变换热器示意图。

具体实施方式：

图中1、密闭壳体；    4、工质液；

2、蒸发管束；        5、真空泵机组。

3、冷凝管束；

蒸发管束、冷凝管束由T2波接管组成，上下封装部位均采用硅酮胶与水封组合结构，污水流经蒸发管束，软化水则在冷凝管束和热泵蒸发器中循环流动。工作时，蒸发管束管内为紊流液膜传热，管外为垂直壁面蒸发传热；冷凝管束管外为垂直壁面滴液冷凝传热，冷凝管束管内也为紊流液膜传热；工质液置于壳体之内、蒸发管束和冷凝管束之外，并作憎水-软化处理，且具有钝化性能，物性指标与水基本相当，壳内额定存量5～8公斤(可调)。

真空泵机组前级泵是水环泵，主泵是旋片泵，真空泵机组为工况准备设备，只是在每次机组运行前运转5～15分钟，当壳体内的真空度达到设定的指标后即可停机，此时，壳内的绝对压力值应使工质液的温度保持在与绝对压力相对应的饱和温度相等，并使污水温度对工质液有≥5℃的过热度，热泵蒸发器的循环水温度对工质液也有约5℃的过冷度。

Claims (4)

1、真空热管体相变换热器：该换热器包括密闭壳体、蒸发管束和冷凝管束，其特征是蒸发器和冷凝器在密闭壳体内分置。

2、根据权利要求1所述的真空热管体相变换热器，其特征在于蒸发管束、冷凝管束为垂直壁面设置。

3、根据权利要求1所述的真空热管体相变换热器，其特征在于工质液置于壳体内，蒸发管束和冷凝管束外。

4、根据权利要求1所述的真空热管体相变换热器，其特征在于密闭壳体的真空环境，使工质液可低温蒸发。

Images