CN201662340U - 废气热交换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是有关于一种废气热交换装置，包含有一个导送单元及一个热交换单元。该导送单元具有多数支主导管，至少其中一支主导管具有一个用于填充冷凝介质的操作口，该热交换单元与该导送单元互相连通，并具有多数支呈并列设置的热交换管，所述热交换管彼此互相连通，且各具有一支管体及多数片设置在该管体外部的鳍片。借此，该热交换装置的维修容易、介质的填充方便，且该热交换单元能产生热传均匀热传效率高的功效。

Description

废气热交换装置

技术领域

本实用新型涉及一种热交换设备，特别是涉及一种废气热交换装置。

背景技术

定型机是纺织印染后对布料进行整理的设备，布料在热定型过程中温度较高，定型机烘箱中产生大量的高温气体，高温气体中包含有机油分、染料、染料助剂、润滑油、纤维类颗粒物等污染物质。定型机工作时挥发出来的油雾废气吸入人体会直接损害呼吸道粘膜，对人体呼吸道和肺部有一定的刺激，降低人体免疫功能，使人出现呛咳、胸闷、气短症状，气管收缩，呼吸阻力增加。油雾挥发在大气中不容易溶于水，不会随着雨水降落到地面，而将漂浮在空中，成为长期的污染源。同时油雾挥发在大气中的分子团可吸入颗粒物成分很复杂，并具有较强的吸附能力，能成为多种污染物的集合体，它与其它可挥发性有机物一样，是空气中光化学反应污染的源头。目前，比较有效的控制办法就是在排放前集中进行净化处理。

利用定型机的引风设备将定型机排出的废气引排出，进行净化处理。

由于排出的气体温度很高，直接排入空气中，不但对环境产生不良的热岛效应，而且，白白地流向大气也是一种资源浪费。

现有技术“气-气”热交换器回收热能，新风由于定型机内负压的作用，所以能被吸入热交换器的鲜风道内，加热后将大量热能送到定型机内达到节能降耗的目的。高温废气经过热交换器内通道时，大部分热能被鲜风带走而降低了废气温度，提高了后期净化效果。经降温后的废气进入净化器底部入口，经器体内扩散、缓流后穿过塔板与喷淋系统成紊流接触，将废气中纤维尘、油烟充分洗涤后，经净化器下部排水口汇入排水总管流入循环水箱中。循环水经初滤、中滤去除大部分中长度纤维和浮油分离后由循环水泵再次泵入供水系统，产生闭路循环供水。净化后的气体则经脱水器脱水后由顶部经排风管道排入大气。

其中，气-气式换热设备：空气热交换器，热端通入废气，以此加热散热片。再使冷空气从散热片的冷段通过热交换器，被加热成干净热气。在两种气体不相接触的情况下实现能量的转换。一方面降低废气的温度。另一方面，把冷空气加热，将外界的空气从25～30℃加热到约120～130℃，再通过管道送入定型机烘箱内的导热油热交换器前端中，用来补充定型机所需的干净空气，以节省烘箱的运行成本。

此类定型机的余热回收装置，目前已有多种包括专利技术的方式在实施：如《新型废气处理机热回收装置》，专利号CN2912774；“热定型机废热空气净化热能利用热管换热器”，专利号CN101113877；“定型机与余热回收装置的集中式管道安装连接结构”，专利号CN201077900；“热定型机的废气处理及热能回收装置”，专利号CN101314095；“热定型机废热空气热管气-气换热净化器”，专利号CN101368798等均已在市场上流通。然而上述技术仍存在诸多问题未能解决：如该换热器基本上都使用单管真空热管传热，由于单管真空传热的加工过程，只凭经验制作真空传导热管，无法准确的控制每一支热管内的真空度，因此，无法保证每一支真空传导热管的效率，同时真空传导热管由于长时间的运行，介质与真空管子内壁会产生化学或电化学反应而使得不凝物质的增加，由于不凝物质的增加而会降低真空相变的传热效果，终至换热效果会每年递减，而影响正常生产的效率。由于定型机的生产过程会产生很多的纤维或油脂，经过换热器沾粘在换热器真空热管或热管的鳍片上，而影响真空传导热管的传热效果，而使得节能效果无法达到设计的预期效果。

如图1所示，目前广泛使用的纺织定型机余热换热装置是由多支单独的带鳍片金属热交换管1水平横卧，以行、列排列构成一个矩形体换热交换箱体的，由一块垂直的竖直分隔板2，将矩形体换热交换器的内部分割成左右各一半，其中一半为进气箱体，一半为出气箱体，在左、右箱体的上方与下方各开设进气口与出气口。当一侧的高温废气从下往上流出时，热气体的热量被吸收入带鳍片的金属热交换管1上，金属热交换管1是一种很好的吸热、传热介体，通过热交换管1将一侧的热量传到了另一侧11上，当新鲜的冷空气从另一侧的上方经过热交换管1进入下部的成型机体内，吸收了热交换管1上的热量，温度升高，较高温度的新鲜空气便进入了成型机的内部，节约了能源，有利提高空气的功效。

但是，如前所述，单支的热交换管1相互的质量不一致，使用一段时间后，有些传热效果虽然很好，但是有些由于不凝物质增加或气密泄漏等原因，效果明显下降，由此影响整体传热效果；另外，由于热交换管1水平横置，管内的介质由液态气化，在管内空间状态不利转相变化，效果较差。再者，热交换管1表面由于冷热空气的接触、交换。使用过程中凝结粘连纤维油脂，影响热交换管1的传热性能。

由此可见，上述现有的气-气式换热设备在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的废气热交换装置，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本实用新型的目的在于，克服现有的气-气式换热设备存在的缺陷，而提供一种新型结构的废气热交换装置，所要解决的技术问题是提供一种维修方便、热交换介质更换、填充容易，热传递均匀、热传效率高且能节省能源、符合环保需求。

本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本实用新型提出的一种废气热交换装置，包含一个导送单元及一个热交换单元；其中该导送单元，具有多数支主导管，至少其中一支主导管具有一个用于填充冷凝介质的操作口；该热交换单元，与该导送单元互相连通，并具有多数个呈并列设置且呈并联式的热交换管，所述热交换管彼此互相连通。

本实用新型的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

较佳地，前述的废气热交换装置，其中该导送单元还具有多数支用于连通所述主导管的副导管及多数支用于连通所述副导管与所述热交换管的连通管，该热交换单元的热交换管呈竖立设置，并平行于所述副导管，且垂直连通于所述连通管，所述热交换管各具有一支管体及多数片设置在该管体外部的鳍片。

较佳地，前述的废气热交换装置，其中还包含有一个壳体单元，该壳体单元具有一个包围在该热交换单元外部的环壁、一个设置在该环壁底部的底壁、一个设置在该环壁顶部的顶壁及一个连接在该环壁中段且介于该底壁与该顶壁间的分隔板，该环壁与该底壁、该顶壁共同界定出一个空间，该分隔板将该空间分隔成一个对应该底壁的下容室与一个对应该顶壁的上容室。

较佳地，前述的废气热交换装置，其中该热交换管单元的热交换管与该分隔板垂直设置，且受该分隔板区隔，各具有一个对应该下容室的吸热段及一个对应该上容室的放热段。

较佳地，前述的废气热交换装置，其中该壳体单元还具有一个连接在该环壁、该分隔板与该底壁间的下回道板，该下回道板在该下容室中产生一个下U形回道，该下U形回道具有一个供废气引入的下入口及一个供废气排出的下出口，所述热交换管的吸热段设置于该下入口与该下出口间。

较佳地，前述的废气热交换装置，其中该壳体单元还具有一个连接在该环壁、该分隔板与该顶壁间的上回道板，该上回道板在该上容室中产生一个上U形回道，该上U形回道具有一个供新鲜空气引入的上入口及一个供空气排出的上出口，所述热交换管的放热段设置于该上入口与该上出口间。

较佳地，前述的废气热交换装置，其中该壳体单元的下入口、该下出口与该上入口、上出口分别设置在该环壁相反的两侧。

较佳地，前述的废气热交换装置，其中还包含有一支接设于该壳体单元的下入口的下导风管、一支接设于该壳体单元的上入口的上导风管及二个分别安装在该下导风管与该上导风管中的滤网。

较佳地，前述的废气热交换装置，其中该导送单元具有四支主导管，设有该操作口的一支主导管还具有一个安装在该操作口的控制阀，另一支主导管具有一个排放阀。

较佳地，前述的废气热交换装置，其中该壳体单元的环壁具有多数个可将压力气体吹入该下容室的清扫吹口。

较佳地，前述的废气热交换装置，其中该热交换单元设有7～17排的热交换管，每一排的热交换管设置数量为7～15支，相邻设置的二支连通管所接设的热交换管位置呈错开设置，错位距离为二支热交换管间距的0.2至0.5倍。

较佳地，前述的废气热交换装置，其中该导送单元还具有一个设于其中一支副导管且显示介质液位的显示部。

本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术内容可知，为达到上述目的，本实用新型提供了一种废气热交换装置，包含有一个导送单元及一个热交换单元。该导送单元具有多数支主导管，至少其中一支主导管具有一个用于填充冷凝介质的操作口。该热交换单元与该导送单元互相连通，并具有多数支呈并列设置且呈并联式的热交换管，所述热交换管彼此互相连通。

本实用新型的有益效果在于：利用该导送单元设置该操作口，方便填充或更换介质，利用该热交换单元与该导送单元互相连通，且该热交换单元的所述热交换管呈并列设置，则产生较佳的热传效率，不但节省能源，且符合环保的需求。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是现有一种热交换装置的立体示意图；

图2是本实用新型废气热交换装置的一个较佳实施例的立体示意图；

图3是该较佳实施例的前视组合图；

图4是沿着图3中的直线IV-IV所取的剖视示意图；

图5是沿着图3中的直线V-V所取的剖视示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的废气热交换装置，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

如图2及图3所示，本实用新型废气热交换装置的较佳实施例，包含有一个导送单元10、一个连通于该导送单元10的热交换单元20、一个包围在该导送单元10外部的壳体单元30、一支接设于该壳体单元30的下导风管40、一支接设于该壳体单元30的上导风管50及二个分别安装在该下导风管40与该上导风管50中的滤网60。

该导送单元10具有四支呈横置状的主导管11、两两成一组地垂直连通所述主导管11的副导管12及多数支用于连通在两组副导管12间的连通管13。其中一支主导管11具有一个用于填充冷凝介质的操作口111、一个安装在该操作口111的控制阀112及一个真空压力表113，另一支主导管11具有一个排放阀114，且其中一支副导管12安装有一个能显示介质液位的显示部14。

该热交换单元20与该导送单元10互相连通，并具有多数支呈并列设置且呈并联式的热交换管21，所述热交换管21呈竖立设置，并平行于所述副导管12且垂直连通于所述连通管13，利用所述连通管13彼此互相连通，且各具有一支管体211及多数片设置在该管体211外部的鳍片212。本实施例的热交换单元20设有7～17排的热交换管21，每一排的热交换管21设置数量为7～15支，相邻设置的二支连通管13所接设的热交换管21位置呈错开设置，错位距离为二支热交换管21间距的0.2至0.5倍。

配合参阅图4及图5，该壳体单元30具有一个包围在该热交换单元20外部的环壁31、一个设置在该环壁31底部的底壁32、一个设置在该环壁31顶部的顶壁33、一个连接在该环壁31中段且介于该底壁31与该顶壁33间的分隔板34、一个连接在该环壁31、该分隔板34与该底壁32间的下回道板35、一个连接在该环壁31、该分隔板34与该顶壁33间的上回道板36。该环壁31与该底壁32、该顶壁33共同界定出一个空间37，该分隔板34将该空间37分隔成一个对应该底壁32的下容室371与一个对应该顶壁33的上容室372。该下回道板35在该下容室371中产生一个下U形回道38，该下U形回道38具有一个供废气引入的下入口381及一个供废气排出的下出口382，该上回道板36在该上容室372中产生一个上U形回道39，该上U形回道39具有一个供新鲜空气引入的上入口391及一个供空气排出的上出口392，该下入口381、下出口382与该上入口391、上出口392分别设置在该环壁31相反的两侧，该上出口392接引至需要利用余热回收的加工机具(例如定型机)。且该热交换管单元20的热交换管21与该分隔板34垂直设置，受该分隔板34区隔，各具有一个对应该下容室371的吸热段213及一个对应该上容室372的放热段214，所述热交换管21的吸热段213设置于该下入口381与该下出口382间，所述热交换管21的放热段214设置于该上入口391与该上出口392间。另外，该环壁31具有多数个将压力气体吹入该下容室371的清扫吹口311。

该下导风管40接设于该壳体单元30的下入口381，用于将该定型加工机具所产生的废热导入该下容室371中。

该上导风管50接设于该壳体单元30的上入口391，用以将新鲜空气导入该上容室372中。

所述滤网60用以滤除通过该下导风管40与该上导风管50的废气或空气中的纤维或颗粒物。

再如图3及图4所示，当加定型工机具所产生的废热气经由该下导风管40导入该下容室371时，热废气的热量被所述热交换管21的吸热段213吸收，所述热交换管21内的介质会产生相变化，并将热能传递至所述放热段214。

接着，如图3及图5所示，外部新鲜空气经由该上导风管50导入该上容室372时，会受到所述放热段214的加温作用，所具有相当温度的新鲜空气再由上出口392而接引至需要利用余热回收的定型加工机具。

本实用新型的功效归纳如下：

一、本实用新型在该壳体单元30的环壁31设置供压力气体吹出清扫吹口311，方便于对热交换管21的管体211及鳍片212上的沾粘物吹拂、清除，确保热交换管21的传热、散热性能。

二、本实用新型具有并联式热交换管21的热交换装置组装检测合格后，通过真空泵，将设备管内抽真空至工艺真空度，由该真空压力表113测量，在其中一支副导管12上设置能显示介质液位的显示部14，便于观察和掌握热交换管21中工作介质的工作状态，以便采取对应措施，确保正常和良好的工作状态，关闭该控制阀112就能正常使用。

三、该壳体单元30的分隔板34、下回道板35、上回道板36与环壁31的连接处成气密性连接，防止泄漏而影响工作效率。

四、本实施例中，并联式热交换管21的热交换装置，热废气采用双回程结构，且使用铝、钢复合鳍片212，表面黑化处理，换热效率高。热交换管21部分在吸热段213布置高频焊鳍片212，降低了纤维和油脂附着其表面的机率，放热段214布置铝合金鳍片212，能大大提高热管的换热效果。

五、并联式热交换管21底部和顶部分别利用连通管13连通，所述连通管13再与所述主导管11连通，该主导管11上下由连通管13连通。且在该壳体单元30中设置分隔板34，产生上下两个独立换热的下容室371与上容室372，且为吸热层和放热层。在上下部换热空间分别纵向设置有下回道板35与上回道板36，确保气体在各自空间内充分换热。且提供废气进出的下入口381、下出口382同侧，而提供洁净空气进出的上入口391、上出口392在另一侧。

六、利用该下回道板35与上回道板36的设置，热交换的路径加长，因此，吸热和放热更加充分，能量、功率更大，效果更好。

七、所述热交换管21竖立的排列方向使得管内介质相态转换更加有利，所有热交换管21全部由连通管13、副导管12、主导管11纵、横管连通，可以保证每支热交换管21中的介质形态、质量、压力等指针相同，可以发挥每支热交换管21的最大效应，便于对热交换装置进行维护维修及介质的更换。

以本实用新型热交换装置搭配纺织定型机进行经济效益分析：定型机烘箱的工作温度在200℃左右，单台八个烘箱的定型机废气总排量约为：14000--22000m3/h，排出的废气温度为170℃左右。安装该装置后，补入的热风温度约为130℃，补入的热风温度与排出废气温差在40℃左右，补风量为5000--8000m3/h。

如：废气温度为170℃，补入热风温度为130℃，补风量按平均值6500m3/h，则余热回收热量为：

Q＝V*Cp*(t1-t2)＝6500×1.3×(130-30)＝845000KJ/h＝201815Kcal/h

一台八个烘箱的定型机额定消耗热量约为1300000Kcal/h，实际消耗热量约为1000000Kcal/h。若按额定消耗热量计算，约可提高效率16％；若按实际消耗热量计算，约可提高效率20％。

按每天20小时，每年300天计算，可节约燃料：回收热量20.18万Kcal/h；节约煤238(t/a)；节约重油119(t/a)；节约天然气138695(m3/a)其中：煤发热量：5000Kcal/kg，重油发热量10000Kcal/kg，天然气发热量8700Kcal/m3；每吨煤暂按人民币900元计算：节约效益为238t/a×900元/t＝214200元/a。

采用本实用新型并联式热交换管21，即使各个热交换管21的真空度和工况质量都各自发生了或大或细微的变化，但是本实用新型的结构可以确保各排、各支热交换管21“相变段”受热面最低壁面温度没有，或者只有微小的梯度温降。同时，本实用新型可以随时更换充填热交换管21内介质，清理残留或更换排除的余液，并借由该排放阀114排出，大大提高了热交换管21的换热效果和使用寿命。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (12)

1.一种废气热交换装置，包含一个导送单元及一个热交换单元；其特征在于：

该导送单元，具有多数支主导管，至少其中一支主导管具有一个用于填充冷凝介质的操作口；

该热交换单元，与该导送单元互相连通，并具有多数个呈并列设置且呈并联式的热交换管，所述热交换管彼此互相连通。

2.如权利要求1所述的废气热交换装置，其特征在于：该导送单元还具有多数支用于连通所述主导管的副导管及多数支用于连通所述副导管与所述热交换管的连通管，该热交换单元的热交换管呈竖立设置，并平行于所述副导管，且垂直连通于所述连通管，所述热交换管各具有一支管体及多数片设置在该管体外部的鳍片。

3.如权利要求1所述的废气热交换装置，其特征在于：还包含有一个壳体单元，该壳体单元具有一个包围在该热交换单元外部的环壁、一个设置在该环壁底部的底壁、一个设置在该环壁顶部的顶壁及一个连接在该环壁中段且介于该底壁与该顶壁间的分隔板，该环壁与该底壁、该顶壁共同界定出一个空间，该分隔板将该空间分隔成一个对应该底壁的下容室与一个对应该顶壁的上容室。

4.如权利要求3所述的废气热交换装置，其特征在于：该热交换管单元的热交换管与该分隔板垂直设置，且受该分隔板区隔，各具有一个对应该下容室的吸热段及一个对应该上容室的放热段。

5.如权利要求4所述的废气热交换装置，其特征在于：该壳体单元还具有一个连接在该环壁、该分隔板与该底壁间的下回道板，该下回道板在该下容室中产生一个下U形回道，该下U形回道具有一个供废气引入的下入口及一个供废气排出的下出口，所述热交换管的吸热段设置于该下入口与该下出口间。

6.如权利要求5所述的废气热交换装置，其特征在于：该壳体单元还具有一个连接在该环壁、该分隔板与该顶壁间的上回道板，该上回道板在该上容室中产生一个上U形回道，该上U形回道具有一个供新鲜空气引入的上入口及一个供空气排出的上出口，所述热交换管的放热段设置于该上入口与该上出口间。

7.如权利要求6所述的废气热交换装置，其特征在于：该壳体单元的下入口、该下出口与该上入口、上出口分别设置在该环壁相反的两侧。

8.如权利要求7所述的废气热交换装置，其特征在于：还包含有一支接设于该壳体单元的下入口的下导风管、一支接设于该壳体单元的上入口的上导风管及二个分别安装在该下导风管与该上导风管中的滤网。

9.如权利要求2所述的废气热交换装置，其特征在于：该导送单元具有四支主导管，设有该操作口的一支主导管还具有一个安装在该操作口的控制阀，另一支主导管具有一个排放阀。

10.如权利要求2所述的废气热交换装置，其特征在于：该壳体单元的环壁具有多数个可将压力气体吹入该下容室的清扫吹口。

11.如权利要求2所述的废气热交换装置，其特征在于：该热交换单元设有7～17排的热交换管，每一排的热交换管设置数量为7～15支，相邻设置的二支连通管所接设的热交换管位置呈错开设置，错位距离为二支热交换管间距的0.2至0.5倍。

12.如权利要求2所述的废气热交换装置，其特征在于：该导送单元还具有一个设于其中一支副导管且显示介质液位的显示部。

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