CN203605754U - 模块式换热器 - Google Patents
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Abstract
一种模块式换热器，包括多个换热单元，每个换热单元设有开关，用以选择性地开启或关闭对应的换热单元，使得每个换热单元可选择性地参与换热或不参与换热。由于每个换热单元可以单独开启或关闭，因此可以根据实际换热需求增加或减少运行的换热单元的数量。对于需要将热量同时交换给多种吸热流体的情形，这种调节能力能够满足多种吸热流体的不同吸热需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种换热器，特别是一种用于流体热交换的换热器，可用于以燃气轮机为主设备的冷热电三联供系统或者其它废热回收系统中。
背景技术
发动机尾气温度很高，含有较高能量。为了回收此部分能量，一般是将尾气通入换热器，尾气的热量通过换热器交换至流经此换热器的其它流体，例如生产热水或者利用溴化锂制冷等。有时候，热水需求和制冷需求是会产生变化的，因此希望能提供一种能满足不同吸热需求的换热器。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种可以调节的模块式换热器，以满足不同的吸热需求。
所述模块式换热器包括多个换热单元，每个换热单元设有开关，用以选择性地开启或关闭对应的换热单元，使得每个换热单元可选择性地参与换热或不参与换热。
在一实施例中，所述换热器包括将放热流体的热量交换至第一吸热流体的第一组换热单元和将所述放热流体的热量交换至第二吸热流体的第二组换热单元，每一组换热单元都包括多个换热单元，每一组换热单元中的每个换热单元都设有对应的开关，用以选择性地开启或关闭对应的换热单元，使得每一组换热单元中的每个换热单元都可选择性地参与换热或不参与换热。
在一实施例中，所述换热器包括放热流体路径、第一吸热流体输入通道、第一吸热流体输出通道、第二吸热流体输入通道和第二吸热流体输出通道，这些换热单元设置在所述放热流体路径上，所述第一组换热单元中的每个换热单元内设有第一吸热流体换热通道，每个第一吸热流体换热通道设有与所述第一吸热流体输入通道流体相通的第一吸热流体入口部以及与所述第一吸热流体输出通道流体相通的第一吸热流体出口部，所述第二组换热单元中的每个换热单元内设有第二吸热流体换热通道，每个第二吸热流体换热通道设有与所述第二吸热流体输入通道流体相通的第二吸热流体入口部以及与所述第二吸热流体输出通道流体相通的第二吸热流体出口部。
在一实施例中，在吸热流体的路径上，所述第一组换热单元中的第一吸热流体换热通道是相互并列设置的，所述第二组换热单元中的第二吸热流体换热通道是相互并列设置的。
在一实施例中，所述放热流体为烟气或发动机尾气。
在一实施例中，所述第一吸热流体和第二吸热流体选自水、溴化锂、有机工质和导热油。例如，所述第一吸热流体为水，所述第二吸热流体为溴化锂。
在一实施例中，每个换热单元包括吸热流体输入腔体、吸热流体输出腔体以及连接于所述吸热流体输入腔体和吸热流体输出腔体之间的若干换热管，所述吸热流体输入腔体具有流体入口，所述吸热流体输出腔体具有流体出口，每根换热管分别与所述吸热流体输入腔体和所述吸热流体输出腔体流体相通。
在一实施例中，所述若干换热管包括两组换热管。
在一实施例中，每根换热管设计成弯折状，且上述两组换热管对称设置。
在本发明中，模块式换热器包括多个单元，每个单元可以单独开启或关闭，因此可以根据实际换热需求增加或减少运行的换热单元的数量。对于需要将热量同时交换给多种吸热流体的情形，这种调节能力能够满足多种吸热流体的不同吸热需求。
附图说明
图1是模块式换热器的实施例的简化示意图。
图2是换热单元的一个实施例的立体图。
图3是图2的换热单元的平面图。
具体实施方式
本申请提出一种模块式换热器，其包括多个换热单元，每个换热单元设有开关，用以选择性地开启或关闭对应的换热单元，使得每个换热单元可选择性地参与换热或不参与换热。以下将参考实施例对上述概念作进一步阐述。
在详细描述实施例之前，应该理解的是，本发明不限于本申请中下文或附图中所描述的详细结构或元件排布。本发明可为其它方式实现的实施例。而且，应当理解，本文所使用的措辞及术语仅仅用作描述用途，不应作限定性解释。本文所使用的“包括”、“包含”、“具有”等类似措辞意为包含其后所列出之事项、其等同物及其它附加事项。除特别声明外，“安装”、“连接”和“支撑”等类似措辞应作广义解释，包含直接及间接的安装、连接、支撑。此外，“连接”不限于物理的或机械的连接。
图1是模块式换热器10的一个实施例的简化示意图。模块式换热器10包括放热流体路径12，用于让放热流体通过。放热流体一般为高温流体，例如烟气或发动起尾气等。在本实施例中，换热器10是将放热流体的热量同时交换至第一吸热流体和第二吸热流体。例如，第一吸热流体是水，第二吸热流体是溴化锂，这种吸热流体的选择可应用于以燃气轮机为主设备的冷热电三联供系统中。为此，换热器10包括第一吸热流体输入通道14、第一吸热流体输出通道16、第二吸热流体输入通道18和第二吸热流体输出通道20。
换热器10包括多个换热单元。这些换热单元设置在放热流体路径上，用于将放热流体的热量交换至流经换热单元的吸热流体。
此实施例是以换热器10包括八个换热单元为例，且这些换热单元分成两组，第一组包括四个换热单元22，第二组包括四个换热单元24。第一组的四个换热单元22用以将放热流体的热量交换至第一吸热流体（本实施例中为水），第二组的四个换热单元24用以将放热流体的热量交换至第二吸热流体（本实施例中为溴化锂）。在其它实施例中，换热单元的总数量不限定于8个，每组换热单元的数量可以多于4个或少于4个。而且，也可以设置更多组的换热单元。
第一组换热单元中的每个换热单元22设有第一吸热流体换热通道26。每个第一吸热流体换热通道26具有第一吸热流体入口部28和第一吸热流体出口部30。第一吸热流体入口部28与第一吸热流体输入通道14流体相通，第一吸热流体出口部30与第一吸热流体输出通道16流体相通的。这样，第一吸热流体输入通道14中的第一吸热流体（例如，水）经由第一吸热流体入口部28进入第一吸热流体换热通道26，吸收放热流体的热量后再经由第一吸热流体出口部30输出至第一吸热流体输出通道16。每个第一吸热流体换热通道26上设有开关29（例如，阀门29），用以选择性地开启或关闭对应的换热单元，使得第一组换热单元中的每个换热单元都可选择性地参与换热或不参与换热。在第一吸收流体的流动路径上，这些第一吸热流体换热通道26相互之间是并列设置的。
同样，第二组换热单元中的每个换热单元24设有第二吸热流体换热通道32。每个第二吸热流体换热通道32具有第二吸热流体入口部34和第二吸热流体出口部36。每个第二吸热流体入口部34与第二吸热流体输入通道18流体相通，每个第二吸热流体出口部36与第二吸热流体输出通道20流体相通。这样，第二吸热流体输入通道18中的第二吸热流体（例如，溴化锂）经由第二吸热流体入口部34进入第二吸热流体换热通道32，吸收放热流体的热量后再经由第二吸热流体出口部36输出至第二吸热流体输出通道20。每个第二吸热流体换热通道32上设有开关39（例如，阀门39），用以选择性地开启或关闭对应的换热单元，使得第二组换热单元中的每个换热单元都可选择性地参与换热或不参与换热。在第二吸收流体的流动路径上，这些第二吸热流体换热通道32相互之间是并列设置的。
由于每个换热单元都可以单独开启或关闭，当吸热流体的吸热需求有变化时，可以进行弹性地调节。例如，假设所有换热单元22、24都全开时，第一组换热单元22吸收放热流体50%的热量，第二组换热单元24吸收50%的热量（这里只是假设，实际上换热单元是不可能将放热流体的热量全部交换至吸热流体的）。当不需要制冷时，则不需要溴化锂工质参与工作，因此第二组换热单元24全部关闭。此时，第一组换热单元22将100%的热量全部交换至第一吸热流体（例如水）。相反，在另一种情形，可以全部关闭第一组换热单元22，而让第二组换热单元24将100%的热量交换至第二吸热流体（例如，溴化锂）。还有一些情形，为了避免符合工质（例如，溴化锂）的过蒸发或者其它需求，可以关闭部分第二组换热单元24，以维持溴化锂的温度。总之，根据吸热量的实际需求，每个换热单元可以选择性地关闭或开启。
当某个换热单元关闭时，其内的吸热流体或工质可以排空。例如，当含有溴化锂工质的换热单元24不参与工作时，可以将该换热单元24的溴化锂工质排空，以避免工质结晶。
图2和图3描绘了可应用于前述模块式换热器10的换热单元的一个具体实施例。在该实施例中，换热单元以标号40表示，其可以作为前述实施例中的换热单元22或换热单元24。换热单元40包括吸热流体输入腔体42、吸热流体输出腔体44以及连接于吸热流体输入腔体42和吸热流体输出腔体44之间的若干换热管46。
吸热流体输入腔体42具有流体入口48，吸热流体输出腔体44具有流体出口50。每根换热管46包括输入端和输出端，其输入端与吸热流体输入腔体42流体相通，而输出端与吸热流体输出腔体44流体相通。这样，当应用于前述实施例中时，吸热流体输入通道中的吸热流体（第一或第二吸热流体）可经过流体入口48流入吸热流体输入腔体42，然后经由换热管46流入吸热流体输出腔体44，再经由流体出口50流向吸热流体输出通道。
吸热流体在换热管46中流动时，与换热管46外的放热流体进行热交换。这些换热管46之间具有间隔以让放热流体能够在这些换热管46之间流过。在该具体实施例中，换热单元40的换热管46包括对称设置的两组换热管46，且每根换热管46设计成弯折状以增大换热表面。
以上是结合两种吸热流体来介绍模块式换热器的实施例。本发明的概念也可以应用于单一吸热流体或多余两种吸热流体的情形。而且，在以上的实施例中，第一吸热流体为水，第二吸热流体为溴化锂。应当理解的是，这些都是为了举例说明，吸热流体也可以为其它流体，例如有机工质，导热油等等。放热流体泛指任何可通过换热器将其热能交换至其它流体的热源流体，包括但不限于，高温烟气、发动机尾气、工业废气、高温液体等等。
综上所述，本发明提供了一种模块式换热器，包括多个换热单元，每个换热单元可选择性地开启或关闭，使得每个换热单元可选择性地参与换热或不参与换热，从而满足不同的吸热需求。
本文所描述的概念在不偏离其精神和特性的情况下可以实施成其它形式。所公开的具体实施例应被视为例示性而不是限制性的。因此，本发明的范围是由所附的权利要求，而不是根据之前的这些描述进行确定。在权利要求的字面意义及等同范围内的任何改变都应属于这些权利要求的范围。
Claims (10)
1.一种模块式换热器，其特征在于，所述模块式换热器包括多个换热单元，每个换热单元设有开关，用以选择性地开启或关闭对应的换热单元，使得每个换热单元可选择性地参与换热或不参与换热。
2.如权利要求1所述的模块式换热器，其特征在于，所述换热器包括将放热流体的热量交换至第一吸热流体的第一组换热单元和将所述放热流体的热量交换至第二吸热流体的第二组换热单元，所述第一吸热流体不同于所述第二吸热流体，每一组换热单元都包括多个换热单元，每一组换热单元中的每个换热单元都设有对应的开关，用以选择性地开启或关闭对应的换热单元，使得每一组换热单元中的每个换热单元都可选择性地参与换热或不参与换热。
3.如权利要求2所述的模块式换热器，其特征在于，所述换热器包括放热流体路径、第一吸热流体输入通道、第一吸热流体输出通道、第二吸热流体输入通道和第二吸热流体输出通道，这些换热单元设置在所述放热流体路径上，所述第一组换热单元中的每个换热单元内设有第一吸热流体换热通道，每个第一吸热流体换热通道设有与所述第一吸热流体输入通道流体相通的第一吸热流体入口部以及与所述第一吸热流体输出通道流体相通的第一吸热流体出口部，所述第二组换热单元中的每个换热单元内设有第二吸热流体换热通道，每个第二吸热流体换热通道设有与所述第二吸热流体输入通道流体相通的第二吸热流体入口部以及与所述第二吸热流体输出通道流体相通的第二吸热流体出口部。
4.如权利要求3所述的模块式换热器，其特征在于，在吸热流体的路径上，这些第一组换热单元中的第一吸热流体换热通道是相互并列设置的，这些第二组换热单元中的第二吸热流体换热通道是相互并列设置的。
5.如权利要求2所述的模块式换热器，其特征在于，所述放热流体为烟气或发动机尾气。
6.如权利要求2所述的模块式换热器，其特征在于，所述第一吸热流体和第二吸热流体选自水、溴化锂、有机工质或导热油。
7.如权利要求6所述的模块式换热器，其特征在于，所述第一吸热流体为水，所述第二吸热流体为溴化锂。
8.如权利要求1所述的模块式换热器，其特征在于，每个换热单元包括吸热流体输入腔体、吸热流体输出腔体以及连接于所述吸热流体输入腔体和吸热流体输出腔体之间的若干换热管，所述吸热流体输入腔体具有流体入口，所述吸热流体输出腔体具有流体出口，每根换热管分别与所述吸热流体输入腔体和所述吸热流体输出腔体流体相通。
9.如权利要求8所述的模块式换热器，其特征在于，所述若干换热管包括两组换热管。
10.如权利要求9所述的模块式换热器，其特征在于，每根换热管设计成弯折状，且上述两组换热管对称设置。
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| WO2015070423A1 (zh) * | 2013-11-14 | 2015-05-21 | 深圳智慧能源技术有限公司 | 模块式换热器 |
| CN107062441A (zh) * | 2017-05-10 | 2017-08-18 | 袁军 | 一种非对称传热方法及设备和系统 |
| CN110793053A (zh) * | 2019-11-08 | 2020-02-14 | 北京市京海换热设备制造有限责任公司 | 一种垃圾燃烧发电烟气余热回收装置 |
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