CN214250682U - 一种超低温余热回收利用装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种超低温余热回收利用装置，涉及余热回收的领域，超低温余热回收利用装置包括箱体和换热组件，所述箱体中空设置形成空腔，所述箱体内设置有隔板，以将空腔分为散热腔和换热腔，所述箱体上开设有与散热腔连通的余热气体进口和余热气体出口，所述箱体上开设有与换热腔连通的热气体出口和待加热气体进口，所述换热组件包括多根换热管，多根所述换热管与隔板连接，并部分位于散热腔，其余部分位于换热腔，所述换热管内承装有可发生液‑气相态变化的换热介质，所述换热管由靠近向远离余热气体进口的方向倾斜设置；通过换热组件和箱体的设置，从而实现提高余热回收利用装置的换热效率的目的。

Description

一种超低温余热回收利用装置

技术领域

本申请涉及余热回收的领域，尤其是涉及一种超低温余热回收利用装置。

背景技术

余热是指受历史、技术、理念等因素的局限性，在已投运的工业企业耗能装置中，原始设计未被合理利用的显热和潜热。它包括高温废气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热等。根据调查，各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的17%~67%，可回收利用的余热资源约为余热总资源的60%。

一般现有的待加热气体与高温废气之间的余热回收常采用如下方式：将待加热气体通入大管中，将高温废气通入小管中，最后大管与小管套接，以利用温差实现二者热交换。针对该种方式，发明人认为存在有换热效率低的缺陷。

实用新型内容

为了提高余热回收利用装置的换热效率，本申请提供了一种超低温余热回收利用装置。

本申请提供的一种超低温余热回收利用装置，采用如下的技术方案：

一种超低温余热回收利用装置，包括箱体和换热组件，所述箱体中空设置形成空腔，所述箱体内设置有隔板，以将空腔分为散热腔和换热腔，所述箱体上开设有与散热腔连通的余热气体进口和余热气体出口，所述箱体上开设有与换热腔连通的热气体出口和待加热气体进口，所述换热组件包括多根换热管，多根所述换热管与隔板连接，并部分位于散热腔，其余部分位于换热腔，所述换热管内承装有可发生液-气相态变化的换热介质，所述换热管由靠近向远离余热气体进口的方向倾斜设置。

通过采用上述技术方案，带有热量的废气从余热气体进口进入散热腔，并经换热管与换热介质发生热量交换后，从余热气体出口溢出；冷空气从待加热气体进口进入换热腔，并经换热管与换热介质发生热量交换后，从热气出口溢出；其中散热腔内，带有热量的废气与换热管换热时，换热介质吸热发生相变并变为气态，然后气态的换热介质逐渐沿换热管移动至换热腔内，冷空气经换热管时，冷空气吸热变为热空气，换热介质放热发生相变变为液态，从而沿换热管流回换热腔内；通过换热组件和箱体的设置，增大了余热气体与换热介质的接触面积以及待加热气体与换热介质的接触面积，从而实现提高余热回收利用装置的换热效率的目的。

可选的，所述换热管为负压管。

通过采用上述技术方案，余热气体温度不大于85℃时为超低温余热气体，负压管的设置，降低了对换热管内换热介质液态变为气态时所需的热量，从而使得余热回收装置适用于超低温余热的回收。

可选的，所述换热管上连接有多块散热翅片。

通过采用上述技术方案，散热翅片的设置，增大了带有余热的废气以及冷空气与换热管的热交换面积。

可选的，所述换热腔内的气体流动方向与散热腔内的气体流动方向相反。

通过采用上述技术方案，换热腔内的气体流动方向与散热腔内的气体流动方向相反设置，提高了余热回收率。

可选的，所述换热管与水平面的夹角为a，且a朝向隔板设置，所述a的角度不小于25度。

通过采用上述技术方案，a不小于25度使得换热管内的换热介质变为液态后可快速的流回换热腔内。

可选的，所述隔板上开设有供换热管穿过的连接孔，所述箱体与隔板相对的侧壁上开设有安装孔，所述箱体侧壁上设置有用于闭合和开启安装孔的挡风件。

通过采用上述技术方案，调节挡风件，使得安装孔打开，工作人员将换热管穿过安装孔后再穿过连接孔，最后调节挡风件，使得安装孔闭合，从而完成换热管的安装，实现便于工作人员更换换热管的目的。

可选的，所述挡风件为阻挡螺栓，所述阻挡螺栓与安装孔螺纹连接后与换热管抵触，所述换热管远离阻挡螺栓的一端与箱体另一侧壁抵触。

通过采用上述技术方案，转动阻挡螺栓，使得阻挡螺栓与换热管抵触，且换热管远离阻挡螺栓的一端与箱体另一侧壁抵触，从而提高了换热管与隔板连接的稳定性，且阻挡螺栓与安装孔螺纹连接，减少了换热腔通过安装孔与外界环境的热交换。

可选的，所述箱体远离安装孔的侧壁上设置有安装板，所述安装板上开设有与换热管卡接配合的支撑槽或支撑孔。

通过采用上述技术方案，将换热管从安装孔插入连接孔，并使换热管远离阻挡螺栓的一端插入支撑槽或支撑孔内，从而使得支撑槽或支撑孔对换热管起到辅助支撑和定位作用，从而进一步提高换热管与隔板的连接稳定性。

可选的，所述换热管上套设有密封件，所述密封件与隔板靠近安装孔的一侧抵触。

通过采用上述技术方案，密封件的设置，使得换热腔内的气体和散热腔内的气体不易经连接孔进行气体交换。

可选的，所述隔板上开设有容纳密封件的密封槽。

通过采用上述技术方案，密封槽的设置，进一步提高了密封件与隔板之间的密封性。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过换热组件和箱体的设置，实现了提高余热回收率的目的；

2.换热管设置为负压管，降低了换热管中换热介质的沸点，从而提高了超低温余热回收利用装置的适用范围。

附图说明

图1是本申请实施例一的局部剖示图；

图2是本申请实施例二的局部剖示图；

图3是图2中A部分的放大示意图；

图4是图2中B部分的放大示意图。

附图标记说明：100、箱体；110、隔板；111、连接孔；120、安装孔；121、阻挡螺栓；130、安装板；132、支撑孔；140、密封槽；200、空腔；210、换热腔；211、热气体出口；212、待加热气体进口；220、散热腔；221、余热气体进口；222、余热气体出口；300、换热组件；310、换热管；311、散热翅片；312、密封件。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种超低温余热回收利用装置。本申请中指定带有余热的废气温度不大于85℃时为超低温余热气体，且本申请中待加热气体为空气，余热气体为废气。

实施例一

参照图1，超低温余热回收利用装置包括箱体100，箱体100中空设置形成空腔200。箱体100内固定连接有隔板110，本实施例中隔板110与箱体100的固定连接采用焊接的方式。隔板110将空腔200分为不连通的散热腔220和换热腔210。箱体100侧壁上开设有与散热腔220连通的余热气体进口221和余热气体出口222，同时箱体100侧壁上开设有与换热腔210连通的热气体出口211和待加热气体进口212。废气从余热气体进口221进入，最后在余热气体出口222流出，空气从待加热气体进口212,进入，最后从热气体出口211流出，且空气与废气的流动方向相反。

超低温余热回收利用装置还包括换热组件300，换热组件300包括多根换热管310，换热管310为负压管，且本实施例中换热管310为真空管。换热管310内均承装有可发生液-气相态变化的换热介质。多根换热管310分为多组，每组换热管310位于同一平面上，且该平面与隔板110夹角设置。多组换热管310沿气体流动方向依次设置。换热管310与隔板110固定连接，且换热管310部分位于散热腔220内，其余部分位于换热腔210内。

带有余热的废气从余热气体进口221进入散热腔220内，废气与换热管310位于散热腔220内的部分接触时，废气与换热管310内的换热介质发生热交换，废气放热，换热介质吸热且换热介质的相态由液态变为气态，气态的换热介质向换热管310位于换热腔210的部分流动，且放热之后的废气经余热气体出口222流出；冷空气从待加热气体进口212流入换热腔210中，当冷空气与换热管310位于换热腔210内的部分接触时，冷空气与换热管310内呈气态的换热介质发生热交换，冷空气吸热变为热空气并从热气体出口211流出，换热管310中的换热介质放热由气态变为液态，并流回换热管310位于散热腔220的部分，以进行下一次热交换。为了便于换热介质在换热管310中的流动，换热管310由靠近向远离余热气体进口221的方向倾斜设置。换热管310与水平面的夹角为a，a朝向隔板110设置，且a的角度不小于25度，以在提高散热腔220内换热介质与余热废气的换热速率的基础上，提高换热介质在换热管310内的流动速度。

为了提高换热管310内换热介质与空气或废气的热交换速率，换热管310上固定连接有多块散热翅片311，散热翅片311沿换热管310长度方向依次设置，以提高换热管310与气体的接触面积，图中未完全示出散热翅片311。

本申请实施例一种超低温余热回收利用装置的实施原理为：带有余热的废气从余热气体进口221经换热管310并与换热管310中的热交换介质换热后从余热气体出口222流出；冷空气从待加热气体进口212经换热管310并与换热管310中的热交换介质换热后，从热气体出口211流出，从而实现废气与空气的热交换，实现提高换热效率的目的。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于：参照图2和图3，为了便于工作人员更换和安装换热管310，换热管310与隔板110可拆卸连接。本实施例中换热管310与隔板110的可拆卸连接方式具体如下：隔板110上开设有供换热管310穿过的连接孔111，换热管310从连接孔111中穿过，并架设在隔板110上，以使换热管310部分位于散热腔220内，部分位于换热腔210内。与隔板110相对设置的箱体100的侧壁上开设有安装孔120，且开设有安装孔120的侧壁位于隔板110远离余热气体进口221的一侧。工作人员安装换热管310时，将换热管310从安装孔120穿入，然后换热管310部分从连接孔111穿出，从而实现换热管310的安装。

为了减少换热腔210通过安装孔120与外界的热交换，安装孔120上设置有挡风件，本申请中安装孔120侧壁上开设有螺纹，挡风件为阻挡螺栓121，阻挡螺栓121与安装孔120螺纹连接。同时将阻挡螺栓121的螺柱延长，使得阻挡螺栓121与安装孔120螺纹连接后与换热管310抵触，且换热管310远离阻挡螺栓121的一端与箱体100侧壁抵触，从而提高了换热管310与隔板110连接的稳定性。

参照图2和图4，为了进一步提高换热管310与隔板110连接的稳定性，箱体100内固定连接安装板130，本实施例中安装板130与箱体100采用焊接的固定放置。且本实施例中安装板130与箱体100远离阻挡螺栓121的侧壁间隔设置，安装板130上开设有与换热管310卡接配合的支撑孔132，换热管310穿过支撑孔132与箱体100侧壁抵触。在其他实施例中安装板130与箱体100远离阻挡螺栓121的侧壁固定连接，且安装板130上开设有与换热管310卡接配合的支撑槽，换热管310与支撑槽槽底抵触。

为了使得连接孔111处不易发生气体交换，因此隔板110靠近阻挡螺栓121的一侧开设有与连接孔111一一对应的密封槽140，密封槽140沿连接孔111周向设置并与连接孔111连通，换热管310上套设有密封件312，当换热管310远离阻挡螺栓121的一端与箱体100侧壁抵触时，密封件312进入密封槽140中并与密封槽140槽底抵触。本实施例中密封件312为橡胶垫。

本申请实施例一种超低温余热回收利用装置的实施原理为：带有余热的废气从余热气体进口221经换热管310并与换热管310中的热交换介质换热后从余热气体出口222流出；冷空气从待加热气体进口212经换热管310并与换热管310中的热交换介质换热后，从而热气体出口211流出，从而实现废气与空气的热交换。

当工作人员需要对换热管310进行安装时，将换热管310从安装孔120穿入，然后换热管310部分从连接孔111穿出，且换热管310远离阻挡螺栓121的一端穿过支撑孔132后与箱体100侧壁抵触，然后转动阻挡螺栓121，使得阻挡螺栓121与换热管310远离支撑孔132的一端抵触，从而完成换热管310的安装，从而实现便于安装换热管310的目的。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超低温余热回收利用装置，其特征在于：包括箱体（100）和换热组件（300），所述箱体（100）中空设置形成空腔（200），所述箱体（100）内设置有隔板（110），以将空腔（200）分为散热腔（220）和换热腔（210），所述箱体（100）上开设有与散热腔（220）连通的余热气体进口（221）和余热气体出口（222），所述箱体（100）上开设有与换热腔（210）连通的热气体出口（211）和待加热气体进口（212），所述换热组件（300）包括多根换热管（310），多根所述换热管（310）与隔板（110）连接，并部分位于散热腔（220），其余部分位于换热腔（210），所述换热管（310）内承装有可发生液-气相态变化的换热介质，所述换热管（310）由靠近向远离余热气体进口（221）的方向倾斜设置。

2.根据权利要求1所述的一种超低温余热回收利用装置，其特征在于：所述换热管（310）为负压管。

3.根据权利要求1所述的一种超低温余热回收利用装置，其特征在于：所述换热管（310）上连接有多块散热翅片（311）。

4.根据权利要求1所述的一种超低温余热回收利用装置，其特征在于：所述换热腔（210）内的气体流动方向与散热腔（220）内的气体流动方向相反。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种超低温余热回收利用装置，其特征在于：所述换热管（310）与水平面的夹角为a，且a朝向隔板（110）设置，所述a的角度不小于25度。

6.根据权利要求1所述的一种超低温余热回收利用装置，其特征在于：所述隔板（110）上开设有供换热管（310）穿过的连接孔（111），所述箱体（100）与隔板（110）相对的侧壁上开设有安装孔（120），所述箱体（100）侧壁上设置有用于闭合和开启安装孔（120）的挡风件。

7.根据权利要求6所述的一种超低温余热回收利用装置，其特征在于：所述挡风件为阻挡螺栓（121），所述阻挡螺栓（121）与安装孔（120）螺纹连接后与换热管（310）抵触，所述换热管（310）远离阻挡螺栓（121）的一端与箱体（100）另一侧壁抵触。

8.根据权利要求7所述的一种超低温余热回收利用装置，其特征在于：所述箱体（100）远离安装孔（120）的侧壁上设置有安装板（130），所述安装板（130）上开设有与换热管（310）卡接配合的支撑槽或支撑孔（132）。

9.根据权利要求6所述的一种超低温余热回收利用装置，其特征在于：所述换热管（310）上套设有密封件（312），所述密封件（312）与隔板（110）靠近安装孔（120）的一侧抵触。

10.根据权利要求7所述的一种超低温余热回收利用装置，其特征在于：所述隔板（110）上开设有容纳密封件（312）的密封槽（140）。

Images