TWI779632B

TWI779632B - 熱交換裝置

Info

Publication number: TWI779632B
Application number: TW110119249A
Authority: TW
Inventors: 王志猛
Original assignee: 王志猛
Priority date: 2021-05-27
Filing date: 2021-05-27
Publication date: 2022-10-01
Also published as: TW202246722A

Abstract

本發明關於一種熱交換裝置，包括：一第一管路，包括一入口端及一出口端；一第二管路，包括一入口端及一出口端；一第一熱交換器，連接於該第一管路上；及一第二熱交換器，於該第一管路之入口端與該第一熱交換器之間連接於該第一管路上，且連接於該第二管路上。

Description

熱交換裝置

本發明是有關於一種熱交換裝置。

在許多應用液體的領域中，需以容器容納該液體，在透過管路將液體輸送至待工作點進行作業。根據不同應用，例如清洗、混合、中和或其他作業，該液體可能為水、酸液、鹼液或其他作用之液體，在針對某些特定容器上，例如發酵槽、或其他可能發生沈澱、生菌、卡垢之容器，或先加熱（電熱加熱、蒸氣加熱或其他加熱方式）該液體後再通入該容器中進行清洗等作業，使用後之該液體可能再回收以循環再利用，直到該液體無法再利用時再排出並進行後續處理。

其中，為其較佳清洗效果，須將該液體加熱達一定溫度，因此較為耗能。而，使用後之該液體尚具一定溫度（高溫於使用前之該液體）且存有相當大量之餘熱，一般即直接將使用後之該液體先導入一蓄水池，待其冷卻後才能進行後續廢液處理程序。因此，除了餘熱並無再利用而耗能且不經濟，另外廢液需另外建置蓄水池、冷卻亦耗時，資金及時間成本高。

因此，有必要提供一種新穎且具有進步性之熱交換裝置，以解決上述之問題。

本發明之主要目的在於提供一種熱交換裝置，結構簡單、熱能利用率高。

為達成上述目的，本發明提供一種熱交換裝置，包括：一第一管路，包括一入口端及一出口端；一第二管路，包括一入口端及一出口端；一第一熱交換器，連接於該第一管路上；及一第二熱交換器，於該第一管路之入口端與該第一熱交換器之間連接於該第一管路上，且連接於該第二管路上。

以下僅以實施例說明本發明可能之實施態樣，然並非用以限制本發明所欲保護之範疇，合先敘明。

請參考圖1，其顯示本發明之一較佳實施例，本發明之熱交換裝置包括一第一管路10、一第二管路20、一第一熱交換器30及一第二熱交換器40。

該第一管路10包括一入口端11及一出口端12；該第二管路20包括一入口端21及一出口端22；該第一熱交換器30連接於該第一管路10上；該第二熱交換器40於該第一管路10之入口端11與該第一熱交換器30之間連接於該第一管路10上，且該第二熱交換器40連接於該第二管路20上。藉此，其結構簡單、熱能利用率高。

在本實施例中，該第一管路10之入口端11連接至至少一容器50；該第二管路20之出口端22連接於該至少一容器50；該第二管路20之出口端22與該至少一容器50之間設有一第一閥件23；該第二管路20之出口端22連接於該第一閥件23與一第二閥件24之間；該第一管路10之入口端11與該至少一容器50之間設有一第三閥件13。該第一熱交換器30為一加熱器（電熱器、蒸氣加熱器或其他加熱器），該第二熱交換器40為一熱沈（heat sink）。較佳地，該第一熱交換器30與該第二管路20彼此獨立分離，該第二熱交換器40可吸收來自該第二管路20中之流體的熱能（若該流體具有相對高溫）且有效率地傳導至該第一管路10中之流體，有效地進行熱回收再利用。其中，該流體可來至該至少一容器50或外部之另一流體來源。

較佳地，該第二熱交換器40處，該第一管路10及該第二管路20內之流體的流向非為反向，例如該第一管路10及該第二管路20內之流體的流向為同向且平行（如圖2所示），該第二管路20內之流體之溫度與其流向成負相關，藉此，該第一管路10內之流體可較長時間接受較高溫之該第二管路20內之流體的熱能，可更有效率的交換熱能。然而，該第一管路10及該第二管路20內亦可逐漸靠近、蜿蜒延伸或其他可能配置，亦不排除可以流向為反向。

較佳地，該第一管路10及該第二管路20穿設於該第二熱交換器40，該第二熱交換器40為一體成型之導熱塊體41；相對於該第一管路10，該第二管路20穿設於該第二熱交換器40較靠中心之部分（圖3），熱能集中且不易逸散；該第一管路10於該第二熱交換器40處可包括複數分支14，該複數分支14圍繞該第二管路20配置（圖4），可增加熱交換效率；該第二熱交換器40之外側包覆一隔熱件42，可有效地將熱能留存於該第二熱交換器40中，減少熱能的散失，進一步提升熱能再利用率。在其他可能實施例中，該第二熱交換器可包括複數鰭片，該第一管路及該第二管路穿設過該複數鰭片，然而，該第二熱交換器亦可為其他形式或結構。該第二熱交換器40與該第一熱交換器30之形式或結構可為相同或不同。

在實際應用上，例如在一發酵槽60之清洗實施例中，該至少一容器50可包括複數容槽，該複數容槽可分別容納水、鹼液、酸液等清洗液，控制該第三閥件13以使該清洗液通入該第一管路10；該第一熱交換器30再加熱該第一管路10中之該清洗液至約攝氏70度（依據不同清洗液或清洗需求可能為不同溫度），以期達到較佳清洗效果；該第一管路10之出口端12連通該發酵槽60，用以將該清洗液輸入該發酵槽60進行清洗；該第二管路20之入口端21連通該發酵槽60，用以將使用後之該清洗液導出該發酵槽60；導出該發酵槽60之該清洗液尚具有一定的溫度（高於該至少一容器50中之清洗液的溫度）及熱能，經由該第二熱交換器40吸熱後可對未加熱之該清洗液加熱，使該清洗液先行加熱升溫，因此之後由該第一熱交換器30再加熱升溫之溫差較小，大幅降低加熱之所需熱能，且有效回收該清洗液所具有之熱能（熱能再利用率達80％以上）；若使用後之該清洗液尚符合可供清洗之條件（例如酸鹼值、濃度等），則控制該第一閥件23以使使用後之該清洗液導回該至少一容器50；若使用後之該清洗液不符合可供清洗之條件，則控制該第二閥件24以使使用後之該清洗液排出，其中，由於使用後之該清洗液已經由該第二熱交換器40吸熱降溫，可直接進行後續廢液處理程序，無需另外建置蓄水池及等待冷卻，大幅降低空間、資金及時間成本。

10:第一管路 11:入口端 12:出口端 13:第三閥件 14:分支 20:第二管路 21:入口端 22:出口端 23:第一閥件 24:第二閥件 30:第一熱交換器 40:第二熱交換器 41:導熱塊體 42:隔熱件 50:容器 60:發酵槽

圖1為本發明一較佳實施例之結構關係圖。圖2為本發明一較佳實施例之第二熱交換器示意圖。圖3為本發明一較佳實施例之第二熱交換器剖面圖。圖4為本發明另一較佳實施例之第二熱交換器剖面圖。

10:第一管路

11:入口端

12:出口端

13:第三閥件

20:第二管路

21:入口端

22:出口端

23:第一閥件

24:第二閥件

30:第一熱交換器

40:第二熱交換器

50:容器

60:發酵槽

Claims

一種熱交換裝置，包括：一第一管路，包括一入口端及一出口端；一第二管路，包括一入口端及一出口端；一第一熱交換器，連接於該第一管路上；及一第二熱交換器，於該第一管路之入口端與該第一熱交換器之間連接於該第一管路上，且連接於該第二管路上；其中該第一管路之入口端連接至至少一容器，該第二管路之出口端連接於該至少一容器，該第二管路之出口端與該至少一容器之間設有一第一閥件。
如請求項1所述的熱交換裝置，其中該第二管路之出口端連接於該第一閥件與一第二閥件之間。
如請求項2所述的熱交換裝置，其中該第一管路之入口端與該至少一容器之間設有一第三閥件。
如請求項1至3任一項所述的熱交換裝置，其中該第一熱交換器與該第二管路彼此獨立分離。
如請求項1至3任一項所述的熱交換裝置，其中該第一熱交換器為一加熱器，該第二熱交換器為一熱沈。
如請求項1至3任一項所述的熱交換裝置，其中在該第二熱交換器處，該第一管路及該第二管路內之流體的流向非為反向。
如請求項1至3任一項所述的熱交換裝置，其中該第一管路及該第二管路穿設於該第二熱交換器，該第二熱交換器為一體成型之導熱塊體，相對於該第一管路，該第二管路穿設於該第二熱交換器較靠中心之部分，該第二熱交換器之外側包覆一隔熱件。