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废气废热回收热交换器   点击:
申    请    号: 200810045195.6申   请   日:  2008.01.15
名          称:  废气废热回收热交换器
公 开 (公告) 号: CN101216266 公开(公告)日:  2008.07.09
主  分  类  号:  F28D9/02(2006.01)I分案原申请号: 
分    类    号:  F28D9/02(2006.01)I
 
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 本发明公开了一种废气废热回收热交换器,包括换热器和导流器;换热器包括换热器壳体和波形换热片;换热器壳体为上下两个端面敞口的长方体结构;波形换热片层叠在一起,固定在换热器壳体内;在相邻波形换热片间留有气体通道,气体通道的进输出口设置在敞口的一面上;导流器包括导流器箱体和通道隔板;通道隔板间相互平行设置,固定在导流器箱体内,将导流器箱体内空间分隔为废气通道和助燃气体通道;导流器设置在换热器的进输出口处;废气通道和助燃气体通道相互间隔设置。该热交换器具有体积小、质量轻、结构简单等优点,不仅单位体积的换热效率大幅提升,能将废气废热就地消化,而且可靠性强,节能环保,有益于工矿企业的推广应用。

1.        创新性所在:

l  设计指导思想、理念的转变创新:牺牲本节能产品的一定使用寿命换取能量回收效率的极大提高以及产品体积的大幅减小。因为产品价值远远小于回收能源提高的价值。引入设备保养、管理理念,即产品本身只作为节能系统中一个需要定期更换或保养的部件。

l  本节能产品设计结构的改变以及综合创新:气流方向的选择、气体紊流概念的引入、产品结构分解的概念、产品结构模块设计的理念、元部件的使用功能具体化,等等技术知识点综合运用以达到体积减小而效率上升的目的。

2.        技术优势:

l  能量利用方式的比较优势:回收能量就地消化(直接节能,减少燃料的消耗),避免回收能量的二次损失,化解回收能源的消化困境,挖掘原有设备的生产潜力,缓解区域性能源紧张矛盾。

l  本节能产品的体积优势:在不改变原有生产工艺的前提下做到产品体积的最小化,为生产场地狭小的企业创造了进行节能技改的场地实施条件,同时也为节能项目的设计及后继实施工作提供有力保证。

l  本节能产品及技术的成本优势:产品可规模化、标准化生产制造;本节能产品体积小以及该技术的应用原理简单使节能项目的设计变得相对便捷,项目的后继实施工作包括工程安装、调试、系统运行和维护等工作将变得相对便捷。以上诸多因素的改善为各类成本的降低提供了切实的保证。

l  技术使用范围方面的通用性优势:原则上可用于不同的行业,也适用于不同的温度环境。

l  技术及产品应用原理方面具有的简单易懂性:便于与客户的沟通理解。

3.        应用中的效果:

l  设备燃烧温度的变化:能提升原有设备的产能,减少燃料的消耗,减少有害气体的排放。

l  废气排放温度的变化:降低废气的排放温度,解决对废气中的污染气体硫化物的后期处理的技术困境,减少工作环境的热排放。

 

热交换器设计考虑重点,即产品体积减小可行性的关键依据:

1.           换热片承受应力的解决方案:换热片以及加强筋在不同方向的尺寸选择

串联时,换热器1的波形换热片102在气流方向上的尺寸应减小,换热片加强筋1021也应沿气流方向设置,以便波形换热片102上承受的压差应力分解到换热器壳体101的上下面板上;并联时,应减小波形换热片102在与气流垂直的方向上的尺寸,换热片加强筋1021也应该沿垂直方向设置,以便波形换热片102上承受的压差应力分解到换热器壳体101的两侧面板上。通过改变波形换热片102在相应方向上的尺寸和换热片加强筋1021的设置方向,就可将波形换热片102上承受的空气压差应力分解到换热器壳体101上,不仅符合应力合理分布的设计要求,同时还可以减少热交换器的体积。

2.           预期的产品使用寿命、系统的维护保养二者相结合与产品在使用中节能效率的综合考量。在一定的程度范围内牺牲寿命换取效率。

 

为达到降低体积同时提高热量交换效率的目的,本专利所涉及的热交换器所采用的技术原理分析如下:

1.     以层叠、平行设置换热片的方式提高单位体积的换热面积;

2.     以减小换热片在横向或纵向上长度的方式,将换热片上承受的应力转移、分解到换热器的相应壁板;换热片设置加强筋提高换热片对应力的承受能力;

3.     换热片成型成瓦楞或波纹状以改变气流方式为紊流,消除热滞效应影响;

4.     换热器中气流设置为逆流式流向,保持一定的温度梯度以提高两道气流的热量交换效率;

5.     多个换热器以串、并联的方式组合提高对废气的处理容量、工作温度以及换热效率。

 

本专利产品在应用中存在的局限性:

因为助燃空气温度的大幅提高会对该气路上的设备原有电气及含塑料部件造成不利影响,对于燃烧器一体化的设备必须要对其进行相应改动后才能实施和利用本技术及产品。

 

 
 
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