烟气余热驱动的热管式蒸发器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种烟气余热驱动的热管式蒸发器，包括重力热管、密封平板、圆筒体、烟箱、制冷剂出口、制冷剂进口、烟气导流筒和自动排污口，其特征在于，重力热管的冷凝段外表面采用多孔结构，并置于带椭圆形封头的圆筒体中；重力热管的蒸发段外侧加装螺旋波纹翅片，并置于方形烟箱中；圆筒体和烟箱共用一块方形密封平板，该平板还作为热管蒸发段与冷凝段的中间隔板，每根热管都穿过该隔板，并在隔板上呈正三角形布置，并与隔板用双面焊连接。热管技术和表面多孔结构能大大提高蒸发器的传热效率，热管蒸发段采用耐腐蚀材料ND钢，避免了管腐蚀而造成的制冷剂泄漏，热管冷凝段采用圆筒体提高了耐压性能，烟箱进口处设导流筒使烟气分布更均匀。
【专利说明】烟气余热驱动的热管式蒸发器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种蒸发器，尤其涉及一种用于烟气余热驱动的热管式蒸发器。【背景技术】
[0002]锅炉排放的烟气及各种生产过程中排放的大量废气都具有一定余热，直接排入大气不仅污染环境而且浪费大量热能，因此，气体余热回收利用是节能减排的重要途径。
[0003]空气源热泵系统是以环境空气为热源，由蒸发器吸收空气中的热量，通过系统中的制冷剂携带热量由压缩机送至冷凝器，通过冷凝器散热而实现供热(气或水)。但是，空气源热泵供热时通常环境温度较低，从而使空气源热泵系统的供热效率大大降低。如果将锅炉排放的烟气及生产过程中排放的具有一定余热的废气作为热泵系统的热源，必将显著提高热泵系统的供热效率。但烟气或废气的对流换热系数较小，且一般具有腐蚀性，因此要将热泵技术应用于气体余热回收领域，需要解决提高对流换热系数和抗腐蚀两个关键问题，与此对应的热泵系统中需要解决蒸发器的强化传热和抗腐蚀问题。
[0004]目前市场上空气源热泵系统中的蒸发器主要采用管翅式，不但体积庞大，而且传热效率较低，抗腐蚀性能不足。热管是一种高效的传热元件，目前已用于制造箱式热管换热器，用于回收烟气余热，但箱式热管换热器承压能力较差，无法应用于热泵系统中。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供一种热管式蒸发器，解决现有蒸发器存在的因腐蚀而导致制冷剂泄漏、换热效率低、承压能力差等技术问题。
[0006]本实用新型采用如下技术方案:一种烟气余热驱动的热管式蒸发器，包括重力热管4、密封平板3、圆筒体5、烟箱2、翅片1、制冷剂出口 6、制冷剂进口 7、烟气导流筒8、支腿9和自动排污口 10，采用超导热的重力热管作为蒸发器的传热元件，重力热管采用竖直布置，热管的蒸发段位于下部、冷凝段位于上部；重力热管的冷凝段外表面采用多孔结构，并置于带椭圆形封头的圆筒体中；重力热管的蒸发段外侧加装螺旋波纹翅片，并置于方形烟箱中，与高温烟气直接接触进行对流换热；圆筒体和烟箱共用一块方形密封平板，该平板还作为热管蒸发段与冷凝段的中间隔板，每根热管都穿过该隔板，并在隔板上呈正三角形布置，并与隔板用双面焊连接。在圆筒体内即热管冷凝段外侧充入制冷剂，从而使圆筒体及热管成为满液式蒸发器，可承受较高压力。热管式蒸发器运行时，下部带翅片的热管蒸发段高效吸收烟气余热，通过热管快速传递给上部冷凝段外的制冷剂，制冷剂发生蒸发带走余热，即可驱动热泵系统正常供热。
[0007]本实用新型采用上述技术方案后，与现有技术相比具有以下有益效果:一是采用超导热的重力热管及冷凝段外表面采用多孔结构，能大大提高蒸发器的传热效率，并提高热泵系统的供热效率；二是热管的冷凝段外侧采用圆筒体，提高了蒸发器的耐压性能，实现了热管技术与热泵技术的完美结合；三是热管的蒸发段采用耐腐蚀的材料ND钢，解决了蒸发器的抗腐蚀问题；四是采用热管技术，完全避免了制冷剂的泄漏以及可能造成的其他危害；五是烟箱入口处设置导流筒能将烟气分散均匀，防止烟气进入烟箱的流动过程中发生短路现象；六是烟箱底部增设有自动排污口，有利于烟气冷凝水自动排出。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]附图1是热管式蒸发器的结构示意图。
[0009]附图1标记，1-翅片；2_烟箱；3_密封平板；4_重力热管；5_圆筒体；6_制冷剂出口 制冷剂进口 ；8_烟气导流筒；9-支腿；10_自动排污口。
【具体实施方式】
[0010]首先将所有热管的蒸发段装上螺旋波纹翅片，先将一根热管垂直穿过隔板(即密封平板)的中心孔，定位后采用双面焊将热管与隔板焊死；然后从隔板的中心向四周展开一层层地安装热管，且需要将内层热管与隔板两面焊好后，再安装和焊接外一层热管；接着按照热管冷凝段的总体尺寸制造圆筒体，同样按照热管蒸发段的总体尺寸制造烟箱；然后先将圆筒体与隔板焊接在一起，圆筒体试压后保证密封良好的情况下，再把烟箱与隔板焊接在一起。圆筒体内充入一定量的制冷剂，即成为烟气余热驱动的热管式蒸发器。
[0011]热管式蒸发器运行时，烟气通过导流筒均匀进入烟箱，由带翅片的热管蒸发段吸收烟气的显热及烟气中水蒸气冷凝所放出的潜热，热管内的工质吸热后由液态变成气态，上升到热管冷凝段放热，冷凝段将热量传给圆筒体内的制冷剂，制冷剂由液体变成蒸汽。整个传热过程中，带翅片热管的吸热效率较高，热管导热过程的热阻几乎可以忽略，制冷剂发生相变的过程对流换热系数较大，因此，该热管式蒸发器对提高热泵系统的供热性能具有显著的促进作用。热管蒸发段采用的ND钢，材料耐腐蚀性能较好，热管冷凝段采用圆筒体具有良好的耐压性能。烟箱底面设置自动排污口，有利于烟气冷凝水自动排出。
[0012]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种烟气余热驱动的热管式蒸发器，包括重力热管(4)、密封平板(3)、圆筒体(5)、烟箱(2)、翅片(I)、制冷剂出口(6)、制冷剂进口(7)、烟气导流筒(8)、支腿(9)和自动排污口( 10)，其特征在于，重力热管的冷凝段外表面采用多孔结构，并置于带椭圆形封头的圆筒体中；重力热管的蒸发段外侧加装螺旋波纹翅片，并置于方形烟箱中；圆筒体和烟箱共用一块方形密封平板，该平板还作为热管蒸发段与冷凝段的中间隔板，每根热管都穿过该隔板，在隔板上呈正三角形布置，并与隔板用双面焊连接。
2.根据权利要求1所述的一种烟气余热驱动的热管式蒸发器，其特征在于，所述热管式蒸发器上部采用带椭圆形封头的圆筒体，圆筒体上安装有制冷剂进口和制冷剂出口。
3.根据权利要求1所述的一种烟气余热驱动的热管式蒸发器，其特征在于，所述热管式蒸发器下部为方形烟箱，烟箱进口处设置导流筒，烟箱内为重力热管的蒸发段，热管外侧装有螺旋波纹翅片。
4.根据权利要求1所述的一种烟气余热驱动的热管式蒸发器，其特征在于，所述热管式蒸发器的烟箱内，热管蒸发段采用耐腐蚀材料ND钢。
5.根据权利要求1所述的一种烟气余热驱动的热管式蒸发器，其特征在于，所述热管式蒸发器采用热管作为传热元件，热管的冷凝段外表面采用多孔结构。
6.根据权利要求1所述的一种烟气余热驱动的热管式蒸发器，其特征在于，所述热管式蒸发器的烟箱底面为锥形，并在底面中部设置自动排污口。
【文档编号】F25B39/02GK203687456SQ201320836915
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年12月18日 优先权日:2013年12月18日
【发明者】吴金星, 许克, 李亚飞, 张灿灿, 栗俊芬, 彭旭, 贺敏, 李国立, 刘双喜, 刘青锋, 冯新展, 田新稳 申请人:郑州大学, 河南力威热能设备制造有限公司