一种高效率换热器的制作方法

1.本实用新型属于换热设备技术领域，具体涉及一种高效率换热器。


背景技术：

2.工业生产中会产生大量的高热烟气，如果将这些携带大量热量的烟气直接排放到空气中，不仅浪费了大量的能源，还会影响空气质量、破坏环境。为解决这一问题，现有技术利用换热器来进行热量回收，但现有的换热器通常采用横向走烟、纵向走换热介质的方式进行换热，例如公告号为cn107843131b的中国发明专利公开了一种高温含尘烟气余热回收方法与装置，高热烟气在换热器内横向流通，空气作为换热介质沿垂直于烟道的方向流动，利用烟气与空气之间的交错流动实现热量转换。但由于烟气与空气之间的交错面积有限，这种换热方式的换热效率较低，仍旧有大量热量得不到有效回收。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种高效率换热器，能够增加换热介质与烟气之间的换热面积，提高换热效率。
4.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高效率换热器，包括壳体，其特征在于：壳体内设置有竖直的导烟腔和换热腔，导烟腔与换热腔之间通过导热部件分隔，导烟腔顶部联通烟气出口、底部联通烟气进口，换热腔的顶部设有喷淋装置，喷淋装置的喷头朝向导热部件，换热腔的底部联通出液口。
5.进一步的，壳体底部设置有集热腔、顶部设置有排烟腔，导烟腔的数量为两个以上，导烟腔的顶部均通过排烟腔连通烟气出口、底部均通过集热腔连通烟气进口。
6.进一步的，烟气进口开设在集热腔侧壁，集热腔底部开设冷凝水出口。
7.进一步的，换热腔的内壁表面粗糙。
8.进一步的，喷淋装置连通进液管，进液管上设置有流量调节阀。
9.进一步的，出液口连通出液管。
10.优选的，所述导热部件为导热板，喷淋装置包括多个喷头，喷头沿导热板的横向分布。
11.进一步的，换热腔与导烟腔间隔分布，每个导烟腔两侧均设有换热腔。
12.优选的，导热部件为导烟筒，导烟筒的外侧为换热腔、内侧为导烟腔。
13.进一步的，每个导烟筒外侧均设置有至少两个喷头，两个以上的喷头沿导烟筒的周向分布。
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
15.1.由于导烟腔与换热腔之间通过导热部件分隔开来，高热烟气在导烟腔内自下而上流动，换热腔顶部喷淋装置喷出的换热液体在重力作用下自上而下流动，高热烟气与换热液体在导热部件上发生热量对冲，从而实现快速换热，且在换热液体向下流动的过程中，热量交换一直持续进行，大大延长了换热时间，使得热量能够被最大限度的回收利用，提高
换热效率。
16.2.由于壳体底部设置有集热腔，高热烟气首先在集热腔内汇集再分别进入导烟腔内，使得进入各个导烟腔的烟气量更均匀，换热效果更稳定；由于壳体顶部设置有排烟腔，经过多个导烟腔换热完成后的烟气先在排烟腔汇集之后再经由烟气出口排出，使得排烟位置更统一，便于烟气的稳定排放。
17.3.由于烟气进口开设在集热腔侧壁，高热烟气由侧面进入集热腔内，使得烟气先在集热腔内汇集，有助于烟气更均匀的分散进入各个导烟腔内；集热腔底部开设冷凝水出口，冷凝水出口可以连通冷凝水收集器，便于将导烟腔和集热腔内壁凝结的液滴导出收集。
18.4.由于换热腔的内壁表面粗糙，使得换热液体下流的路径更长，从而延长了换热时间，进一步提高了换热效率。
19.5.由于喷淋装置与进液管之间设置流量调节阀，可以通过流量调节阀调节换热液体的流速，使得换热过程更可控。
20.6.采用导热板作为导热部件，喷头沿导热板横向分布，使得导热板的几乎全部面积均为有效换热面积，高热烟气通过导烟腔时能够与换热液体进行充分的热交换，从而大幅提高换热效率。
21.7.由于导烟腔与换热腔间隔分布，每个导烟腔两侧均设有换热腔，使得所有导烟腔两侧均能进行有效换热，进一步提高换热效率。
22.8.采用导烟筒作为导热部件，换热液体在流经导烟筒的外壁过程中与导烟筒内的高热烟气进行热交换，同样能够实现高效率的换热效果。
23.9.由于导烟筒外侧设置有至少两个喷头，两个以上的喷头沿导烟筒的周向分布，使得喷头喷出的换热液体能够尽可能覆盖导烟筒的外周，使得换热更充分。
24.10.本发明通过简单的结构设计，大大增加了换热器的有效换热面积，延长了换热时间，大幅提高了换热器的换热效率。
附图说明
25.图1是实施例一的内部结构示意图；
26.图2是图1中a-a的剖面结构示意图；
27.图3是实施例二的内部结构示意图；
28.图4是图3中b-b的剖面结构示意图。
29.图中标记为：
30.1.壳体；2.导烟腔；21.集热腔；22.排烟腔；23.冷凝水出口；3.换热腔；30.出液口；31.进液管；32.出液管；4.喷淋装置；40.喷头； 41.流量调节阀；5.导热板；6.导烟筒；7.烟气进口；8.烟气出口。
具体实施方式
31.下面结合附图实施例，对本实用新型做进一步描述：
32.在本实用新型处于使用状态时，将靠近地面的一端定义为底端或者下端，相应地将远离地面的另一端定义为顶端或者上端。将朝向换热腔或导烟腔腔体中心的方向定义为内侧，反之，将背离腔体中心的方向定义为外侧。
33.实施例一
34.如图1、图2所示，换热器的壳体1内部竖直并排设置多个导热板5，导热板5将壳体1内部空间分隔为竖直的导烟腔2与换热腔3，导烟腔2与换热腔3间隔分布，导烟腔2的数量为两个以上，每个导烟腔2两侧均设有换热腔3。为了保证高热烟气能够均匀进入各个导烟腔2中，在壳体1底部设有集热腔21，导烟腔2的底部与集热腔21相连通，集热腔21侧壁连通烟气进口7、底部开设冷凝水出口23，冷凝水出口23可以连通冷凝水收集器。为了便于烟气的统一排出，在壳体1顶部设有排烟腔22，导烟腔2的顶部与排烟腔22相连通，排烟腔22的顶部连通烟气出口8。本实施例中导烟腔2的数量为两个以上，也可以只设置一个导烟腔2，导烟腔2的顶部直接连通烟气出口8、底部直接连通烟气进口7，只是设置两个以上的导烟腔2，能够有效提高换热器整体的换热效率和换热速度，更有利于实际生产使用。
35.换热腔3的顶部设有喷淋装置4，喷淋装置4连通进液管31，进液管31上设置有流量调节阀41。可以仅设置一个总的流量调节阀41，也可以在与每个喷淋装置4相连通的进液管31上分别设置流量调节阀41，实现每个进液管31的流量可控。喷淋装置4上均匀设置有多个喷头40，喷头40朝向导热板5的方向，喷头40沿导热板5的横向均匀分布，使得换热液体能够均匀喷射并流淌到导热板5的几乎全部面积上，增加换热面积。换热腔3的底部联通出液口30，出液口30连通出液管32，便于将换热后的换热介质导出回收。
36.为保证良好的换热效果，增加换热效率，导热板5可采用表面粗糙的铝或锌等热传导性能优良的材质制成，使得换热腔3的内壁表面粗糙，从而能够延长换热液体的流动路径，提高换热效率。
37.本实用新型的工作原理和具体实施方式：
38.本实施例采用水为换热液体，高热烟气由烟气进口7进入集热腔21并在集热腔21内汇集，然后均匀进入并排设置的各个导烟腔2内并沿导烟腔2向上流动。打开流量调节阀41，冷水经过喷头40喷射到导热板5的上部，然后沿导热板5的侧壁向下流动，冷水在向下流动的过程中与导烟腔2内向上流动的高热烟气进行热交换，两者在导热板5上实现热量对冲，从而能够实现快速换热。由于换热腔3的内壁表面粗糙，可以有效增加水的流动路径，延长水流时间，从而增加了有效换热的面积和时间，实现快速高效换热的效果。换热产生的热水由出液口30流出，经出液管32可收集回收利用。经过热量交换之后的烟气向上流动进入排烟腔22，再通过烟气出口8继续排放。
39.实施例二
40.如图3、图4所示，本实施例与实施例一的区别在于，导热部件采用导烟筒6，导烟筒6的内侧为导烟腔2、外侧为换热腔3。本实施例在壳体1内设置了多个导烟筒6，为保证每个导烟腔2的各个方向均能实现有效换热，在每个导烟筒6的外侧均设置两个以上的喷头40，多个喷头40沿导烟筒6的周向分布，使得导烟筒6的整个筒壁均能进行有效换热，提高换热效率。本实施例中每个导烟筒6的外侧均设置有两个喷头40，两个喷头40沿导烟筒6的顶部周向相对分布。
41.在进行换热工作时，高热烟气由集热腔21均匀分散进入导烟腔2内，并沿导烟筒6自下向上流动。喷头40将换热液体喷射到导烟筒6的侧壁上，使得换热液体能与导烟腔2内的高热烟气进行热交换，从而实现快速有效换热。
42.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式
的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型。

技术特征：
1.一种高效率换热器，包括壳体，其特征在于：壳体内设置有竖直的导烟腔和换热腔，导烟腔与换热腔之间通过导热部件分隔，导烟腔顶部联通烟气出口、底部联通烟气进口，换热腔的顶部设有喷淋装置，喷淋装置的喷头朝向导热部件，换热腔的底部联通出液口。2.根据权利要求1所述的一种高效率换热器，其特征在于：壳体底部设置有集热腔、顶部设置有排烟腔，导烟腔的数量为两个以上，导烟腔的顶部均通过排烟腔连通烟气出口、底部均通过集热腔连通烟气进口。3.根据权利要求2所述的一种高效率换热器，其特征在于：烟气进口开设在集热腔的侧壁上，集热腔底部开设冷凝水出口。4.根据权利要求1所述的一种高效率换热器，其特征在于：换热腔的内壁表面粗糙。5.根据权利要求1所述的一种高效率换热器，其特征在于：喷淋装置连通进液管，进液管上设置有流量调节阀。6.根据权利要求1所述的一种高效率换热器，其特征在于：出液口连通出液管。7.根据权利要求1至6任一所述的一种高效率换热器，其特征在于：所述导热部件为导热板，喷淋装置包括多个喷头，喷头沿导热板横向分布。8.根据权利要求7所述的一种高效率换热器，其特征在于：换热腔与导烟腔间隔分布，每个导烟腔两侧均设有换热腔。9.根据权利要求1至6任一所述的一种高效率换热器，其特征在于：导热部件为导烟筒，导烟筒的外侧为换热腔、内侧为导烟腔。10.根据权利要求9所述的一种高效率换热器，其特征在于：每个导烟筒外侧均设置有至少两个喷头，两个以上的喷头沿导烟筒的周向分布。

技术总结
本实用新型属于换热设备技术领域，具体涉及一种高效率换热器，包括壳体，其特征在于：壳体内设置有竖直的导烟腔和换热腔，导烟腔与换热腔之间通过导热部件分隔，导烟腔顶部连通烟气出口、底部连通烟气进口，换热腔的顶部设有喷淋装置，喷淋装置的喷头朝向导热部件，换热腔的底部开设出液口。本实用新型中高热烟气在导烟腔内自下而上流动，换热腔顶部喷淋装置喷出的换热液体自上而下流动，烟气与换热液体在换热腔与导烟腔相邻的壁上发生热量对冲，从而实现快速换热，且在换热液体的整个流动过程中热量交换一直持续进行，使得热量能够被最大限度的回收利用，提高换热效率。提高换热效率。提高换热效率。


技术研发人员：王阳
受保护的技术使用者：潍坊方炜环保节能科技有限公司
技术研发日：2023.04.25
技术公布日：2023/7/19