本發(fā)明涉及熱交換裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及一種熱管式熱能回收冷卻裝置，以及一種熱管式熱能回收冷卻系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在冶金、化工等諸多行業(yè)的工業(yè)生產(chǎn)中，均存在大量的廢熱需要排放，這些廢熱的直接排放或利用溫差循環(huán)冷卻都不僅造成了對(duì)環(huán)境的不利影響，還浪費(fèi)了能源。

通過(guò)檢索可知，申請(qǐng)?zhí)枮閏n200820061805.7的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種廢氣廢熱回收熱交換器，包括換熱器和導(dǎo)流器；換熱器包括換熱器殼體和波形換熱片；換熱器殼體為上下兩個(gè)端面敞口的長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)；波形換熱片層疊在一起，固定在換熱器殼體內(nèi)；在相鄰波形換熱片間留有氣體通道，氣體通道的進(jìn)出口設(shè)置在敞口的一面上；導(dǎo)流器包括導(dǎo)流器箱體和通道隔板；通道隔板間相互平行設(shè)置，固定在導(dǎo)流器箱體內(nèi)，將導(dǎo)流器箱體內(nèi)空間分隔為廢氣通道和助燃?xì)怏w通道,導(dǎo)流器設(shè)置在換熱器的進(jìn)出口處,廢氣通道和助燃?xì)怏w通道相互間隔設(shè)置。然而實(shí)踐證明，該技術(shù)方案存在如下缺陷：1)波形換熱片的導(dǎo)熱性能比熱管差很多；2)相鄰波形換熱片間留有氣體通道，廢氣通過(guò)時(shí)風(fēng)阻大；3)波形換熱片制造成本高、安裝麻煩，且不合適液體熱交換。

另外，專(zhuān)利號(hào)為cn200720031417.x的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)的一種熱回收型熱管式兩級(jí)蒸發(fā)冷卻器，采用蒸發(fā)冷卻裝置和熱回收裝置復(fù)合的結(jié)構(gòu)，換熱器為熱管換熱器，熱管換熱器的熱管冷端與其前方設(shè)置的第一過(guò)濾器、熱管冷端后方設(shè)置的送風(fēng)機(jī)組成蒸發(fā)冷卻裝置，熱管換熱器的熱管熱端與其前方設(shè)置的第二過(guò)濾器、熱管熱端上部的布水裝置以及熱管熱端后方設(shè)置的排風(fēng)機(jī)組成熱回收裝置。該技術(shù)方案的缺點(diǎn)是：1)為回收空調(diào)外排熱需要布水裝置，增加了成本；2)布水裝置耗能，運(yùn)行成本不經(jīng)濟(jì)；3)不能滿(mǎn)足各種流體介質(zhì)的換熱需求。

基于此，提供一種新的熱管式熱能回收冷卻裝置具有十分重要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)已有換熱裝置存在的缺陷，提供了一種熱管式熱能回收冷卻裝置，其效率高、適用范圍廣。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案在于：一種熱管式熱能回收冷卻裝置，包括盤(pán)管組件、換熱箱以及導(dǎo)熱部件，

所述盤(pán)管組件為管狀，所述盤(pán)管組件包括多個(gè)盤(pán)管單元，所述盤(pán)管單元包括橫向延伸的第一直段、一端與所述第一直段相連且沿縱向垂直延伸的縱向段以及與所述縱向段的另一端相連且沿橫向延伸的第二直段，各個(gè)所述盤(pán)管單元之間通過(guò)沿縱向傾斜延伸的斜直段相連，第一個(gè)所述盤(pán)管單元形成有所述盤(pán)管組件的盤(pán)管入口，最后一個(gè)所述盤(pán)管單元形成有所述盤(pán)管組件的盤(pán)管出口；

所述換熱箱位于所述盤(pán)管組件的下方，所述換熱箱設(shè)置換熱入口以及換熱出口；

所述導(dǎo)熱部件為多個(gè)，所述導(dǎo)熱部件穿入所述盤(pán)管單元的第一直段、第二直段以及所述換熱箱。

其中，一種優(yōu)選的方案，所述第一直段平行于所述第二直段，所述第一直段位于所述第二直段的正下方。

其中，一種優(yōu)選的方案，所述縱向段的兩端分別通過(guò)下彎頭和上彎頭與所述第一直段和所述第二直段相連。

其中，一種優(yōu)選的方案，各個(gè)所述盤(pán)管單元上設(shè)置有若干導(dǎo)熱部件，所述導(dǎo)熱部件沿著所述第一直段以及第二直段的長(zhǎng)度方向布置。

其中，一種優(yōu)選的方案，所述換熱入口在所述換熱箱上的位置低于所述換熱出口在所述換熱箱上的位置。

其中，一種優(yōu)選的方案，所述導(dǎo)熱部件由所述第二直段穿出，穿過(guò)所述第一直段后穿入至所述換熱箱中。

其中，一種優(yōu)選的方案，所述導(dǎo)熱部件為封閉的導(dǎo)熱管。

其中，一種優(yōu)選的方案，所述盤(pán)管入口、所述盤(pán)管出口、所述換熱入口以及所述換熱出口均設(shè)置連接法蘭以及測(cè)溫器。

其中，一種優(yōu)選的方案，所述熱管式熱能回收冷卻裝置包括兩個(gè)所述盤(pán)管組件以及兩個(gè)所述換熱箱，兩個(gè)所述盤(pán)管組件之間通過(guò)膨脹節(jié)連接。

另外地，本發(fā)明公開(kāi)了一種熱管式熱能回收冷卻系統(tǒng)，其包括多個(gè)如上面一項(xiàng)所述的熱管式熱能回收冷卻裝置，該熱管式熱能回收冷卻裝置所具有的多個(gè)所述盤(pán)管入口分別與第一匯總管連接，所具有的多個(gè)所述盤(pán)管出口分別與第二匯總管連接，所具有的多個(gè)所述換熱入口分別與第三匯總管連接，所具有的多個(gè)所述換熱出口分別與第四匯總管連接。

采用本發(fā)明的熱管式熱能回收冷卻裝置以及冷卻系統(tǒng)，具有以下有益效果：含廢熱介質(zhì)可以通過(guò)盤(pán)管入口和盤(pán)管出口流經(jīng)換熱盤(pán)管組件，同時(shí)吸熱介質(zhì)可以流經(jīng)換熱箱，此時(shí)，導(dǎo)熱部件(例如呈管狀的導(dǎo)熱管)的上端接觸廢熱，下端接觸換熱箱中的吸熱介質(zhì)，從而，導(dǎo)熱部件立即將廢熱介質(zhì)的熱量向位于冷端的吸熱介質(zhì)傳導(dǎo)，從而加熱流過(guò)換熱箱中的吸熱介質(zhì)，借助吸熱介質(zhì)迅速帶走熱量，以便實(shí)現(xiàn)熱量的回收利用。采用導(dǎo)熱管具有卓越的導(dǎo)熱性能，熱傳導(dǎo)效率高。本發(fā)明，熱量回收效率高，并且其結(jié)構(gòu)緊湊，而采用管道以及箱體，廢熱介質(zhì)和吸熱介質(zhì)均既可以是氣體、也可以是液體，因此安裝靈活方便，適合氣-氣、氣-液、液-氣、液-液換熱等各種場(chǎng)合，運(yùn)行成本經(jīng)濟(jì)。

附圖說(shuō)明

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中：

圖1為本發(fā)明的熱管式熱能回收冷卻裝置的優(yōu)選實(shí)施例的側(cè)視示意圖；

圖2為圖1的主視圖；

圖3為本發(fā)明的熱管式熱能回收冷卻系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例的主視圖。

上述圖中部件標(biāo)號(hào)為，

1-第一直段；2-下彎頭；3-縱向段；4-上彎頭；5-第二直段；6-下斜裝彎頭；7-斜直段；8-上斜裝彎頭；9-盤(pán)管入口；10-盤(pán)管出口；11-換熱箱；12-換熱入口；13-換熱出口；14-導(dǎo)熱部件；15-連接法蘭；16-測(cè)溫器；17-膨脹節(jié)；18-第一匯總管；19-第二匯總管；20-第三匯總管；21-第四匯總管。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

參照?qǐng)D1、圖2所示，本發(fā)明的一種熱管式熱能回收冷卻裝置，包括盤(pán)管組件、換熱箱11以及導(dǎo)熱部件14，盤(pán)管組件內(nèi)通入廢熱介質(zhì)，該廢熱介質(zhì)可以為氣體或液體等，換熱箱11內(nèi)通入吸熱介質(zhì)，該吸熱介質(zhì)可以為氣體或液體等，導(dǎo)熱部件14連入盤(pán)管組件和換熱箱11，從而將廢熱介質(zhì)的熱傳入至換熱箱11，利用廢熱對(duì)換熱箱11的吸熱介質(zhì)進(jìn)行加熱，該吸熱介質(zhì)可以直接應(yīng)用或者儲(chǔ)存于待用處，例如，回收的熱能利用水或空氣為介質(zhì)，返回于工廠(chǎng)的生產(chǎn)用熱和人們生活中的生活用熱。

盤(pán)管組件為管狀，介質(zhì)在該管狀的盤(pán)管組件中流通。盤(pán)管組件包括多個(gè)盤(pán)管單元，盤(pán)管單元包括橫向延伸的第一直段1、一端與第一直段1相連且沿縱向垂直延伸的縱向段3以及與縱向段3的另一端相連且沿橫向延伸的第二直段5，即縱向段3的一端與第一直段1相連，縱向段3的另一端與第二直段5相連。各個(gè)盤(pán)管單元之間通過(guò)沿縱向傾斜延伸的斜直段7相連，第一個(gè)盤(pán)管單元形成有盤(pán)管組件的盤(pán)管入口9，以便廢熱介質(zhì)進(jìn)入該盤(pán)管組件，最后一個(gè)盤(pán)管單元形成有盤(pán)管組件的盤(pán)管出口10，以便廢熱介質(zhì)排出該盤(pán)管組件，形成流通。

換熱箱11位于盤(pán)管組件的下方，換熱箱11可以為矩形箱體。換熱箱11設(shè)置換熱入口12以及換熱出口13，換熱入口12用于吸熱介質(zhì)進(jìn)入該換熱箱11，換熱出口13用于介質(zhì)排出該換熱箱11。盤(pán)管組件位于換熱箱11的上方，盤(pán)管組件的底部與換熱箱11相接觸，具體而言，本發(fā)明中，盤(pán)管組件可以通過(guò)焊接固定在換熱箱11的頂部，或者是通過(guò)螺紋連接、鉚接等方式固定在換熱箱11的頂部。

導(dǎo)熱部件14用于實(shí)現(xiàn)熱量傳遞，導(dǎo)熱部件14為多個(gè)，導(dǎo)熱部件14的數(shù)量以盤(pán)管單元的數(shù)量為基數(shù)進(jìn)行計(jì)算為佳，例如，盤(pán)管單元的數(shù)量為5個(gè)，則導(dǎo)熱部件14的數(shù)量為5個(gè)、10個(gè)、15個(gè)等整數(shù)倍較好，這樣，各個(gè)盤(pán)管單元的導(dǎo)熱部件14數(shù)量一致。導(dǎo)熱部件14穿入盤(pán)管單元的第一直段1、第二直段5以及換熱箱11，進(jìn)一步，該導(dǎo)熱部件14為垂直穿過(guò)上述各部分，這樣，有利于導(dǎo)熱部件14與廢熱介質(zhì)的充分熱交換。

導(dǎo)熱部件14可以通過(guò)焊接的方式分別與第一直段1、第二直段5以及換熱箱11固定，并且該焊接應(yīng)該能夠起到密封的作用，即不因?qū)岵考?4的穿入而影響第一直段1、第二直段5和換熱箱11的密封性能，保證裝置的正常運(yùn)行。

本發(fā)明中，第一直段1平行于第二直段5，第一直段1位于第二直段5的正下方。進(jìn)一步，縱向段3的兩端分別通過(guò)下彎頭2和上彎頭4與第一直段1和第二直段5相連。如圖1箭頭所示，盤(pán)管入口9形成在第一直段1上，盤(pán)管出口10形成在第二直段5上?？蛇x方案中，第一直段1鄰近盤(pán)管入口9的位置高于遠(yuǎn)離盤(pán)管入口9的位置，這樣形成了高度隨廢熱介質(zhì)溫度降低趨勢(shì)逐漸降低的矩形螺旋盤(pán)管，有利于減小廢熱介質(zhì)的流阻，從而進(jìn)一步提高換熱效率。

斜直段7實(shí)現(xiàn)兩個(gè)盤(pán)管單元的連接，具體為連接一個(gè)盤(pán)管單元的第二直段5與另一個(gè)盤(pán)管單元的第一直段1。類(lèi)似地，斜直段7的下端可以通過(guò)下斜裝彎頭6與第一直段1相連，斜直段7的上端可以通過(guò)上斜裝彎頭8與第二直段5相連。

如前面提及，導(dǎo)熱部件14的數(shù)量以盤(pán)管單元的數(shù)據(jù)為基數(shù)選擇為宜，作為一種優(yōu)選的實(shí)施方案，各個(gè)盤(pán)管單元上設(shè)置有若干導(dǎo)熱部件14，導(dǎo)熱部件14沿著第一直段1以及第二直段5的長(zhǎng)度方向布置，例如圖1、圖2中，盤(pán)管單元的數(shù)量為5個(gè)，每個(gè)盤(pán)管單元均設(shè)置12個(gè)導(dǎo)熱部件14。

請(qǐng)繼續(xù)如圖1所示，結(jié)合箭頭，換熱入口12在換熱箱11上的位置低于換熱出口13在換熱箱11上的位置。這樣，便于保證吸熱介質(zhì)在換熱箱11中更長(zhǎng)時(shí)間的加熱，直到其到達(dá)換熱出口13時(shí)排出，延長(zhǎng)加熱時(shí)間，保證加熱的充分性。如圖所示，導(dǎo)熱部件14由第二直段5穿出，穿過(guò)第一直段1后穿入至換熱箱11中，加工時(shí)，在第二直段5的下部開(kāi)孔，在第一直段1開(kāi)上下貫穿的孔，在換熱箱11的頂部開(kāi)孔，這樣，導(dǎo)熱部件14的上端位于第二直段5中，導(dǎo)熱部件14穿過(guò)第一直段1，下端位于換熱箱11中。

本發(fā)明中，作為一種優(yōu)選的方案，導(dǎo)熱部件14為封閉的導(dǎo)熱管。導(dǎo)熱管的材質(zhì)，可以根據(jù)廢熱的介質(zhì)所確定，例如，選擇為鐵、鋁、合金等。為了確保導(dǎo)熱管高度的導(dǎo)熱性能，本發(fā)明中，導(dǎo)熱管為真空導(dǎo)熱管，優(yōu)選具有高真空度的。

為了方便連接，本發(fā)明中，盤(pán)管入口9、盤(pán)管出口10、換熱入口12以及換熱出口13均設(shè)置連接法蘭15，這樣，可以方便實(shí)現(xiàn)管道的連通。另外，盤(pán)管入口9、盤(pán)管出口10、換熱入口12以及換熱出口13均設(shè)置測(cè)溫器16，這樣，可以方便測(cè)量各個(gè)位置的溫度。工作中如何使熱管式熱能回收冷卻裝置的熱能回收冷卻滿(mǎn)足系統(tǒng)工藝的要求，這由設(shè)置在熱管式熱能回收冷卻裝置進(jìn)出管口上的測(cè)溫器16輸出實(shí)時(shí)信號(hào)所確定，當(dāng)系統(tǒng)得知熱管式熱能回收冷卻裝置工作不符合工藝要求時(shí)，即令裝在二交換介質(zhì)(廢熱介質(zhì)和吸熱介質(zhì))進(jìn)出管口外圍的電動(dòng)閥作適當(dāng)?shù)拈_(kāi)啟與閉合，可調(diào)節(jié)二交換介質(zhì)各自的流量，來(lái)滿(mǎn)足熱管式熱能回收冷卻裝置在系統(tǒng)中的工作符合工藝要求。

為提高換熱效率，熱管式熱能回收冷卻裝置包括兩個(gè)盤(pán)管組件以及兩個(gè)換熱箱11，兩個(gè)盤(pán)管組件之間通過(guò)膨脹節(jié)17連接，即一個(gè)盤(pán)管組件的第二直段5與另一個(gè)盤(pán)管組件的第一直段1通過(guò)膨脹節(jié)17連接，當(dāng)然，該膨脹節(jié)17位于相應(yīng)的管道上。

另外地，參照?qǐng)D3所示，本發(fā)明公開(kāi)了一種熱管式熱能回收冷卻系統(tǒng)，其包括多個(gè)如上面一項(xiàng)的熱管式熱能回收冷卻裝置，該熱管式熱能回收冷卻裝置所具有的多個(gè)盤(pán)管入口9分別與第一匯總管18連接，所具有的多個(gè)盤(pán)管出口10分別與第二匯總管19連接，所具有的多個(gè)換熱入口12分別與第三匯總管20連接，所具有的多個(gè)換熱出口13分別與第四匯總管21連接。

如在船泊的主機(jī)冷卻、潛艇內(nèi)部的溫度調(diào)節(jié)，以及電廠(chǎng)、鋼廠(chǎng)等廢熱排放等較大的換熱項(xiàng)目中，使用一個(gè)熱管式熱能回收冷卻裝置是不夠的，需要用多個(gè)熱管式熱能回收冷卻裝置并聯(lián)，組成熱管式熱能回收冷卻系統(tǒng)，才能滿(mǎn)足在各種情況下使用本發(fā)明的方案。由熱管式熱能回收冷卻裝置組成的熱能回收冷卻系統(tǒng)中，在工作時(shí)，廢熱介質(zhì)和吸熱介質(zhì)是同時(shí)開(kāi)啟的，當(dāng)廢熱介質(zhì)從盤(pán)管入口9輸入，途經(jīng)各熱管式熱能回收冷卻裝置時(shí)，廢熱介質(zhì)與盤(pán)管單元充分接觸后，快速?gòu)谋P(pán)管出口10中排出。而吸熱介質(zhì)從換熱箱11的換熱入口12輸入至換熱箱11的內(nèi)部，與導(dǎo)熱部件14接觸后，從換熱箱11的換熱出口13中排出。這樣，便實(shí)現(xiàn)了冷卻換熱回收。在此，回收的熱能利用水或空氣為介質(zhì)，可以返回于工廠(chǎng)的生產(chǎn)用熱和人們生活中的生活用熱。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。