专利名称：一种筒子纱烘干机专用节能热管换热器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种烘干用节能换热器，尤其是涉及一种筒子纱烘干机专用节 能热管换热器。
背景技术：
我国是纺织与印染大国，筒子纱烘干机是纺织印染企业必须的工艺设备，是纺 织前的纱线经过染色后需要脱水/烘干的主要设备，其主要利用加热后的空气对纺织前 的线纱进行干燥和整理并使之保持纤维弹性和拉力的装置。目前，常用的筒子纱烘干机主要有蒸汽加热型、导热油加热型、高频电磁辐射 加热型筒子纱烘干机。其中，蒸汽加热型的筒子纱烘干机包括箱体，箱体由夹芯板制造而成，使用夹 芯板目的主要是为了保温，防止热散失。箱体呈立体方形，在箱体内侧的三侧面上均设 置有一个换热器，位于后侧面上的作为主换热器，位于两侧面上的作为辅助换热器，或 者只在箱体的一个内侧面上布置一个主换热器。上述主换热器和辅助换热器均由U型 翅片管横向水平连接而成，翅片管内满容积进入高温蒸汽(蒸汽温度170 160°C)，高 温蒸汽在流过翅片管内时，把蒸汽中的热焓通过翅片管的基管导热及翅片散热，外置鼓 风机把箱体外的常温空气引入至换热器的翅片管表面，通过冷热交换把换热室内的空气 加热；对于箱体的三侧面上均设置有换热器的筒子纱烘干机而言，两侧的辅助换热器的 上部设置有热空气高压扰流风机，目的是将箱体内的热空气扰动起来，使箱体内不同层 的空气温度温差缩小，达到温度均勻，最大限度地吸收线纱内附水分，让线纱在平衡热 空气的作用下进行干燥，而含有水分的湿热空气则从箱体顶部的废热湿气排出口自然排 出ο第二种导热油加热型的筒子纱烘干机的结构与蒸汽加热型的筒子纱烘干机的结 构基本相同，所不同的是导热油加热型的筒子纱烘干机的热源为导热油锅炉加热的导热 油。第三种高频电磁辐射加热型的筒子纱烘干机包括箱体，箱体呈横卧式(长度约 8.8米左右，高约2.2米，宽度2.0米，通过纱空间高度1.2米)，这种筒子纱烘干机在线纱 烘干的过程中采用的是高电压输入，产生高频微波震荡磁场，得到不同频率的电磁波， 以电磁波内部微粒子运动摩擦状态改变时激发出来，并以固定速率、波长、频率把电能 转换成热能，将磁波热辐射到线纱上，达到冷热交换，使线纱内的水分吸热，分子变大 膨胀汽化蒸发，达到烘干线纱的目的；同时，为了减少箱体内空气中的湿焓，把空气粒 子中的湿焓从箱体中排出，用外置鼓风机向箱体内引入室外常温空气，以压力气流推力 把箱体内的混合焓湿空气排出，保持箱体内的空气温度。上述三种类型的筒子纱烘干机的烘干加热系统均存在热能利用率低的缺点，一 般只有15 7%，大量的热量是随着筒子纱烘干机的废热湿气排出口排放到大气中，这 样不仅浪费了宝贵的能源，而且造成了严重的环境污染(热污染)；另一方面，尤其在低温季节的运行时段，室外空气的温度较低湿度较大，冷量较多，生产车间空气温度较低 时增温时间较长，当筒子纱烘干机的机箱进风口引入室外冷空气时，机箱内的温度会大 幅下降，这样更增加了烘干加热系统的加热时间与耗能量(耗电量)。此外，高频电加热型筒子纱烘干机的热利用率虽然高一些(电能转换成热能的 效率高)，但耗电功率较大，电费价格较高(电由发电厂供给，发电厂耗用大量的燃煤， 二氧化碳的实际排放量并未减少)，在特定的供电功率的条件时，由于环境空气温度的影 响，会形成冷热交换温差大；同时，筒子纱烘干机的机箱内增加了冷风通过量，虽排出 了水雾汽，也抽走了混合空气中的热焓，在等矢量的状态下，延长了通电时间，(特别在 环境低温季节)增加了耗能，更增加了机箱内产品烘干的用热量和时间。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够有效提高筒子纱烘干机的热利 用率，降低燃料消耗量，且使用寿命长的筒子纱烘干机专用节能热管换热器。本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为一种筒子纱烘干机专用 节能热管换热器，包括换热室、与所述的换热室的顶部相连接的冷凝部件及与所述的换 热室的底部相连接的储液/传热室，所述的冷凝部件的顶部连接有用于导入冷风的风流 罩，所述的冷凝部件主要由若干根平行并排的冷凝管组成，相邻两根所述的冷凝管之间 的间隙构成与所述的风流罩相连通的进风通道，所述的冷凝管的管内空间构成冷凝室， 所述的换热室内设置有若干排翅片式热管，每排所述的翅片式热管的顶端与一根所述的 冷凝管相连接，每排所述的翅片式热管的底端与所述的储液/传热室相连接，所述的翅 片式热管分别与所述的冷凝室和所述的储液/传热室相连通，所述的换热室的一侧壁上 设置有热风排出通道，所述的储液/传热室内设置有热过流管，所述的热过流管的一端 通过供热管道与外部的供热装置相连接，所述的热过流管的另一端通过热回收管道与外 部的热回收装置相连接，所述的储液/传热室内充装有导热介质，所述的导热介质位于 所述的热过流管外。所述的热风排出通道靠近其所在的所述的换热室的侧壁的底部。所述的换热室通过下孔板与所述的储液/传热室相连接，所述的下孔板上设置 有若干个下通孔，所述的翅片式热管通过所述的下通孔与所述的储液/传热室相连通。所述的翅片式热管采用导热性能良好的双金属铜铝复合材料、双金属钢铝复合 材料、单金属钢材料制成。所述的风流罩为斗型风流罩，所述的斗型风流罩的宽端与所述的冷凝部件的顶 部相连接，所述的斗型风流罩的窄端通过风管与外部的鼓风机相连接。所述的换热室的四侧外壁上设置有保温层。与现有技术相比，本实用新型的优点在于1)、本实用新型采用导热效率较高的热管(翅片式)作为散热器件，可提高导热 系数，加快传热速度，增大散热面积，减小导热热阻，增强导热性能和效率，从而可增 大散热量，提高本换热器的换热效率，提高筒子纱烘干机的热利用率(30 15%)，对于 采用蒸汽作为热源时，可有效减少蒸汽在热过流管内的过流量，即可减少蒸汽用量；对 于采用导热油作为热源时，同样可减少导热油的过流量，从而可降低导热油锅炉火焰燃
4烧温度，减小燃料的消耗量，降低排烟温度。2)、由于本换热器中的热管(翅片式)位于换热室内，并通过储液室/传热室与 热源相隔离，因此可避免热管(翅片式)氧化腐蚀，可有效延长本换热器的使用寿命。3)、由于无机导热介质的工作温度点低(30°C)，汽化传热快，因此采用翅片管 作为热管的散热器件，无机导热介质汽化后的汽化热可使热管(翅片式)加热升温速度 快、传热时间短，由于热管本身具有良好的传热/导热特性等特点，这样冷空气在加热 时将会缩小层温，减小温差，加热均勻。4)、本换热器在运行时，内部始终处在负压/微压状态下，保证了储液/传热室 内没有空气阻力，这样在热传导的过程中提高了传热的速度，同时减少了热管(翅片式) 的管壁沿程的阻力系数，降低了热管(翅片式)的管壁内外换热的温差(冷空气和热空 气)，由于热管的等温性好，最大限度地提高了热效率。5)、本换热器作为单体形式使用时，可直接在储液/传热室的热过流管中设置 电加热管，用电加热管作为加热的热源体，电加热管开启后通过热过流管的管壁传热， 让热过流管加热管壁外的无机导热介质，无机导热介质受热汽化后的汽化热可使热管 (翅片式)加热升温速度快、传热时间短，使用该换热器的筒子纱烘干机与现有的高频电 加热型筒子纱烘干机相比，不仅热利用率得到了大幅度的提升，而且有效降低了电能消 耗。
图1为本实用新型的剖面示意视图一；图2为本实用新型的剖面示意视图二 ；图3为本实用新型去掉风流罩后的俯视图；图4为图2中A-A向剖视示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。本实用新型提出的筒子纱烘干机专用节能热管(翅片式)换热器，如图所示，其 包括换热室1、与换热室1的顶部相连接的冷凝部件2及与换热室1的底部相连接的储液 /传热室3，冷凝部件2的顶部连接有用于导入冷风的风流罩4，冷凝部件2主要由若干 根平行并排的冷凝管21组成，相邻两根冷凝管21之间的间隙构成与风流罩4相连通的进 风通道22，冷凝管21的两端密封，且冷凝管21的管内空间构成冷凝室23，换热室1内 设置有若干排翅片式热管，每排翅片式热管的各个翅片式热管11的顶端共同与一根冷凝 管21相连接，每排翅片式热管的各个翅片式热管11的底端均与储液/传热室3相连接， 翅片式热管11分别与冷凝室23和储液/传热室3相连通，换热室1的一侧壁上设置有热 风排出通道12，储液/传热室3内设置有热过流管31，热过流管31的一端通过供热管道 (图中未示出)与外部的供热装置(图中未示出)相连接，热过流管31的另一端通过热回 收管道(图中未示出)与外部的热回收装置(图中未示出)相连接，储液/传热室3内充 装有传热快(30°C )的无机导热介质32，无机导热介质32位于热过流管31外。在此， 为更好地提高换热效率在换热室1的四侧外壁上设置保温层，在储液/传热室3的四侧外壁及底部上均设置保温层，保温层采用现有的保温材料制成；冷凝管21可采用钢材料制 成的管子，也可采用其他金属材料制成的管子；在实际设计过程中，可将多根冷凝管通 过连接管连接成一体，如图3和图4所示，第一根冷凝管的第一端与第二根冷凝管的第一 端通过连接管相连接，第二根冷凝管的第二端与第三根冷凝管的第二端通过连接管相连 接，构成一体。在此具体实施例中，热风排出通道12应尽量靠近其所在的换热室1的侧壁的底 部设置，这样可以将充分加热后的空气从热风排出通道12排出，热风排出通道12上连接 有热风排出管13。在此，可将热风排出通道12设置在换热室1长度方向的一侧壁上，同 时可将热过流管31沿储液/传热室3长度方向设置，即使热过流管31的轴线与换热室1 设置有热风排出通道12的侧壁平行，这样可使流过热过流管31的热源充分加热无机导热 介质32，从而使无机导热介质32汽化后的汽化热迅速加热热管(翅片式)11。在此具体实施例中，换热室1通过下孔板5与储液/传热室3相连接，下孔板5 上设置有若干个下通孔51，翅片式热管11通过下通孔51与储液/传热室3相连通。在 此，下孔板5由钢板制成，既作为换热室1的底板又作为储液/传热室3的顶板。在此具体实施例中，翅片式热管11采用导热性能良好的双金属铜铝复合材料、 双金属钢铝复合材料、单金属钢材料制成。采用导热效率较高的热管(翅片式)11作为 散热器件，可提高导热系数，增大散热面积，减小导热热阻，增强导热性能和效率，从 而增大了散热量，提高了本换热器的换热效率，减少了蒸汽/导热油的消耗量；同时可 极大地降低本换热器的制造成本。另一方面，由于无机导热介质32的工作温度点较低 (30°C),又采用了双金属铜铝复合材料、双金属钢铝复合材料、单金属钢材料制成的热 管(翅片式)11作为散热器件，可使热管(翅片式)11加热升温速度快、传热时间短，由 于热管(翅片式)11本身具有良好的传热/导热特性等特点，这样冷空气在加热时将会缩 小层温，减小温差，加热均勻。在此，在储液/传热室3内充装的是无机导热介质32，由于无机导热介质32 具有沸点低、热焓值高的特性，其汽化点低，传热快，其传导系数超过任何一种流体载 体，无机导热介质32采用现有的技术。在此具体实施例中，风流罩4为斗型风流罩，斗型风流罩4的宽端与冷凝部件2 的顶部相连接，斗型风流罩4的窄端通过风管(图中未示出)与外部的鼓风机(图中未示 出)相连接。实际设计过程中，如图3和图4所示，可在平行并排的冷凝管作为一个整 体的四周连接一个固定基板6，该固定基板6分别与换热室1的四侧壁及斗型风流罩4的 宽端相连接。在此，本换热器中的各个部件的连接口之间均为密封连接，可采用焊接密封， 达到气密性好、无空气泄漏的目的。本换热器的工作原理为开启设置于筒子纱烘干机上的鼓风机、外部的供热装 置及外部的热回收装置，当外部的供热装置通过供热管道向热过流管提供高温流体热媒 后，流过热过流管的高温流体热媒对储液/传热室内的无机导热介质进行加热，无机导 热介质吸热后迅速相变、汽化产生高温汽化热，高温汽化热通过下通孔进入热管(翅片 式)内，此时热管(翅片式)的管壁温度上升，最高时可达到200 80°C (具体温度值 根据外部热媒温度而定)，热管(翅片式)的管壁及翅片的表面温度在等温状态下循环导热、散热，鼓风机通过斗型风流罩及进风通道将室外的冷空气送入换热室内的，通过冷 热交换，产生高温热空气，高温热空气通过热风排出管向筒子纱烘干机的机箱内的装纱 车进风口供热风，高温热空气吸收烘干机箱内的纱线中含有的水分，以达到烘干纱线的 目的。储液/传热室在静态状态下实质上为一个充装有无机导热介质的储液室，无机导 热介质受热升温汽化后该储液室实质上为一个传热/放热室，传热过程是在负压/微压 状态下进行，该储液/传热室及全部热管(翅片式)内实质上是一个负压/微压的换热系 统。本换热器在运行时，内部始终处在负压/微压状态下，没有空气阻力，这样在 热传导的过程中提高了传热的速度，同时减少了热管(翅片式)的管壁沿程的阻力系数， 降低了热管(翅片式)的管壁内外换热的温差(冷空气和热空气)，最大限度地提高了热 效率。同时由于本换热器在运行时始终处在负压/微压状态。因此，充装在储液/传热 室内的无机导热介质不会出现压力过大/氧化腐蚀的现象。在实际设计过程中，也可根据实际情况，不以外部的供热装置供应高温流体热 媒，单体形式时，可以用电加热管作为加热的热源体加热，即可在热过流管内安装电加 热管，电加热管开启后通过热过流管的管壁传热，让热过流管加热管壁外的无机导热介 质。本实用新型的热管换热器可与国内外厂家生产的各种筒子纱烘干机配套安装使 用(相同的散热量、相同的散热面积、相同的尺寸)。
权利要求1.一种筒子纱烘干机专用节能热管换热器，其特征在于包括换热室、与所述的换 热室的顶部相连接的冷凝部件及与所述的换热室的底部相连接的储液/传热室，所述的 冷凝部件的顶部连接有用于导入冷风的风流罩，所述的冷凝部件主要由若干根平行并排 的冷凝管组成，相邻两根所述的冷凝管之间的间隙构成与所述的风流罩相连通的进风通 道，所述的冷凝管的管内空间构成冷凝室，所述的换热室内设置有若干排翅片式热管， 每排所述的翅片式热管的顶端与一根所述的冷凝管相连接，每排所述的翅片式热管的底 端与所述的储液/传热室相连接，所述的翅片式热管分别与所述的冷凝室和所述的储液/ 传热室相连通，所述的换热室的一侧壁上设置有热风排出通道，所述的储液/传热室内 设置有热过流管，所述的热过流管的一端通过供热管道与外部的供热装置相连接，所述 的热过流管的另一端通过热回收管道与外部的热回收装置相连接，所述的储液/传热室 内充装有导热介质，所述的导热介质位于所述的热过流管外。
2.根据权利要求1所述的一种筒子纱烘干机专用节能热管换热器，其特征在于所述的 热风排出通道靠近其所在的所述的换热室的侧壁的底部。
3.根据权利要求1或2所述的一种筒子纱烘干机专用节能热管换热器，其特征在于所 述的换热室通过下孔板与所述的储液/传热室相连接，所述的下孔板上设置有若干个下 通孔，所述的翅片式热管通过所述的下通孔与所述的储液/传热室相连通。
4.根据权利要求3所述的一种筒子纱烘干机专用节能热管换热器，其特征在于所述的 翅片式热管采用导热性能良好的双金属铜铝复合材料、双金属钢铝复合材料、单金属钢 材料制成。
5.根据权利要求4所述的一种筒子纱烘干机专用节能热管换热器，其特征在于所述的 风流罩为斗型风流罩，所述的斗型风流罩的宽端与所述的冷凝部件的顶部相连接，所述 的斗型风流罩的窄端通过风管与外部的鼓风机相连接。
6.根据权利要求3所述的一种筒子纱烘干机专用节能热管换热器，其特征在于所述的 换热室的四侧外壁上设置有保温层。
专利摘要本实用新型公开了一种筒子纱烘干机专用节能热管换热器，包括换热室、冷凝部件及储液/传热室，冷凝部件顶部连接有风流罩，冷凝部件主要由若干根冷凝管组成，相邻两根冷凝管之间的间隙构成与风流罩相连通的进风通道，冷凝管的管内空间构成冷凝室，换热室内设置有若干排翅片式热管，翅片式热管分别与冷凝室和储液/传热室相连通，换热室的一侧壁上设置有热风排出通道，储液/传热室内设置有热过流管，储液/传热室内充装有导热介质，优点在于采用导热效率较高的热管作为散热器件，可提高导热系数，加快传热速度，增大散热面积，减小导热热阻，增强导热性能和效率，从而可增大散热量，提高本换热器的换热效率，提高筒子纱烘干机的热利用率(30～15％)。
文档编号F28F21/08GK201795708SQ20102021317
公开日2011年4月13日 申请日期2010年6月1日 优先权日2010年6月1日
发明者沈双喜 申请人:宁波福威克能源科技有限公司