一种超导空空换热器以及余热回收系统的制作方法

本发明涉及换热设备领域，具体而言，涉及一种超导空空换热器以及余热回收系统。

背景技术：

“十三五”时期(2016-2020年)是我国全面建成小康社会，实现中华民族伟大复兴中国梦的关键时期，能源发展面临前所未有的机遇和挑战，天然气在我国能源革命中占据着重要的地位。它是一种绿色环保、经济实惠、安全可靠的能源。如今在我国天然气占能源消费的比重大约为6％，并呈不断上升的趋势，2016年我国消费天然气大概为2.6亿吨标准煤。天然气毫无疑问是未来替代煤炭等高污染能源的不二之选。

现有的天然气燃烧设备通常没有尾气余热回收设计，同时现有的天然气燃烧设备的燃烧效率低下，天然气的利用率比较低，造成了巨大的浪费。鉴于此，发明人联想到诺能够把提高天然气燃烧效率以及天然气尾气余热回收相结合则一举两得，即避免了对环境的热污染，又提高了天然气利用率，节约了成本。此设备可以广泛的应用于石油、化工、玻纤、化纤、机械、钢铁等领域，使天然气在工业领域的利用效率得到进一步的提高，从而为解决煤改气产生的企业生产成本增加提供一种方法。

有鉴于此，设计制造出一种既能提高天然气的燃烧效率，又能对尾气进行回收处理的超导空空换热器显得尤为重要。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种超导空空换热器，该超导空空换热器可将燃烧室内产生的废热气进行降温处理，以减少对环境的热污染，同时可对进入燃烧器的助燃空气进行预热，提高燃烧效率。

本发明的另一目的在于提供一种余热回收系统，可对燃烧室产生的余热气体进行回收利用，降低环境污染的同时提高了燃烧效率。

本发明是采用以下的技术方案来实现的：

一种超导空空换热器，用于燃烧室的废热气的回收与助燃空气的预热，包括多个超导热交换装置和隔热通风装置，每个超导热交换装置包括热交换本体和多根热交换管，多根热交换管设置于热交换本体内，隔热通风装置包括余热进气管、余热排气管、预热进气管和预热出气管，余热进气管和余热排气管分别与多根热交换管的两端连通，余热进气管用于与燃烧室连通，以使废热气进入热交换管；预热进气管和预热出气管分设于热交换本体的两侧，预热出气管用于与燃烧器连通，以使助燃空气通过预热进气管进入热交换本体再经过预热出气管进入燃烧器。

进一步地，热交换本体包括换热室、第一集热腔和第二集热腔，第一集热腔和第二集热腔分设于换热室的两端，换热室与第一集热腔和第二集热腔相互隔绝，第一集热腔的一端与热交换管连通，另一端与余热出气管连通；第二集热腔的一端与热交换管连通，另一端与余热进气管连通。

进一步地，每根热交换管的外周面设置有螺旋散热片，螺旋散热片螺旋绕设于热交换管的外周面并与热交换管固定连接。

进一步地，超导空空换热器还包括顺流式自动风机，顺流式自动风机与每个预热出气管连接，用于收集经过预热后的助燃空气并送入燃烧器。

进一步地，顺流式自动风机包括风机本体、进风管道、出风管道以及风量调节阀，进风管道的一端与多个预热出气管连通，另一端与风机本体连通，出风管道与风机本体连通，风量调节阀设置于进风管道处，用于调节风机本体的进风量。

进一步地，热交换装置还包括多个气体测温仪，多个气体测温仪一一对应地设置于余热进气管、余热排气管、预热进气管以及预热出气管上，用于测量余热进气管、余热排气管、预热进气管以及预热出气管内气体的温度。

进一步地，热交换装置还包括多个膨胀节，多个膨胀节一一对应地绕设于热交换本体的外周面。

进一步地，热交换装置还包括多个冷凝水排出组件，每个冷凝水排出组件一一对应地设置于每个热交换本体的底部。

进一步地，冷凝水排出组件包括冷凝水盘以及排水管，冷凝水盘设置于热交换本体的底壁上，用于接收从热交换管上滴落的冷凝水，排水管的一端伸入热交换本体并与冷凝水盘连接，另一端与外界连通，用于将冷凝水盘中的冷凝水排出。

一种余热回收系统，用于回收废热气与余热燃烧空气，包括燃烧室、燃烧室和超导空空换热器，超导空空换热器包括多个超导热交换装置和隔热通风装置，每个超导热交换装置包括热交换本体和多根热交换管，多根热交换管设置于热交换本体内。隔热通风装置包括余热进气管、余热排气管、预热进气管和预热出气管，余热进气管和余热排气管分别与多根热交换管的两端连通，预热进气管和预热出气管分设于热交换本体的两侧。余热进气管与燃烧室连通，以使废热气进入热交换管。预热出气管与燃烧器连通，以使助燃空气通过预热进气管进入热交换本体再经过预热出气管进入燃烧器。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的一种超导空空换热器，将多根热交换管设置在热交换本体内，并将余热进气管，多根热交换管以及余热排气管依次连通，将预热进气管、热交换本体以及预热出气管依次连通。其工作原理如下：在燃烧室内燃烧过后的废热气通过余热进气管进入热交换管进行热交换降温后，然后通过余热排气管排出到外界。预热用的空气通过预热进气管进入热交换本体内与多根热交换管进行充分的热交换升温后，然后通过预热出气管进入到燃烧器内进行燃烧。相较于现有技术，本发明提供的一种超导空空换热器，可将燃烧室内产生的废热气进行降温处理，减少对环境的热污染。同时可对进入燃烧器的助燃空气进行预热，提高燃烧效率。

本发明提供的一种余热回收系统，将余热进气管和燃烧室连通，将预热出气管与燃烧器连通。相较于现有技术，本发明提供的余热回收系统，可将燃烧室内产生的废热气进行降温处理，减少对环境的热污染。同时可对进入燃烧器的助燃空气进行预热，提高燃烧效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的超导空空换热器整体结构示意图；

图2为图1中超导热交换装置的连接结构示意图；

图3为图1中热交换管的结构示意图；

图4为图1中顺流式风机的结构示意图；

图5为本发明第二实施例提供的余热回收系统的整体结构示意图。

图标：100-超导空空换热器；110-超导热交换装置；111-热交换本体；1111-换热室；1113-第一集热腔；1115-第二集热腔；113-热交换管；1131-螺旋散热片；115-膨胀节；117-冷凝水排出组件；130-隔热通风装置；131-余热进气管；133-余热排气管；135-预热进气管；137-预热出气管；150-顺流式风机；151-风机本体；153-进风管道；155-出风管道；157-风量调节阀；200-余热回收系统；210-燃烧室；230-燃烧器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中间”、“上”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。

第一实施例

参照图1，本实施例提供一种超导空空换热器100，用于燃烧室的废热气的回收与助燃空气的预热，该超导空空换热器100包括多个超导热交换装置110、隔热通风装置130以及顺流式风机150。顺流式风机150与隔热通风装置130连接，用于将隔热通风装置130中的助燃空气送入燃烧器。超导热交换装置110与隔热通风装置130连通，用于使废热气和助燃空气进行热交换。

每个超导热交换装置110包括热交换本体111、多根热交换管113、多个气体测温仪(图未示)、多个膨胀节115以及多个冷凝水排出组件117，多根热交换管113设置于热交换本体111内。隔热通风装置130包括余热进气管131、余热排气管133、预热进气管135和预热出气管137，余热进气管131和余热排气管133分别与多根热交换管113的两端连通，余热进气管131用于与燃烧室连通，以使废热气进入热交换管113。预热进气管135和预热出气管137分设于热交换本体111的两侧，预热出气管137用于与燃烧器连通，以使助燃空气通过预热进气管135进入热交换本体111再经过预热出气管137进入燃烧器。顺流式自动风机与每个预热出气管137连接，用于收集经过预热后的助燃空气并送入燃烧器。

多个气体测温仪一一对应地设置于余热进气管131、余热排气管133、预热进气管135以及预热出气管137上，用于测量余热进气管131、余热排气管133、预热进气管135以及预热出气管137内气体的温度。多个膨胀节115一一对应地绕设于热交换本体111的外周面，优选地，每个膨胀节115绕设在热交换本体111的中间部位，以防止热交换本体111收到热胀冷缩作用，进而对设备的损坏。

每个冷凝水排出组件117一一对应地设置于每个热交换本体111的底部。废热气遇冷后形成的液体可通过该冷凝水排出组件117排出到外界。

在本实施例中，冷凝水排出组件117包括冷凝水盘(图中未标号)以及排水管(图中未标号)，冷凝水盘设置于热交换本体111的底壁上，用于接收从热交换管113上滴落的冷凝水，排水管的一端伸入热交换本体111并与冷凝水盘连接，另一端与外界连通，用于将冷凝水盘中的冷凝水排出。

在本实施例中，热交换本体111的数量为两个，此设置是根据实际需求和相关限制条件来决定的，热交换本体111的数量越多，内部设置的热交换管113数量越多，则热回收效率越高。值得注意的是，此处热交换本体111的数量并不仅仅限于两个，也可以是三个或者四个等，可根据实际需求和相关限制条件来进行调整，热交换本体111的数量在此不做具体限定。

参见图2，热交换本体111包括换热室1111、第一集热腔1113和第二集热腔1115，第一集热腔1113和第二集热腔1115分设于换热室1111的两端，换热室1111与第一集热腔1113和第二集热腔1115相互隔绝，第一集热腔1113的一端与热交换管113连通，另一端与余热出气管连通；第二集热腔1115的一端与热交换管113连通，另一端与余热进气管131连通。预热进气管135设置在换热室1111的一侧，预热出气管137设置在换热室1111的另一侧，换热室1111分别与预热进气管135和余热出气管连通。

在本实施例中，热交换管113分别与第一集热腔1113和第二集热腔1115焊接，以使换热室1111内形成密闭空间，从而使得废热气与助燃空气能够充分进行换热。

参见图3，每根热交换管113的外周面设置有螺旋散热片1131，螺旋散热片1131螺旋绕设于热交换管113的外周面并与热交换管113固定连接，用以增大热交换管113的传热面积，使得废热气的热量能够充分传递到换热室1111内进行换热。同时，在每根热交换管113的外周面设置螺旋散热片1131，使得助燃空气通过换热室1111时易形成螺旋气流，增大了助燃空气在换热室1111内的停滞时间并使得换热室1111内的助燃空气受热均匀，提高了传热效率。优选地，螺旋散热片1131通过焊接固定连接在热交换管113上。

参见图4，顺流式自动风机包括风机本体151、进风管道153、出风管道155以及风量调节阀157，进风管道153的一端与多个预热出气管137连通，另一端与风机本体151连通，出风管道155与风机本体151连通，风量调节阀157设置于进风管道153处，用于调节风机本体151的进风量。出风管道155用于与燃烧器连通，以向燃烧器内送入助燃空气。

本实施例提供了一种超导空空换热器100，在热交换本体111内焊接有多根热交换管113，并将余热进气管131，多根热交换管113以及余热排气管133依次连通，将预热进气管135、热交换本体111以及预热出气管137依次连通。其工作原理如下：在燃烧室内燃烧过后的废热气通过余热进气管131进入热交换管113进行热交换降温后，然后通过余热排气管133排出到外界。预热用的助燃空气通过预热进气管135进入换热室1111内与多根热交换管113进行充分的热交换升温后，然后通过预热出气管137进入到燃烧器内进行燃烧。由于在热交换管113的外周面绕设有螺旋散热片1131，故预热用的助燃空气与废热气之间能够进行充分的热交换。相较于现有技术，本发明提供的一种超导空空换热器100，可将燃烧室内产生的废热气进行降温处理，减少对环境的热污染。同时可对进入燃烧器的助燃空气进行预热，提高燃烧效率。

第二实施例

参见图5，本实施例提供一种余热回收系统200，用于回收废热气与余热燃烧空气，包括燃烧室210、燃烧器230和超导空空换热器100，其中超导空空换热器100的基本结构和原理及产生的技术效果和第一实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考第一实施例中相应内容。

在本实施例中，超导空空换热器100包括多个超导热交换装置110和隔热通风装置130，每个超导热交换装置110包括热交换本体111和多根热交换管113，多根热交换管113设置于热交换本体111内。隔热通风装置130包括余热进气管131、余热排气管133、预热进气管135和预热出气管137，余热进气管131和余热排气管133分别与多根热交换管113的两端连通，预热进气管135和预热出气管137分设于热交换本体111的两侧。余热进气管131与燃烧室210连通，以使废热气进入热交换管113。预热出气管137与燃烧器230连通，以使助燃空气通过预热进气管135进入热交换本体111再经过预热出气管137进入燃烧器230。

本实施例提供了一种余热回收系统200，相较于现有技术，可将燃烧室210内产生的废热气进行降温处理，减少对环境的热污染。同时可对进入燃烧器230的助燃空气进行预热，提高燃烧效率。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。