一种氨水换热器的制作方法

本实用新型涉及换热器技术领域，具体涉及一种氨水换热器。

背景技术：

氨水动力循环发电技术是以氨水混合物为工质，适用于85-350℃热源的中低温发电技术，是目前最搞笑的中低温余热发电技术，该技术适用于钢铁、有色、建材、石化等工业领域产生的中低温余热资源，也适用于地热、太阳能等可再生能源领域。氨水相变过程为一个变温过程，减少了蒸发和冷凝过程传热的不可逆损失，使氨水动力循环更接近理想洛伦兹循环，其热效率比单一工质动力循环高15％以上，氨水动力循环结构比较复杂，其通过加热氨水混合物然后通过气液分离器实现富氨蒸汽的产生，该方法使在加热及气液分离过程中产生能量损失，这也影响了氨水动力循环的热效率。

技术实现要素：

本实用新型为解决上述技术问题提供了一种换热效率高的氨水换热器。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种氨水换热器，包括壳体和毛细芯，所述毛细芯水平设置在所述壳体内且其下端与所述壳体底壁的上端贴合，所述毛细芯的边缘与所述壳体的内侧壁连接以形成储液室，所述壳体的左右两侧壁上分别设有与所述储液室连通的氨水进口和氨水出口，所述毛细芯的下端设有富氨蒸气槽道，所述壳体的侧壁上设有与所述富氨蒸气槽道连通的富氨蒸气出口，且所述富氨蒸气出口位于所述氨水出口的下方，所述壳体设置在沿前后方向的磁场中，以使所述储液室11中的氨离子在所述磁场作用下向所述毛细芯偏转。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的氨水换热器通过毛细芯将氨水工质气液两相进行隔离，储液室中的氨带有nh4⁺、oh^-等带电离子，在磁场作用下，带电离子发生偏转，促进了氨水各种离子的相互迁移，提高了其扩散速度，以保证储液室中氨根离子往毛细芯迁移，储液室内剩下稀氨溶液自氨水出口排出。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述氨水换热器还包括下壳体，所述下壳体内部中空且上端开口，所述下壳体的上端开口处与所述壳体底壁的下端连接，以使所述下壳体的内部形成热源流体通道，所述下壳体的左右两端分别设有与所述热源流体通道连通的热源流体进口和热源流体出口。

采用上述进一步方案的有益效果是热源流体直接在热源流体通道中流动，对富氨蒸气进行过热。

进一步，所述热源流体进口位于所述氨水出口的下方，所述热源流体出口位于所述氨水进口的下方。

采用上述进一步方案的有益效果是可以保证富氨蒸气有更加稳定的过热度。

可选地，所述壳体的前后两侧侧壁分别采用磁性材料制成，其所述壳体前后两侧侧壁相对的一侧的磁极分别为n极和s极，所述壳体的前后两侧侧壁之间形成了所述磁场。

采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，并且使氨水过热器上的磁场更加稳定。

进一步，所述磁性材料为永磁铁。

进一步，所述富氨蒸气槽道包括多个沿前后方向设置的第一槽道和至少一个沿左右方向设置的第二槽道，所述第一槽道和所述第二槽道贯通，所述第二槽道与所述富氨蒸气出口连通。

采用上述进一步方案的有益效果是对富氨蒸气气流产生一定的扰动作用，使气流受热更加均匀，并且增加了换热面积，使气流温度更高，保证富氨蒸气有更稳定的过热度。

进一步，所述氨水进口、氨水出口和富氨蒸气出口均设为多个。

附图说明

图1为本实用新型实施例1中氨水换热器的剖视图；

图2为本实用新型图1中沿a-a方向的剖视图；

图3为本实用新型图1中沿m向的侧视图；

图4为本实用新型图1中沿n向侧侧视图；

图5为本实用新型实施例2中氨水换热器的剖视图；

图6为本实用新型图5中沿a-a方向的剖视图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

10、壳体，11、储液室，12、氨水进口，13、氨水出口，14、n级侧壁，15、s级侧壁，20、毛细芯，30、换热壁面，41、富氨蒸气出口，42、第一槽道，43、第二槽道，50、下壳体，51、热源流体通道，52、热源流体进口，53、热源流体出口。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例1

如图1-4所示，本实施例提供了一种氨水换热器，包括壳体10和毛细芯20；所述壳体10内部为长方体或近似长方体的腔体，所述壳体10的底壁为换热壁面30，所述毛细芯20水平设置在所述壳体10内的所述换热壁面30上且其下端与所述换热壁面30的上端贴合，所述毛细芯20的边缘与所述壳体10的内侧壁连接以形成用于储存氨水的储液室11，所述壳体10的左右两侧壁上分别设有与所述储液室11连通的氨水进口12和氨水出口13，所述毛细芯20下端与所述换热壁面30贴合的一侧上设有富氨蒸气槽道，所述壳体10的侧壁上设有与所述富氨蒸气槽道连通的富氨蒸气出口41，将富氨蒸气排出，并且所述富氨蒸气出口41位于所述氨水出口13的下方，所述壳体10设置在沿前后方向的磁场中，以使所述储液室11中的氨离子在所述磁场作用下向所述毛细芯20偏转。

氨水工质自氨水进口12进入储液室11，毛细芯20通过毛细力使氨水工质充满整个毛细芯20，热源通过换热壁面30将热量传给毛细芯20，由于氨水中的氨沸点低于水，毛细芯20内的氨组分先蒸发成富氨蒸气，富氨蒸气经过富氨蒸气槽道自富氨蒸气出口41排出，储液室11中的氨带有nh4⁺、oh^-等带电离子，在磁场作用下，带电离子发生偏转，促进了氨水各种离子的相互迁移，增加了其扩散速度，以保证储液室11中氨离子向毛细芯20偏转，储液室11内剩下稀氨溶液自氨水出口13排出。由于毛细芯20的阻隔作用，储液室11中的工质温度始终较低，从而自氨水出口13排出的稀氨溶液温度较低，不会带走过多热量，从而提高了热源的热量利用率。

在一个优选地实施方案中，所述壳体10的前后两侧侧壁分别采用磁性材料制成，且所述壳体10前后两侧侧壁相对的一侧的磁极分别为s极和n极，即其中一侧侧壁为n级侧壁14，另一侧侧壁为s级侧壁15，前后侧壁的磁极的设置与氨水工质的流向相关以保证氨离子在运动过程中向毛细芯20，若氨水进口12设置在左侧壁上，则前侧壁为s极，后侧壁为n极。n级侧壁和s级侧壁之间形成了所述磁场，所述磁性材料为永磁铁，所述壳体10的上壁和左右侧壁均采用不导磁的金属材料制成，如不锈钢、铝合金或钛合金等。磁性材料制成的前后侧壁可以提供稳定的磁场。作为优选地，磁场的强度按照以下公式设定：

b＝mv/(hq)

其中，b为磁场强度，m为nh4⁺的质量，v为储液器的氨水液体的平均速度，h为储液器的高度(即毛细芯距离储液器上壁的距离)，q为nh4⁺的带电量。

nh4⁺的质量为2.99×10^-26kg，带电量为1.6×10^-19c，假设，氨水的平均速度为0.1m/s，储液器的高度为0.1m，则计算得到磁场强度为0.1869mt。

根据计算得到的磁场强度设定n极侧壁和s极侧壁之间的距离。

优选地，所述富氨蒸气槽道包括多个沿前后方向设置的第一槽道42和至少一个沿左右方向设置的第二槽道43，所述第一槽道42和所述第二槽道43贯通，所述第二槽道43与所述富氨蒸气出口41连通。对富氨蒸气气流产生一定的扰动作用，使气流受热更加均匀，并且增加了换热面积，使气流温度更高，保证富氨蒸气有更稳定的过热度。

优选地，所述氨水进口12、氨水出口13和富氨蒸气出口41均设为多个，多个所述氨水进口12之间、多个氨水出口13之间、多个富氨蒸气出口41之间均水平等间距分布。

实施例2

所述氨水换热器可以直接与发热设备热源贴合，也可以在氨水换热器上设置热源流体通道51对富氨蒸气进行过热，如图5-6所示，与实施例1不同的是，所述氨水换热器还包括下壳体50，所述下壳体50内部中空且上端开口，所述下壳体50的上端开口处与所述换热壁面30的下端连接，以使所述下壳体50的内部形成热源流体通道51，所述下壳体50的左右两端分别设有与所述热源流体通道51连通的热源流体进口52和热源流体出口53。热源流体直接在热源流体通道51中流动，对富氨蒸气进行过热。其中，氨水工质和热源流体可以从氨水换热器的同一侧进入该换热器，也可以从两侧分别进入，作为优选方案的，氨水工质和热源流体自换热器的两侧分别进入，即所述热源流体进口52位于所述氨水出口13的下方，所述热源流体出口53位于所述氨水进口12的下方，可以保证富氨蒸气有更加稳定的过热度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，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。