连续全热回收的蓄热式气气换热设备的制作方法

本发明涉及一种连续全热回收的蓄热式气气换热设备。

背景技术：

蓄热式换热器的换热效率，可以通过输入的载热流体的温度与排出的载热流体的温度来体现，如果载热流体输入时的温度与排出时的温度相等，则表明蓄热式换热器的换热效率为零，反之，如果载热流体输入时的温度与排出时的温度相差很大，则表明蓄热式换热器的换热效率很高，即沿着蓄热式换热器载热流体流动方向的温度梯度越大，则蓄热式换热器的换热效率越高。

现有的蓄热式换热器一般采用蜂窝陶瓷或陶瓷球作为蓄热体，其中的蜂窝陶瓷蓄热体比表面较大，因而单位时间传热量较大，可以让蓄热式换热器的切换时间短、温度梯度大，但蜂窝陶瓷蓄热体在温度不断变化的环境中易碎，耐久性差，需要对碎掉的蜂窝陶瓷蓄热体进行替换，由于更新周期较短，故蜂窝陶瓷蓄热体的使用成本很高；陶瓷球虽然不易碎、使用周期长，但其比表面小、单位时间传热量较小、切换间隔时间长、轴向传热量增加、热回收率低。

此外，蓄热体的导热系数越大，其轴向传热越显著，轴向温差越小，反之亦然。蓄热陶瓷的导热系数一般为1～3w/m.k，空气的导热系数0.031w/m.k(100℃时)，保温材料的导热系数一般小于0.12w/m.k，金属的导热系数一般大于10w/m.k。

蓄热体的蓄热量与比热成正比。例如，蓄热陶瓷的比热约0.22kcal/kg.k，不锈钢的比热约0.12kcal/kg.k，铝的比热约0.22kcal/kg.k。蓄热体的比热越大，其相同重量的蓄热体的蓄热量越大，反之亦然。

现有的蓄热式气气换热设备，由于其蓄热体为一个整体结构，蓄热体热端的热量会沿着蓄热体快速的向冷端传递，导致蓄热式气气换热设备对高温气体中热能的回收效率不尽理想。

为了降低蓄热体的导热性能，使蓄热体产生较大的温差，提高热回收率，如果每个换热通道内间隔地设有多个蓄热体，二个蓄热体层之间用空气或保温材料进行隔离，则由于隔断了蓄热体层之间的快速传热通道，可让温度梯度增大，同时还可减小设备体积、提高蓄热式气气换热设备的切换频率，并大幅度提高热回收率。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种结构简单，故障率低，热能回收效率高，该设备可连续高效率地回收高温气体的热量，用以加热低温气体，达到更大程度节约能源的连续全热回收的蓄热式气气换热设备。

本发明的连续全热回收的蓄热式气气换热设备，包括多个换热通道，每个换热通道内间隔地设有多个蓄热体，每个换热通道的一端分别设有低温气体进气口和低温气体出气口，每个换热通道的另一端分别设有高温气体出气口和高温气体进气口；

每个换热通道的低温气体进气口分别与一个低温气体进气支管的出口相通，每个低温气体进气支管上分别串联有低温气体进气支管电动阀门，每个低温气体进气支管的进口分别与低温气体进气总管的一个出口相通；

每个换热通道的低温气体出气口分别与一个低温气体出气支管的进口相通，每个低温气体出气支管上分别串联有低温气体出气支管电动阀门，每个低温气体出气支管的出口分别与低温气体出气总管的一个进口相通；

每个换热通道的高温气体出气口分别与一个高温气体出气支管的进口相通，每个高温气体出气支管上分别串联有高温气体出气支管电动阀门，每个高温气体出气支管的出口分别与高温气体出气总管的一个进口相通；

每个换热通道的高温气体进气口分别与一个高温气体进气支管的出口相通，每个高温气体进气支管上分别串联有高温气体进气支管电动阀门，每个高温气体进气支管的进口分别与高温气体进气总管的一个出口相通。

优选地，所述换热通道的壁上贴覆有保温材料层，多个换热通道分别沿竖直方向并列设置，每个换热通道的低温气体进气口和低温气体出气口分别位于对应的换热通道的顶部或底部。

优选地，所述蓄热体为蜂窝陶瓷蓄热体、球形陶瓷蓄热体、异形陶瓷蓄热体、蜂窝金属蓄热体、泡沫金属蓄热体和/或球形金属蓄热体，每个换热通道内自上而下间隔设有3—20个蓄热体。

优选地，所述换热通道的数量为4—21个，每个换热通道内自上而下间隔设有5—16个蓄热体，换热通道的横截面为圆形或矩形或椭圆形。

优选地，所述蓄热体高度为10～150mm，相邻的蓄热体之间的距离为10～100mm。

优选地，所述蓄热体之间设有隔热套。

优选地，每个所述低温气体进气口、低温气体出气口、高温气体出气口和高温气体进气口处分别设有温度传感器。

本发明的连续全热回收的蓄热式气气换热设备在使用时，可先打开与左侧的换热通道对应的高温气体进气支管电动阀门和低温气体出气支管电动阀门，让外界的高温气体通过高温气体进气总管经由打开了高温气体进气支管电动阀门的高温气体进气支管进入左侧的换热通道中，并经由左侧的换热通道流向低温气体出气支管、低温气体出气总管，在此过程中，高温气体会加热左侧的换热通道中的蓄热体，在经过设定时间的加热后，或者是排气的温度低于设定的温度后，再关闭已经打开的左侧的换热通道对应的高温气体进气支管电动阀门和低温气体出气支管电动阀门，同时打开与左侧的换热通道对应的高温气体出气支管电动阀门和低温气体进气支管电动阀门，让高温气体不再流入左侧的换热通道，改为让低温气体进气总管中的冷空气经由低温气体进气支管流入左侧的换热通道，冷空气在左侧的换热通道内被蓄热体加热，并经由连接该换热通道的高温气体出气支管流向高温气体出气总管；在切断左侧的换热通道对应的高温气体进气支管电动阀门和低温气体出气支管电动阀门同时，打开右侧的换热通道的高温气体进气支管电动阀门和低温气体出气支管电动阀门，让外界的高温气体通过高温气体进气总管经由打开了高温气体进气支管电动阀门的高温气体进气支管进入右侧的换热通道中，并经由右侧的换热通道流向低温气体出气支管、低温气体出气总管，在此过程中，高温气体会加热右侧的换热通道中的蓄热体，在经过设定时间的加热后，或者是排气的温度低于设定的温度后，再关闭已经打开的右侧的换热通道对应的高温气体进气支管电动阀门和低温气体出气支管电动阀门，同时打开与右侧的换热通道对应的高温气体出气支管电动阀门和低温气体进气支管电动阀门，让高温气体不再流入右侧的换热通道，改为让低温气体进气总管中的冷空气经由低温气体进气支管流入右侧的换热通道，冷空气在右侧的换热通道内被蓄热体加热，并经由连接该换热通道的高温气体出气支管流向高温气体出气总管；如此循环往复，即可连续、高效率地回收高温气体气中的热量，并利用回收的热量加热空气。

此外，本发明的连续全热回收的蓄热式气气换热设备每个换热通道内间隔地设有多个蓄热体，二个蓄热体层之间用空气或保温材料进行隔离，由于隔断了蓄热体层之间的快速传热通道，可让温度梯度有效增大，由此可减小设备体积、提高蓄热式气气换热设备的切换频率，并大幅度提高热回收率。因此，本发明的连续全热回收的蓄热式气气换热设备具有结构简单，故障率低，热能回收效率高，该设备可连续高效率地回收高温气体的热量，用以加热低温气体，达到更大程度节约能源的特点。

下面结合附图对本发明的连续全热回收的蓄热式气气换热设备作进一步详细说明。

附图说明

图1为本发明的连续全热回收的蓄热式气气换热设备的结构示意图的主视剖面图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的连续全热回收的蓄热式气气换热设备，包括多个换热通道1，每个换热通道1内间隔地设有多个蓄热体2，每个换热通道1的一端分别设有低温气体进气口15和低温气体出气口16，每个换热通道1的另一端分别设有高温气体出气口17和高温气体进气口18；

每个换热通道1的低温气体进气口15分别与一个低温气体进气支管4的出口相通，每个低温气体进气支管4上分别串联有低温气体进气支管电动阀门7，每个低温气体进气支管4的进口分别与低温气体进气总管8的一个出口相通；

每个换热通道1的低温气体出气口16分别与一个低温气体出气支管3的进口相通，每个低温气体出气支管3上分别串联有低温气体出气支管电动阀门5，每个低温气体出气支管3的出口分别与低温气体出气总管6的一个进口相通；

每个换热通道1的高温气体出气口17分别与一个高温气体出气支管10的进口相通，每个高温气体出气支管10上分别串联有高温气体出气支管电动阀门13，每个高温气体出气支管10的出口分别与高温气体出气总管14的一个进口相通；

每个换热通道1的高温气体进气口18分别与一个高温气体进气支管9的出口相通，每个高温气体进气支管9上分别串联有高温气体进气支管电动阀门11，每个高温气体进气支管9的进口分别与高温气体进气总管12的一个出口相通。

作为本发明的进一步改进，上述换热通道1的壁上贴覆有保温材料层，多个换热通道1分别沿竖直方向并列设置，每个换热通道1的低温气体进气口15和低温气体出气口16分别位于对应的换热通道1的顶部或底部。

作为本发明的进一步改进，上述蓄热体2为蜂窝陶瓷蓄热体、球形陶瓷蓄热体、异形陶瓷蓄热体、蜂窝金属蓄热体、泡沫金属蓄热体和/或球形金属蓄热体，每个换热通道1内自上而下间隔设有3—20个蓄热体2。

作为本发明的进一步改进，上述换热通道1的数量为4—21个，每个换热通道1内自上而下间隔设有5—16个蓄热体2，换热通道1的横截面为圆形或矩形或椭圆形。

作为本发明的进一步改进，上述蓄热体2高度为10～150mm，相邻的蓄热体2之间的距离为10～100mm。

作为本发明的进一步改进，上述蓄热体2之间设有隔热套。

作为本发明的进一步改进，上述每个所述低温气体进气口15、低温气体出气口16、高温气体出气口17和高温气体进气口18处分别设有温度传感器。

本发明的可连续全热回收的蓄热式气气换热设备，在二层蓄热体2之间利用隔热套进行隔离，降低蓄热体之间的导热量，使得蓄热体2之间可保有较大温差，形成较大的轴向温度梯度，进而可提高热回收效率。蓄热体可采用的材料包括：金属如铝、铁、铜等金属及其合金，或非金属材料如陶瓷等。

本发明的可连续全热回收的蓄热式气气换热设备，为提高传热的比表面积，提高传热效率，可选择比表面积较大的蜂窝、泡沫、网状等形状。

本发明的可连续全热回收的蓄热式气气换热设备，为提高导热性能、耐用性、降低更换周期，可选用上述金属材质。

本发明的连续全热回收的蓄热式气气换热设备在使用前，让所有的高温气体进气支管电动阀门11和低温气体出气支管电动阀门5以及高温气体出气支管电动阀门13和低温气体进气支管电动阀门7都处于关闭状态，在使用时，可先打开与左侧的换热通道1对应的高温气体进气支管电动阀门11和低温气体出气支管电动阀门5，让外界的高温气体通过高温气体进气总管12经由打开了高温气体进气支管电动阀门11的高温气体进气支管9进入左侧的换热通道1中，并经由左侧的换热通道1流向低温气体出气支管3、低温气体出气总管6，在此过程中，高温气体会加热左侧的换热通道1中的蓄热体2，在经过设定时间的加热后，或者是排出气体的温度低于设定的温度后，再关闭已经打开的左侧的换热通道1对应的高温气体进气支管电动阀门11和低温气体出气支管电动阀门5，同时打开与左侧的换热通道1对应的高温气体出气支管电动阀门13和低温气体进气支管电动阀门7，让高温气体不再流入左侧的换热通道1，改为让低温气体进气总管8中的冷空气经由低温气体进气支管4流入左侧的换热通道1，冷空气在左侧的换热通道1内被蓄热体2加热，并经由连接该换热通道1的高温气体出气支管10流向高温气体出气总管14；在切断左侧的换热通道1对应的高温气体进气支管电动阀门11和低温气体出气支管电动阀门5同时，打开右侧的换热通道1的高温气体进气支管电动阀门11和低温气体出气支管电动阀门5，让外界的高温气体通过高温气体进气总管12经由打开了高温气体进气支管电动阀门11的高温气体进气支管9进入右侧的换热通道1中，并经由右侧的换热通道1流向低温气体出气支管3、低温气体出气总管6，在此过程中，高温气体会加热右侧的换热通道1中的蓄热体2，在经过设定时间的加热后，或者是排气的温度低于设定的温度后，再关闭已经打开的右侧的换热通道1对应的高温气体进气支管电动阀门11和低温气体出气支管电动阀门5，同时打开与右侧的换热通道1对应的高温气体出气支管电动阀门13和低温气体进气支管电动阀门7，让高温气体不再流入右侧的换热通道1，改为让低温气体进气总管8中的冷空气经由低温气体进气支管4流入右侧的换热通道1，冷空气在右侧的换热通道1内被蓄热体2加热，并经由连接该换热通道1的高温气体出气支管10流向高温气体出气总管14；如此循环往复，即可连续、高效率地回收高温气体中的热量，并利用回收的热量加热空气。此外，本发明的连续全热回收的蓄热式气气换热设备每个换热通道内间隔地设有多个蓄热体，二个蓄热体层之间用空气或保温材料进行隔离，由于隔断了蓄热体层之间的快速传热通道，可让温度梯度有效增大，由此可减小设备体积、提高蓄热式气气换热设备的切换频率，并大幅度提高热回收率。因此，本发明的连续全热回收的蓄热式气气换热设备具有结构简单，故障率低，热能回收效率高，该设备可连续高效率地回收高温气体的热量，用以加热低温气体，达到更大程度节约能源的特点。