专利名称：气体冷凝与回热装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是一种气体冷凝与回热装置，具体涉及一种将空气中的水分或有机气体进行冷凝析出分离，并对冷却后的空气回热的装置。
技术背景中国专利201110364898. 7 “有机废气冷凝液化回收装置”和中国专利201220233180. 4 “空气除湿与加热装置”公开了一种可对水分和有机废气进行冷凝分离以及对冷却后的空气回热的装置，但以上装置存在以下不足之处，当进气通道和回气通道数
目较多时，因进出气口尺寸过小且相互紧挨，会使进出气口对外的连接安装造成困难，因此在实施时限制了装置内部进气通道和回气通道的数目，对提高热交换效率和减小装置的体积有所制约
实用新型内容
本实用新型解决的技术问题是提供一种进气通道和回气通道数目较多的气体冷凝与回热装置，该种装置改进了空气进出口的设计，使产品有更高的热交换效率，消耗能量更低，体积更小且造价降低，风口对外连接安装更方便。本实用新型可以采取如下技术方案一种气体冷凝与回热装置，其特征是包括热交换器、进风罩、出风罩、冷风折返腔；热交换器包括进气通道、回气通道、导热管、散热片，所述进气通道、回气通道各为多个，各进气通道与回气通道相邻设置，进气通道位于相邻的两个回气通道之间，或者回气通道位于相邻的两个进气通道之间，相邻的进气通道与回气通道之间的通道壁一体成型，所述的通道壁为所述的散热片，导热管从低至高迂回向上延伸后靠近原路折回，导热管其各水平设置的水平管段分别穿过各散热片，导热管设有入口和出口；每个进气通道其上方设有进气口，所有进气口通过进风罩连通至一个总进风口，每个回气通道其上方设有出气口，所有出气口通过出风罩连通至一个总出风口 ；进气通道其下方与回气通道其下方连通冷风折返腔，冷风折返腔底部设有储液槽，储液槽底部设有排液控制出口。本实用新型还可以进一步采取以下改进措施所述进风罩、出风罩设置在热交换器的顶部或热交换器的两侧，总进风口设于进风罩其顶部或侧面；总出风口设于出风罩其顶部或侧面。所述散热片表面凹凸。所述散热片为铝散热片，各散热片竖向排列。所述导热管为铜管。所述的导热管和散热片，其接壤处紧配合密封。所述的导热管由多组并联的铜管构成，各组铜管从低至高迂回向上延伸后靠近原路折回，每组铜管之间在一个竖直平面内相互平行。所述回气通道其靠近进气口那一部分封闭，所有进气通道其靠近出气口那一部分封闭。本装置其外表面设有隔热层。所述的进气口或出气口设置于散热片的顶部时，可制成中间进气两边出气或两边进气中间出气的三列气口结构，进风罩或出风罩的数目及位置与其进气口或出气口排列位置相配合。上述技术方案具有这样的技术效果本装置的改进设计，使密集相邻的冷热空气对流通道实施变得简单，利用导热管内相向流动的导热介质，以及导热管与散热片自身的导热性，可快速、高效地实现进出空气之间的热交换，减少蒸气在冷凝过程对导热介质冷量的消耗，使本装置更加节能，而且，高效的热交换性能可以减少热交换器的体积，也使回气温度进一步提升，余热利用率更高。
图I、图3是本实用新型装置不同视觉方向的结构示意图。图2是本实用新型装置的侧面示意图。图4是本实用新型装置另一种结构示意图。图5是本实用新型装置另一种结构的侧面示意图。图6是本实用新型装置出气口、进气口处的结构示意图。图7是本实用新型装置的应用结构示意图。图8是本实用新型装置的另外一种应用结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型进行具体描述实施例I :如图I、图2、图3所示，气体冷凝与回热装置，包括热交换器I、进风罩2、出风罩3、冷风折返腔4 ;热交换器I包括进气通道5、回气通道6、导热管7、散热片8，所述进气通道5、回气通道6各为多个，各进气通道5与回气通道6相邻设置，进气通道5位于相邻的两个回气通道6之间，或者回气通道6位于相邻的两个进气通道5之间，相邻的进气通道5与回气通道6之间的通道壁一体成型，所述的通道壁为散热片8，导热管7从低至高迂回向上延伸后靠近原路折回，导热管其各水平设置的水平管段分别穿过各散热片8，导热管设有入口 9和出口 10 ;每个进气通道5其上方设有进气口 11，所有进气口 11通过进风罩2连通至一个总进风口 12，每个回气通道6其上方设有出气口 13，所有出气口通过出风罩3连通至一个总出风口 14，所有进气通道5其进气口 11与进风罩2内部相通，所有回气通道6与进风罩2之间封闭；所有回气通道6其出气口 13与出风罩3内部相通，所有进气通道5与出风罩3之间封闭；进气通道5其下方与回气通道6其下方连通冷风折返腔4，冷风折返腔底部设有储液槽15，储液槽15底部设有排液控制出口 16。所述的导热管7为铜管。所述散热片8为铝散热片，各散热片竖向排列。所述的导热管7和散热片8，其接壤处紧配合密封。所有回气通道6靠近进气口 11端的两侧散热片8相互咬合封闭，使回气通道6与进风罩2之间不相通；所有进气通道5靠近出气口 13端两侧散热片8相互咬合封闭，使进气通道5与出风罩3之间不相通。[0030]所述的进风罩2和出风罩3分别设置在本装置前后两个竖直侧面最上方位置，总进风口 12设于进风罩2其顶部(如图I)、总出风口 14设于出风罩3其顶部。所述的气体冷凝与回热装置，除所有进出口外，其外部由钢板或铝板密封，其外表面设有隔热层。实施例2 :如图4、图5、图6所示，其特点为所述的进风罩2和出风罩3可设置在散热片8的顶部，总进风口 12设于进风罩2其侧面(如图4)、总出风口 14设于出风罩3其侧面。另外，所述的导热管7可以由多组并联的铜管构成，各组铜管从低至高迂回向上延伸后靠近原路折回，每组铜管之间在一个竖直平面内相互平行。工作原理把低温导热介质从热交换器的铜管进口注入，导热介质首先由下至上迂回到达上方位置，再由上而下靠近原路折返并由出口流出。高温气体由总进风口进入进风罩内，并通过各个进气通道上方的进气口进入，由上至下流经铝散热片和铜管，到达冷风折返腔后折返进入回气通道，再由下至上流经铝散热片和铜管，空气最后从各回气通道上方出气口流出，并通过出风罩集中流出。由于高温气体的流动方向由上至下，与由下至上流动的低温导热介质产生热交换，使热交换器的温度由上至下逐渐降低。热交换器上方接近进入空气的温度，下方接近低温导热介质进入时的温度。气体由进气通道由上至下通过并接触到低温的铝散热片和铜管，其温度逐步降低，当温度低于有机气体或水蒸气的露点时，空气中的有机气体和水分受到冷凝作用会变成液态或固态，固态物质会附着在铝散热片和铜管上，液态物质会流进冷风折返腔底部的储液槽内。进入冷风折返腔的空气已完成降温过程，低温冷凝作用使大部分有机气体和水分析出与空气产生分离。低温的空气从冷风折返腔由下至上折返进入各个回气通道，由于热交换器的温度分布由下至上逐渐升高，空气从回气通道下方往上流动时会吸收热量，到达上方出口时，空气的温度会接近其进入热交换器前的温度。由于进气通道的空气与回气通道的空气通过铝散热片相隔并有铜管相连，两边的空气热量很容易相互交换，再加上贯穿进气通道和回气通道的导热铜管内的导热介质相向水平流动，对同一水平层面的热量进行传递和交换，以上多方面可使热交换器同一水平层面的进出空气温度接近一致。由于整个热交换器温度分布是上高下低，横向平衡，空气进入和最终流出的温度变化不大，通过冷凝过程后损失很少热量，空气余热可重复利用。同样，导热铜管内的导热介质在往上流动时吸收热量，在往下流动时重新吸收冷量，使其流入和流出时的温度变化很少，气体冷凝对其耗用的冷量很少，大大减少低温导热介质循环制冷所需要的能耗。归纳本装置节能的原因是热交换器铜管内低温导热介质形成往上流动时吸收热量，往下流动时释放热量的双向热交换过程，进来的热空气变冷，大部分冷量是间接从冷凝后折返出去的冷空气中吸取，而冷却后折返出去的空气变热，其热量是间接从进来的热空气中吸取，空气之间的热交换(或冷量交换)，主要是靠铜管内的导热介质快速相向对流吸热和放热以及透过铜管和散热片两边热传导来实现。本装置的热交换器，可以是制冷系统或热泵系统中的蒸发器。[0041]热交换器其导热管内循环输入的低温导热介质可以是制冷压缩机或热泵压缩机直接提供的循环制冷工质，也可以是由制冷系统制成的循环冷冻液体，所产生的效果相似。应用试验实例一本实用新型装置应用在热泵闭式循环干燥系统之中，制成干燥高温空气，采用闭式循环干燥方式用于农产品干燥。如图7所示热泵闭式循环干燥系统包括热泵压缩机20、储罐21、节流阀22、冷凝器23、气体冷凝与回热装置(本实用新型装置)、吸热蒸发器24、风机25、密闭烘干室26 ；气体冷凝与回热装置、冷凝器、风机和密闭烘干室通过通风管道形成首尾连接的闭式循环结构。热交换器I与吸热蒸发器24采用并联结构，由于热交换器I在工作时只吸收很少的热量，要靠外置的吸热蒸发器辅助吸收外部热能才能支持冷凝器产生足够的热量，吸热蒸
发器设置于闭式循环干燥系统以外，用于辅助吸取外部热量。空气通过风机驱使，吸取冷凝器的热量进入烘干室对农产品进行干燥，所产生的湿热空气通过管道进入本装置的总进风口 12，湿热空气在热交换器I内部完成冷凝除湿和回热后，其温度可接近除湿前的温度，除湿回热后的空气从本装置的总出风口通至冷凝器进一步加热后成为干燥高温的空气，并由风机送至烘干室内，这样不断循环。干燥所产生的水分通过热交换器I冷凝成水滴并储于储液槽15内，由排液控制出口 16定时排出。应用试验实例二 本实用新型装置应用在密闭循环干燥系统之中，通过外部提供的循环冷水和热水制成干燥高温空气，采用闭式循环干燥方式用于木材干燥。如图8所示闭式循环烘系统包括冷水循环系统27、热水循环系统28、气体冷凝与回热装置(本实用新型装置)、热端热交换器23、风机25、密闭烘干室26;气体冷凝与回热装置、热端热交换器、风机和密闭烘干室通过通风管道形成首尾连接的闭式循环结构，冷水循环系统给热交换器I提供冷量，热水循环系统给热端热交换器提供热量；空气通过风机驱使，吸取热端热交换器的热量进入烘干室对木材进行干燥，所产生的湿热空气通过管道进入本装置的总进风口 12，湿热空气在热交换器I内部完成除湿和回热后，其温度可接近除湿前的温度，除湿回热后的空气从本装置的总出风口 14通至热端热交换器加热后成为干燥高温的空气，并由风机送至烘干室内，这样不断循环。干燥所产生的水分通过本装置的热交换器I冷凝成水滴并储于储液槽15内，由排液控制出口 16定时排出。利用本装置除湿不需要从烘干室中对外排放湿热空气，余热可以循环利用，也避免了因排气引起外部空气进入的同时，带进尘埃、昆虫等造成烘干物的污染，对于干燥食品、香料、中药材、烟草等产品，可减少其气味的损失，使其风味更好地留存。本实用新型可广泛应用于农产品、水产品、食品、中药材、烟草、木材、衣物、塑料颗粒等物料的干燥。应用试验实例三参照应用试验实例一、二的结构设计，本实用新型装置应用在有机溶剂循环干燥系统中，制成干燥高温空气，采用闭式循环干燥方式用于物料中有机溶剂的烘干与回收。在本实用新型装置热交换器的铜管中，循环注入超低温导热介质，使热交换器下方的露点温度降低到_20°C至-50°C，可对苯类、酮类、脂类、醇类、汽油等低露点的有机气体进行冷凝，可析出有机溶剂并回收利用，由于本实用新型装置内的冷热气体之间具有很高的热交换效率，高温有机气体在进入冷凝段之前，其大部分热量已被冷却后流出的低温空气吸收带走，大大减少冷凝过程所消耗的冷量，解决了传统超低温冷凝需要消耗大量能量的问题。有机溶剂循环干燥系统的结构与流程与应用试验实例一、例二相似，本实用新型装置可应用在印刷、涂布、制药、化工等产生有机废气排放的场合。本装置在超低温冷凝过程容易造成内部结霜，只需要在热交换器的导热管内注入较高温的导热介质就可轻易实施除霜。上述三项应用试验实例可以看出，本实用新型具有非常明显的节能效果，一方面，热交换器在实施蒸气冷凝过程消耗非常少的冷量，另一方面，循环再进入烘干室的空气热
能，部分来自于热交换器的回热吸收，部分来自于应用系统配置的制冷系统冷凝器额外产生的热量，烘干室排出的余热和制冷系统产生的余热得以充分利用，加上烘干过程没有对外排放任何热量，整个系统全过程的余热全部利用，具有冷端和热端同时节能的特点，在高温季节时还可以得到额外的冷水或冷空气享用，一举多得。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种气体冷凝与回热装置，其特征是包括热交换器、进风罩、出风罩、冷风折返腔；热交换器包括进气通道、回气通道、导热管、散热片，所述进气通道、回气通道各为多个，各进气通道与回气通道相邻设置，进气通道位于相邻的两个回气通道之间，或者回气通道位于相邻的两个进气通道之间，相邻的进气通道与回气通道之间的通道壁一体成型，所述的通道壁为所述的散热片，导热管从低至高迂回向上延伸后靠近原路折回，导热管其各水平设置的水平管段分别穿过各散热片，导热管设有入口和出口 ；每个进气通道其上方设有进气口，所有进气口通过进风罩连通至一个总进风口，每个回气通道其上方设有出气口，所有出气口通过出风罩连通至一个总出风口 ；进气通道其下方与回气通道其下方连通冷风折返腔，冷风折返腔底部设有储液槽，储液槽底部设有排液控制出口。
2.根据权利要求I所述的气体冷凝与回热装置，其特征是所述进风罩、出风罩设置在热交换器的顶部或热交换器的两侧，总进风口设于进风罩其顶部或侧面；总出风口设于出风罩其顶部或侧面。
3.根据权利要求I所述的气体冷凝与回热装置，其特征是所述散热片表面凹凸。
4.根据权利要求I所述的气体冷凝与回热装置，其特征是所述散热片为铝散热片，各散热片竖向排列。
5.根据权利要求I所述的气体冷凝与回热装置，其特征是所述导热管为铜管。
6.根据权利要求I所述的气体冷凝与回热装置，其特征是所述的导热管和散热片，其接壤处紧配合密封。
7.根据权利要求I所述的气体冷凝与回热装置，其特征是所述的导热管由多组并联的铜管构成，各组铜管从低至高迂回向上延伸后靠近原路折回，每组铜管之间在一个竖直平面内相互平行。
8.根据权利要求I所述的气体冷凝与回热装置，其特征是所述回气通道其靠近进气口那一部分封闭，所有进气通道其靠近出气口那一部分封闭。
9.根据权利要求I所述的气体冷凝与回热装置，其特征是本装置其外表面设有隔热层。
专利摘要本实用新型公开了一种气体冷凝与回热装置，其特征是包括热交换器、进风罩、出风罩、冷风折返腔；热交换器包括进气通道、回气通道、导热管、散热片，所述进气通道、回气通道各为多个，各进气通道与回气通道相邻设置，每个进气通道其上方设有进气口，所有进气口通过进风罩连通至一个总进风口，每个回气通道其上方设有出气口，所有出气口通过出风罩连通至一个总出风口；进气通道其下方与回气通道其下方连通冷风折返腔。本装置使密集相邻的冷热空气对流通道实施变得简单，减少蒸气在冷凝过程对导热介质冷量的消耗，使本装置更加节能，而且，高效的热交换性能可以减少热交换器的体积，也使回气温度进一步提升，余热利用率更高。
文档编号B01D5/00GK202569634SQ20122024822
公开日2012年12月5日 申请日期2012年5月29日 优先权日2012年5月29日
发明者李贤锡 申请人:李贤锡