重力热管是依靠其内部工质在一个抽成一定的真空的封闭壳体中循环相变而传递热量的装置。其工作原理是:当热量自高温热源传入热管时,处于热管加热段内的工质随即被,吸热汽化变成蒸汽(汽化段),蒸汽瞬间流向热管另一端(传输段),到达另一端时遇冷放出潜热后凝结成液体(冷凝段),冷凝液体经传输段回流到汽化段,循环相变而实现热量传递。
重力热管的导热系数是一般金属的万倍左右,换热效率高达98%以上,是任何一种普通热交换器无法达到的。
在各种类型换热器中,传热系数的为板式换热器。板式换热器的传热系数一般在2000~7000W/m2k,即为每平方米换热面积、一度温差可传递2~7千瓦功率。本换热器与之不同之处在于,常见的小型板式换热器换热流体的流程仅几十厘米至一百多厘米,本换热器中流体的流程达1500厘米(15米),根据热传递原理,则其换热效率显著优于板式换热器,逆流换热的效果更佳。
本换热器与现有换热器的设计比较有以下优点:
(1)两个上冷下热分层的螺旋形流体通道,增强换热过程中水的对流以及紊流(强制对流),有效提高换热效率;螺旋形流体通道也有效减低了液体流动的阻力;可逆流换热,能够满足低温差换热的应用环境。
(2)换热面是一整块金属薄板制成,加强传热效果的同时,还起到均衡传热的效果;例如,在家庭淋浴的洗浴环境,能有效抑制由于洗浴废水的水流温度间歇变化、流量流速等因素导致被预热的清洁水水温度明显波动、时冷时热的情况发生。
(3)换热面整体呈锅底形的设计,保证了人们在洗浴过程中偶尔间断热水使用时,仍然继续保持了对清洁自来水的预热,减低重新开启热水时水温的波动。
从长远来看,由于淋浴换热器节能50%,家庭使用一年半即收回在淋浴换热器上的投资,使用6年所节省的能源费用**过1350元。从整个来讲,中国热水器(包括燃气、电热水器)市场规模约有近1500万台的容量,金额**过180亿。未来淋浴换热器获得普及推广时,市场容量应接近热水器,金额将达到30亿规模/年。
本换热器与现有换热器的设计比较有以下优点:
1.洗浴废水在换热器中的流动压差可设计成靠出水口处设置的虹吸管产生,或由电压驱动的电磁泵产生,还可以参考汽车发动机废气涡轮增压的原理和思路,设计一个由自来水驱动的增压器驱动废水的排放。
2.*的模块化过滤器,可以减低换热器的污垢形成,同时也方便过滤器的技术升级。
3.以冲压方式在一平方米面积内制成两个15~20m长(甚至达30m以上)的螺旋型水道,比使用15~20m长金属管(圆管或方槽管等)制作螺旋盘管成本更底,更容易加工。
换热器是化工,石油,动力,食品及其它许多工业部门的通用设备,在生产中占有重要地位.在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等,应用更加广泛。换热器种类很多,但根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分类即:间壁式、混合式和蓄热式。在三类换热器中,间壁式换热器应用多。常见间壁式换热器如:冷却塔(或称冷水塔) 、气体洗涤塔(或称洗涤塔) 、喷射式热交换器 、混合式冷凝器 。
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