余热是指受历史、技术、理念等因素的局限性,在已投运的工业企业耗能装置中,原始设计未被合理利用的显热和潜热。它包括高温废气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热等。根据调查,各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的17%~67%,可回收利用的余热资源约为余热总资源的60%。
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**板式换热器,逆流换热的效果较佳。
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)制作螺旋盘管成本较底,较容易加工。
显然,若只是简单地将工业上应用的换热器照搬进家庭浴室中使用,很难同时满足上述约束条件。这个“家用淋浴换热器”必须是一个创新的设计。而本文涉及的家用淋浴交换器,不仅兼具了板式换热器、螺旋板式换热器、螺旋盘管式换热器的特点,而且体积小、换热效率高,可进行逆流换热、能满足低温差换热的需要;同时,带模块化结构的过滤器、容易拆卸清洗;并且本新型换热器具有易于模块化加工和装配生产,制造成本低等特点。
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。
蓄热式换热器用于进行蓄热式换热的设备,一般用于对介质混合要求比较低的场合。换热器内装固体填充物,用以贮蓄热量。一般用耐火砖等砌成火格子(有时用金属波形带等)。
蓄热式换热分两个阶段进行。阶段,热气体通过火格子,将热量传给火格子而贮蓄起来。*二阶段,冷气体通过火格子,接受火格子所储蓄的热量而被加热。
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