专利名称：一种气流非接触式的高效能量回收设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及能量回收技术领域，特别是带气流非接触式气体-气体换 热器的高效能量回收设备。
背景技术：
随着社会进步和生活水平的提高，空气调节技术已经广泛应用于各行各 业及民用建筑，但随之而来能耗问题也日益突出，工业与民用建筑规模大,换
气量也大，比如医院洁净度要求较高的手术室有时要求换气频率每小时40-100 次，而对大型建筑,排气所带走的能量约占总负荷的30°/。 40%左右,如不对这 些能源加以有效回收，必然增大空调的能耗。近年来发生的公共卫生问题， 如SARS病毒的传播和恐怖袭击中毒气的蔓延，又必须加大公共建筑的换气 量，同时还要严格避免回风对新风的污染。另外，生产工艺过程中会产生大 量温度较高的气体，对这部分气体中的能量进行回收利用，可以产生较显著 的环保节能效益。
针对回收利用建筑物或工艺过程排出废气的能量，近年开发出很多型式 的气体能量回收设备，如转轮吸附型、中间热媒型、板式显热型和热泵型， 转轮吸附型的换热效率虽然较高，但两股气流有交叉，存在废气污染新鲜空 气，不符合公共卫生的要求；中间热媒型是通过两组换热器之间的液体来传 递能量，有传动设备，自身消耗动力，虽然避免了交叉污染，但换热效率不 高；板式显热型的能量回收设备把排风与新风隔离分别流过不同的流道，结 构相对简单，也可避免交叉污染，但效率较低，其结构本身只适合小容量场 合使用；热泵型能量回收设备，系统复杂，造价昂贵。传统热管换热器对工 质、材料、工艺的要求比较严格，造成其成本较高，限制了热管技术的推广，
长期仅应用于航天和有关工业领域；在民用领域中，能量回收的两股气流之
间的温度差较小， 一般在几度到几十度之间，因此，要求热管换热器的起动
温差要小， 一般应不大于3度，同时要求效率较高、容量可调、热管工质无 毒，以及两股气流相互隔离、不交叉污染；近年来人们开发的民用热管技术， 工质多以水或氨为主要成分，其起动温差较大，能量回收效率较低，氨有毒 性且对热管的材质有严格要求，这样热管技术在民用领域的应用受到很大限 制。
上述技术方案还存在有明显的不足之处，首先上述的能量回收设备都不 能同时兼顾高效率和避免交叉污染、成本低、安装灵活的特点；其次现有的 民用热管技术起动温差较大，能量回收效率较低，没有容量连续调解机构， 有时还使用毒性较大的工质。 发明内容
本实用新型的目的是针对上述现有技术中存在的问题，提供一种起动温 差较小，能量回收效率较高，保证工作气流相互隔离以避免交叉污染，带有 容量连续调解机构，能量回收过程不消耗动力，使用环保无毒的工质，结构 简单，成本低，加工安装方便，适合-50。C至6(TC环境中使用的非接触式高效 气体能量回收设备。
为了实现上述的实用新型目的，本实用新型的技术方案以如下方式实现: 一种工作流体相互隔离的非接触式高效能量回收设备，它包括热虹吸管、翅 片、隔板，外边框，支座、顶杆和驱动装置等。热虹吸管内密闭有一定量的 低沸点工质，若干个热虹吸管外套若干个翅片形成换热芯体，换热芯体被其 中间的隔板分隔成两部分，热虹吸管横贯隔板，其周围与外边框相连接形成 换热器，换热器倾斜或垂直放置且冷、热两股气流分别通过换热芯体的两部 分时，通过热虹吸管和翅片的传递热量能够使这两股气流产生热交换、温度
趋于一致；换热器下部装有支座和顶杆，支座为换热器的旋转中心，顶杆撑
着换热器的外边框，并与驱动装置相联，驱动装置可以根据要求带动顶杆上 下运动，驱使换热器连续摆动来改变其工作时的姿态，达到容量调解和工况 转换的目的。
本实用新型由于采用上述结构形式，用低沸点工质的热虹吸管作为热回
收的核心元件，可以使其传热效率高、起动温差小；用热虹吸管束组成的换 热芯体，来回收排出废气携带的能量，可以回收气流显热和部分潜热，不仅 效率高，而且结构简单、加工安装方便、可靠性高、制造成本较低；换热芯 体中间的隔板将两股气流分隔开，保证了工作气流相互隔离以避免交叉污染； 换热器下部的支座和顶杆，可以改变换热器的工作姿态，实现容量连续调解 和工况转换；热虹吸管的低沸点工质，保证整个设备的环保安全和适合宽广 的气候区域使用；该设备的能量回收过程不需要消耗动力。
图l、是本实用新型实施例的结构示意图。
图2、是本实用新型实施例夏季工况的工作姿态。
图3、是本实用新型实施例冬季工况的工作姿态。
图4、是本实用新型实施例用于回收工艺废气能量的示意图。
图中标号说明
l一热虹吸管，2—翅片，3—隔板，4一外边框，5—支座，6—顶杆，7— 驱动装置，8—换热芯体，9一新风，IO—排风，ll一空气，12—工艺废气具体实施方式
以下结合附图及具体的实施方式对本实用新型作进一步说明。 参考图1，工作流体相互隔离的非接触式建筑物换气热高效能量回收设 备，它包括热虹吸管l、翅片2、隔板3，外边框4，支座5、顶杆6和驱动装
置7。热虹吸管1由两端封闭的铜管、铝管或邦迪管制成。热虹吸管1内密闭
有一定量的低沸点工质，可以是一种或几种低沸点物质的混合物，例如甲烷、 乙烷的卤代物或醚类、烃类有机物质中的一氯二氟甲垸，二氯三氟乙烷，丙 烷，丙烯，氢氟醚或五氟乙垸/三氟乙烷/四氟乙烷的混合物，五氟乙烷/二氟甲
烷的混合物等。若干个热虹吸管1外套若干个翅片2形成换热芯体8，翅片2 是由冲压成型的铝箔构成，呈平板、波浪或花纹状，其上可以压折痕、开条 缝。换热芯体8被其中间的隔板3分隔成两部分，其周围与安装外边框4相
连接形成换热器，换热器倾斜或垂直放置且冷、热两股气流分别通过换热芯 体8的两部分时，通过热虹吸管1和翅片2的传递热量能够使这两股气流产 生热交换、温度趋于一致；换热器下部装有支座5和顶杆6，支座为换热器的 旋转中心，顶杆撑着换热器的外边框，并与驱动装置相联，驱动装置7可以 根据要求带动顶杆6上下运动，顶杆6和驱动装置7之间采用丝杠丝杆或曲 柄连杆机构联接，驱动装置7用动力机器或人力驱动，如采用电动机、手转 轮盘、或手摇曲柄等。驱动装置7驱使换热器连续摆动来改变其工作时的姿 态，达到容量调解和工况转换的目的。
使用本实用新型时，使要进入建筑内的新风9通过吸风口、新风管道由 送风机强制流过换热芯体的一部分，而排出建筑物的排风IO则通过排风口、 排风管道由排风机强制流过换热芯体的另一部分。参考图2，对于夏季工况， 新风9温度较高，排出建筑物的排风10温度较低，驱动装置7带动顶杆6向 上运动，驱使换热器朝新风9通过的部分倾斜。密闭在热虹吸管内的低沸点 工质的液体部分靠重力流到热虹吸管1的下部，当温度较高的新风9流经热 虹吸管1下部的外表面时，液体工质被新风9加热而蒸发，并靠密度差升腾 到热虹吸管的上部，被流经热虹吸管1上部外表面的排风10冷却，凝结为工 质液体后靠重力再流回热虹吸管的下部。这样，通过热虹吸管1内的低沸点
工质相变，不断地将新风9的热量传递给排风IO，使进入建筑物内新风9的 温度得到有效降低，从而靠回收排风10的能量减小了新风的冷却负荷、达到 建筑物节能的目的。参考图3，对于冬季工况，新风9温度较低，排出建筑物 的排风温度较高，驱动装置7带动顶杆6向下运动，驱使换热器朝排风10通 过的部分倾斜。通过换热芯体中的热虹吸管1工作，不断地将排风10的热量 传递给新风9，使进入建筑物内新风9的温度得到有效升高，靠回收排风10 的能量减小了新风的加热负荷，同样达到建筑物节能的目的。
参考图4，本实用新型也可以回收车间或其他过程的工艺废气12的能量， 来加热要使用的空气11，为生产、办公场所提供暖气，或为生产过程提供干 热的空气，使排出的废热得到有效利用，既节能又避免或减轻对环境产生的 热污染。
权利要求1.一种气流非接触式的高效能量回收设备，其特征在于它包括热虹吸管(1)、翅片(2)、隔板(3)，外边框(4)，支座(5)、顶杆(6)和驱动装置(7)；热虹吸管内密闭有低沸点工质，若干个热虹吸管(1)外套若干个翅片(2)形成换热芯体(8)，换热芯体被其中间的隔板(3)分隔成两部分，热虹吸管横贯隔板(3)，换热芯体周围与外边框(4)相连接形成换热器；换热器下部装有支座(5)和顶杆(6)，支座(5)为换热器的旋转中心，顶杆(6)撑着换热器的外边框(4)，并与能够带动顶杆(6)上下运动的驱动装置(7)相联。
2. 根据权利要求1所述的一种气流非接触式的高效能量回收设备，其特 征在于热虹吸管(1)由两端封闭的铜管、铝管或邦迪管制成。
3. 根据权利要求1所述的一种气流非接触式的高效能量回收设备，其特征在于所述的热虹吸管(1)内的低沸点工质是一种或几种低沸点物质的混合物。
4. 根据权利要求3所述的一种气流非接触式的高效能量回收设备，其特征在于所述的低沸点工质是甲垸、乙烷的卤代物或醚类、烃类有机物质。
5. 根据权利要求1所述的一种气流非接触式的高效能量回收设备，其特征在于所述的翅片(2)是由冲压成型的铝箔构成，呈平板、波浪或花纹状。
6. 根据权利要求1所述的一种气流非接触式的高效能量回收设备，其特征在于顶杆(6)和驱动装置(7)之间采用丝杠丝杆或曲柄连杆机构联接，驱动装置(7)用动力机器或人力驱动。
专利摘要一种气流非接触式的高效能量回收设备，涉及能量回收技术领域。它包括热虹吸管(1)、翅片(2)、隔板(3)、外边框(4)、支座(5)、顶杆(6)和驱动装置(7)等。热虹吸管内密闭有低沸点工质，多个热虹吸管外套多个翅片形成换热芯体，换热芯体被隔板分隔成两部分，与外边框相连接形成换热器，冷、热两股气流分别通过换热芯体的两部分时，通过热虹吸管和翅片的传递热量能够使这两股气流产生热交换；支座支撑换热器，顶杆与驱动装置相联，驱使换热器改变其工作时的姿态，达到容量调解和工况转换的目的。本实用新型具有避免工作气流交叉污染，效率高，工作姿态自动调整，起动温差小，成本低，可行性高，环保安全，运行工况宽广的特点。
文档编号F28D15/02GK201003920SQ20072010318
公开日2008年1月9日 申请日期2007年1月12日 优先权日2007年1月12日
发明者马国远 申请人:北京工业大学