熱交換器、包括熱交換器的能源回收裝置及能源回收系統(tǒng)制造方法及圖紙

一種熱交換器、包括熱交換器的能源回收裝置及能源回收系統(tǒng)。包括：具導入第一流體的開口、空腔及出口的第一流體收集器；具連通第一流體收集器的開口和出口的第一流體通道的第一流體導流件；具第二流體入口、分流腔、多條熱交換管、集流腔及第二流體出口的第二流體導流件，多條熱交換管的外壁與第一流體通道的內(nèi)壁間構(gòu)成多個第一流體環(huán)狀空間。其中溫度異于第一流體溫度的第二流體從第二流體入口導入并流經(jīng)多條熱交換管，與流經(jīng)第一流體環(huán)狀空間的第一流體進行熱交換，使第二流體改變溫度并從第二流體出口導出。熱交換后的第二流體通過在外部被加熱或冷卻或與經(jīng)預(yù)加熱或預(yù)冷卻的第三流體混合調(diào)節(jié)流量并經(jīng)使用后作為導入第一流體收集器的第一流體。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
熱交換器、包括熱交換器的能源回收裝置及能源回收系統(tǒng)
本專利技術(shù)涉及熱交換器、包括該熱交換器的能源回收裝置及能源回收系統(tǒng)，特別涉及一種用于從流體中回收能源的熱交換器、包括該熱交換器的能源回收裝置及能源回收系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
在日常生活中，人們會使用不同洗滌設(shè)施進行清潔、洗滌。這些設(shè)施包括，例如，浴室淋浴器、洗滌槽、洗頭槽等。但是，如果這些洗滌設(shè)施采用熱水作為洗滌介質(zhì)，其所排放廢水中通常仍含有大量熱能，從而造成能源浪費。一直以來，人們嘗試采用各種方法回收和利用這些白白流失的能源。例如，美國專利US4,304,292公開了一種放置于浴室的熱回收裝置，參照圖1A和圖1B所示，其熱交換器包括由金屬管屈曲成螺旋形的熱交換管114、116，其同心置于開設(shè)在基座100的上表面102的螺旋形廢水凹坑104、106內(nèi)，淋浴產(chǎn)生的廢水由地板124經(jīng)通孔128向下流并沿該螺旋形廢水凹坑104、106流向中央排放口108下面的排水接頭110及排水管112，冷水經(jīng)水龍頭管56’從入水管120流經(jīng)螺旋形熱交換管114、116，與熱交換管外的廢水進行熱交換而升溫，再經(jīng)出水管122導出。但是，該熱回收裝置存在著以下問題：(1)熱回收效率低：(a)由于廢水經(jīng)單一條凹坑流向排水口，該凹坑必須有足夠空間以供大量廢水通過。但當用水量少時，廢水量少，廢水只可淹浸熱交換管的底部，熱交換管只可于底部發(fā)揮其熱交換功能，故回收效率有限；(b)當用水量大時，廢水充滿著整個凹坑，但由于熱交換管壁及凹坑周壁的阻力，大部分廢水只于熱交換管頂部的空隙以高速流走，而未能與熱交換管內(nèi)的冷水進行熱交換。加上水流的層流現(xiàn)象，高速流走的熱水并未有充分與熱交換管壁鄰近已被冷卻的廢水混合。這都引致低回收效率；(c)由于冷水經(jīng)單一管道流向出口，熱交換管須有相當?shù)膬?nèi)徑以足夠供冷水通過。但熱交換只會于管壁進行，由于管壁的阻力，熱交換管中心的冷水會以較高速通過而未被充分加熱。加上管中水流的層流現(xiàn)象，中心的冷水并未與管壁處已被加熱的水充分混合，也引致低回收效率。(2)須較長時間才可達致最高溫度：冷水須要由熱交換管的一端流向另一端才能完成整個熱交換過程，但基于上述原因，為了增加熱回收量，該熱交換管必須具備相當長度，故冷水須較長時間才能達到最高的穩(wěn)定溫度。(3)該熱交換管被屈曲盤繞成螺旋形，但大部分浴室為方形，故未能盡用浴室地面以作熱交換。(4)該熱交換裝置只適合安放于浴室，并不適合安放于洗滌槽等設(shè)施。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種用于從流體中回收能源的熱交換器、一種包括該熱交換器的能源回收裝置，以及一種能源回收系統(tǒng)，其能源回收效率高，安裝簡單，使用方便，并且易于清理。為達上述目的，根據(jù)本專利技術(shù)的第一方面，提供一種熱交換器，其包括：第一流體收集器，其具有開口、空腔及第一流體出口，其中，開口用于導入第一流體，第一流體出口用于導出第一流體；第一流體導流件，其具有連通第一流體收集器的開口和第一流體出口的一條或多條第一流體通道；以及第二流體導流件，其具有第二流體入口、分流腔、多條熱交換管、集流腔及第二流體出口，其中，第二流體入口用于導入其溫度異于第一流體的溫度的第二流體，使之進入分流腔后平行進入多條熱交換管，再于集流腔中匯集，然后導出第二流體出口，第二流體導流件放置于第一流體收集器的空腔內(nèi)，多條熱交換管的外壁與第一流體通道的內(nèi)壁之間構(gòu)成多個第一流體環(huán)狀空間，包圍著多條熱交換管；其中，流經(jīng)多條熱交換管的第二流體與流經(jīng)第一流體環(huán)狀空間的第一流體進行熱交換，使第二流體改變溫度，然后從第二流體出口導出。在上述的熱交換器中，第二流體導流件和第一流體導流件配置成使流經(jīng)多條熱交換管的第二流體與流經(jīng)第一流體環(huán)狀空間的第一流體按相反的方向流動。在上述的熱交換器中，第一流體導流件可拆卸地安裝于空腔內(nèi)；第二流體導流件可拆卸地安裝于空腔內(nèi)。在上述的熱交換器中，每條熱交換管的中心線是呈直線的，可以是相互平行的。在上述的熱交換器中，熱交換管的截面是圓形的，也可以是多邊形的。在上述的熱交換器中，第一流體環(huán)狀空間是均勻的。在上述的熱交換器中，多個第一流體環(huán)狀空間內(nèi)具有用以促進第一流體非軸向流動的第一流體非軸向?qū)Я鹘Y(jié)構(gòu)。在上述的熱交換器中，第一流體非軸向?qū)Я鹘Y(jié)構(gòu)為螺旋狀結(jié)構(gòu)。在上述的熱交換器中，第一流體非軸向?qū)Я鹘Y(jié)構(gòu)形成于第一流體通道的內(nèi)壁，也可以是與熱交換管連成一體。在上述的熱交換器中，熱交換管的中央設(shè)置有條狀阻流件，其與熱交換管的內(nèi)壁之間構(gòu)成供第二流體通過的第二流體環(huán)狀空間。在上述熱交換器中，熱交換管的一端封閉，條狀阻流件為中空條狀阻流件，其內(nèi)部形成管道，并于鄰近熱交換管的封閉端與第二流體環(huán)狀空間連通。在上述的熱交換器中，第二流體環(huán)狀空間是均勻的。在上述的熱交換器中，第二流體環(huán)狀空間內(nèi)具有用以促進第二流體非軸向流動的第二流體非軸向?qū)Я鹘Y(jié)構(gòu)。在上述的熱交換器中，第二流體非軸向?qū)Я鹘Y(jié)構(gòu)為螺旋狀結(jié)構(gòu)。在上述的熱交換器中，第二流體非軸向?qū)Я鹘Y(jié)構(gòu)與熱交換管連成一體，也可以是與條狀阻流件連成一體。在上述的熱交換器中，中空條狀阻流件由隔熱材料或隔熱結(jié)構(gòu)制成。根據(jù)本專利技術(shù)的第二方面，提供一種能源回收裝置，其包括，如上所述的熱交換器；外部裝置，用于使從熱交換器的第二流體出口導出的熱交換后的第二流體通過該外部裝置被改變溫度至合適的使用溫度并經(jīng)使用后作為導入熱交換器的第一流體收集器的開口的第一流體。在上述的能源回收裝置中，該外部裝置包括加熱器或冷卻器，使從第二流體出口導出的熱交換后的第二流體被加熱或冷卻，經(jīng)使用后導入第一流體收集器的開口的第一流體的溫度高于或低于導入第二流體入口的第二流體的溫度。在上述的能源回收裝置中，該外部裝置包括使從第二流體出口導出的熱交換后的第二流體與外部的預(yù)加熱或預(yù)冷卻的第三流體混合而升溫或降溫的混合器，經(jīng)使用后導入第一流體收集器的開口的第一流體的溫度高于或低于導入第二流體入口的第二流體的溫度。在上述的能源回收裝置中，第一流體為廢水，第二流體為清水。在上述的能源回收裝置中，熱交換器安裝于浴室的淋浴器的基座上，或者安裝于浴缸或洗滌設(shè)施的洗滌槽的底部，或者與淋浴器的基座或浴缸、洗滌設(shè)施的洗滌槽的底部形成一體。根據(jù)本專利技術(shù)的第三方面，提供一種能源回收系統(tǒng)，其包括：如上所述的能源回收裝置；第二流體源，熱交換器的第二流體入口直接或間接地連接于該第二流體源，用于對該第二流體入口提供第二流體；以及流體排放管道，熱交換器的第一流體收集器的第一流體出口直接或間接地連接至該流體排放管道；其中，加熱器或冷卻器的入口直接或間接與熱交換器的第二流體出口連接，用于對從第二流體出口導出的第二流體進行加熱或冷卻，加熱或冷卻器的出口用于將加熱或冷卻后的第二流體導出以供使用；其中，熱交換器的第一流體收集器的開口將經(jīng)使用后其溫度高于或低于第二流體的溫度的第一流體導入，使之與流過第二流體導流件的多條熱交換管的第二流體進行熱交換，使第二流體升溫或降溫并從第二流體出口導出，其中，經(jīng)過熱交換后的第一流體由第一流體出口排放至該流體排放管道。根據(jù)本專利技術(shù)的第三方面，還提供一種能源回收系統(tǒng)，其包括：如上所述的能源回收裝置；第二流體源，熱交換器的第二流體入口直接或間接地連接于該第二流體源，用于對該第二流體入口提供第二流體；第三流體源，用于提供預(yù)加熱或預(yù)冷卻本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種熱交換器，其特征在于，該熱交換器包括：第一流體收集器，其具有開口、空腔及第一流體出口，其中，開口用于導入第一流體，第一流體出口用于導出第一流體；第一流體導流件，其具有連通第一流體收集器的開口和第一流體出口的一條或多條第一流體通道；以及第二流體導流件，其具有第二流體入口、分流腔、多條熱交換管、集流腔及第二流體出口，其中，第二流體入口用于導入其溫度異于第一流體的溫度的第二流體，使之進入分流腔后平行進入多條熱交換管，再于集流腔中匯集，然后導出第二流體出口，第二流體導流件放置于第一流體收集器的空腔內(nèi)，多條熱交換管的外壁與第一流體通道的內(nèi)壁之間構(gòu)成多個第一流體環(huán)狀空間，包圍著多條熱交換管；其中，流經(jīng)多條熱交換管的第二流體與流經(jīng)第一流體環(huán)狀空間的第一流體進行熱交換，使第二流體改變溫度，然后從第二流體出口導出。

【技術(shù)特征摘要】
2011.08.19 HK 11108771.51.一種熱交換器，其特征在于，該熱交換器包括：第一流體收集器，其具有開口、空腔及第一流體出口，其中，所述開口用于導入第一流體，所述第一流體出口用于導出所述第一流體；第一流體導流件，其具有連通第一流體收集器的開口和第一流體出口的一條或多條第一流體通道；以及第二流體導流件，其具有第二流體入口、分流腔、多條熱交換管、集流腔及第二流體出口，其中，每條熱交換管均定義一條流體流動路徑，所述第二流體入口用于導入其溫度異于所述第一流體的溫度的所述第二流體，所述分流腔被配置成把從所述第二流體入口進入的第二流體分流使之進入所述多條熱交換管，所述第二流體于所述集流腔中匯集，然后經(jīng)由所述第二流體出口而被導出，所述第二流體導流件放置于所述第一流體收集器的所述空腔內(nèi)，所述多條熱交換管被第一流體環(huán)狀空間包圍，所述第一流體環(huán)狀空間與所述開口以及所述第一流體出口相連通，以把所述第一流體從所述開口沿所述多條熱交換管引導至所述第一流體出口；其中，流經(jīng)所述多條熱交換管的所述第二流體與流經(jīng)所述第一流體環(huán)狀空間的所述第一流體進行熱交換，使所述第二流體改變溫度，然后從所述第二流體出口導出；所述第一流體環(huán)狀空間內(nèi)具有用以促進第一流體非軸向流動的第一流體非軸向?qū)Я鹘Y(jié)構(gòu)；所述熱交換管內(nèi)設(shè)有用以促進所述第二流體非軸向流動的第二流體非軸向?qū)Я鹘Y(jié)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器，其特征在于，所述第二流體導流件和所述第一流體導流件配置成使流經(jīng)所述多條熱交換管的所述第二流體與流經(jīng)所述第一流體環(huán)狀空間的所述第一流體按相反的方向流動。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器，其特征在于，所述第二流體導流件可拆卸地安裝于所述空腔內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器，其特征在于，每條熱交換管的中心線是呈直線的。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器，其特征在于，所述多條熱交換管的中心線是相互平行的。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器，其特征在于，每條熱交換管的截面是圓形或多邊形的。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器，其特征在于，第一流體環(huán)狀空間是均勻的。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器，其特征在于，所述第一流體非軸向?qū)Я鹘Y(jié)構(gòu)為螺旋狀結(jié)構(gòu)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器，其特征在于，所述第一流體非軸向?qū)Я鹘Y(jié)構(gòu)形成于所述第一流體通道的內(nèi)壁或與熱交換管連成一體。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器，其特征在于，每條熱交換管的中央設(shè)置有條狀阻流件。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的熱交換器，其特征在于，每條熱交換管的一端封閉，條狀阻流件為中空條狀阻流件，其內(nèi)部形成管道，用于把所述第二流體從所述熱交管集流到所述集流腔。12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的熱交換器，其特征在于，所述第二流體非軸向?qū)Я鹘Y(jié)構(gòu)為螺旋狀結(jié)構(gòu)。13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的熱交換器，其特征在于，所述第二流體非軸向?qū)Я鹘Y(jié)構(gòu)與每條熱交換管或條狀阻流件連成一體。14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的熱交換器，其特征在于，所述中空條狀阻流件由隔熱材料或隔熱結(jié)構(gòu)制成。15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器，其特征在于，第一流體導流件可拆卸地安裝于空腔內(nèi)。16.一種能源回收裝置...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳世輝，
申請(專利權(quán))人：匯堡國際有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：