一種高硼硅玻璃/鋁合金復(fù)合雙通道冷凝換熱裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于氣體冷凝換熱領(lǐng)域，具體涉及一種高硼硅玻璃/鋁合金復(fù)合雙通道冷 凝換熱方法及裝置，其為采用熱傳導(dǎo)原理和高硼硅玻璃雙通道、鋁合金外套管、高導(dǎo)熱硅膠 的高效能冷凝換熱方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著現(xiàn)代新工藝、新技術(shù)的不斷發(fā)展和能源問題的日益嚴(yán)重，帶來了更多的對于 高性能換熱裝置的需求。換熱裝置的性能對產(chǎn)品質(zhì)量、能量利用率以及系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和可 靠性起著重要的作用，有時(shí)甚至是決定性的作用。
[0003]對于目前常見的氣體冷凝換熱裝置，其所采用的換熱方法是利用空氣或水作為換 熱介質(zhì)，采用玻璃材質(zhì)的外殼，高溫氣體通過換熱裝置中的換熱介質(zhì)（空氣或水）、玻璃外殼 與外部的冷源進(jìn)行熱交換，從而達(dá)到相應(yīng)的換熱目的。然而，玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)為l.lW/(m? K)，空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的導(dǎo)熱系數(shù)為0.0244W/(m?K)，水在4°C時(shí)的導(dǎo)熱系數(shù)為0.58W/(m? K)，所以采用玻璃材質(zhì)外殼、空氣或者水作為換熱介質(zhì)的換熱裝置，其換熱效率較低，難以 滿足高溫氣體的冷凝要求。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種高導(dǎo)熱的高硼硅玻璃/鋁合金復(fù)合雙 通道冷凝換熱方法及裝置，采用高硼硅玻璃雙螺旋管，擴(kuò)大導(dǎo)熱面積;采用鋁合金外套管 (導(dǎo)熱系數(shù)約為220W/(m?K))，在換熱裝置內(nèi)填充高導(dǎo)熱硅膠(導(dǎo)熱系數(shù)>10W/(m?K))以提 高換熱效率。最終，達(dá)到實(shí)現(xiàn)提高換熱裝置的換熱效率的目的。
[0005] 本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:一種高硼硅玻璃/鋁合金復(fù)合雙通道冷凝換熱裝 置，該換熱裝置采用雙通道冷凝換熱方法;該換熱裝置上部包括兩個(gè)進(jìn)氣口和兩個(gè)出氣口， 下部包括兩個(gè)排水端，排水端內(nèi)包括螺旋管接口和直管接口，該換熱裝置內(nèi)部采用高硼娃 玻璃所制的內(nèi)、外雙螺旋管和雙直管，同時(shí)在該換熱裝置內(nèi)部空隙部位填充高導(dǎo)熱硅膠，整 個(gè)換熱裝置外部采用依次連接的隔熱上封頭、鋁合金外套管、隔熱下封頭進(jìn)行固定和保護(hù)； 其中，
[0006] 外冷凝換熱通道結(jié)構(gòu)如下：外螺旋管上端口連接外螺旋管上接口，外螺旋管上接 口連接一個(gè)進(jìn)氣口，外螺旋管下端口連接外螺旋管下接口，外螺旋管下接口與直管一下接 口位于排水端一內(nèi)，直管一下接口連接直管一下端口，直管一上端口與直管一上接口相連， 直管一上接口連接一個(gè)出氣口；
[0007]內(nèi)冷凝換熱通道結(jié)構(gòu)如下：內(nèi)螺旋管上端口連接內(nèi)螺旋管上接口，內(nèi)螺旋管上接 口連接另一個(gè)進(jìn)氣口，內(nèi)螺旋管下端口連接內(nèi)螺旋管下接口，內(nèi)螺旋管下接口與直管二下 接口位于排水端二內(nèi)，直管二下接口連接直管二下端口，直管二上端口與直管二上接口相 連，直管二上接口連接另一個(gè)出氣口。
[0008]本實(shí)用新型的原理在于：
[0009]本實(shí)用新型的高硼硅玻璃/鋁合金復(fù)合雙通道冷凝換熱裝置，采用雙通道冷凝換 熱方法，在換熱裝置上部分別設(shè)計(jì)兩個(gè)進(jìn)氣口和兩個(gè)出氣口，下部設(shè)計(jì)有兩個(gè)排水端，排水 端內(nèi)設(shè)計(jì)有螺旋管接口和直管接口，換熱裝置內(nèi)部采用高硼娃玻璃所制的內(nèi)、外雙螺旋管 和雙直管，同時(shí)在換熱裝置內(nèi)部空隙部位填充高導(dǎo)熱硅膠13,整個(gè)裝置外部采用隔熱上封 頭14、鋁合金外套管15、隔熱下封頭16進(jìn)行固定和保護(hù)。外螺旋管5上端口連接外螺旋管上 接口 1，外螺旋管5下端口連接外螺旋管下接口9,外螺旋管下接口9與直管一下接口 10位于 排水端一 18內(nèi)，直管一下接口 10連接直管一7下端口，直管一7上端口與直管一上接口2相 連，此為外冷凝換熱通道設(shè)計(jì)；內(nèi)螺旋管6上端口連接內(nèi)螺旋管上接口 3，內(nèi)螺旋管6下端口 連接內(nèi)螺旋管下接口 11，內(nèi)螺旋管下接口 11與直管二下接口 12位于排水端二17內(nèi)，直管二 下接口 12連接直管二8下端口，直管二8上端口與直管二上接口 4相連，此為內(nèi)冷凝換熱通道 設(shè)計(jì)。
[0010] 熱量傳遞通常有三種基本方式:熱傳導(dǎo)、熱對流和熱輻射。本實(shí)用新型的主要熱量 傳遞方式為熱傳導(dǎo)方式，導(dǎo)熱基本方程式為：
，其中Q是導(dǎo)熱熱流量，A是導(dǎo)熱 系數(shù)，A是導(dǎo)熱面積，At是平面壁兩側(cè)溫度差，b是平面壁厚度。根據(jù)導(dǎo)熱方程式可以看出， 在平面壁兩側(cè)溫度差一定的情況下，可以通過增大導(dǎo)熱面積、提高導(dǎo)熱系數(shù)來提高平面壁 導(dǎo)熱熱流量。正如本實(shí)用新型中所采用的相關(guān)技術(shù)，第一:在換熱裝置內(nèi)采用螺旋管，在有 限空間內(nèi)通過螺旋的方式增大導(dǎo)熱面積;第二:在換熱裝置內(nèi)設(shè)計(jì)雙冷凝換熱通道，高溫含 濕氣體在進(jìn)入裝置后依次通過內(nèi)、外雙冷凝換熱通道進(jìn)行兩次冷凝換熱，增大導(dǎo)熱量;第 三:在換熱裝置內(nèi)填充高導(dǎo)熱硅膠高導(dǎo)熱硅膠(導(dǎo)熱系數(shù)>l〇W/(m?K))、裝置外部采用鋁合 金外套管(導(dǎo)熱系數(shù)約為220W/(m?K))，通過選擇高導(dǎo)熱材料來提高導(dǎo)熱系數(shù)。
[0011] 冷凝換熱過程如圖2所示，高溫含濕氣體從螺旋管口進(jìn)入裝置內(nèi)，在螺旋管內(nèi)流動 時(shí)，通過高導(dǎo)熱硅膠、鋁合金外套管迅速實(shí)現(xiàn)與外部的熱傳導(dǎo)過程，將氣體本身的高熱量迅 速釋放出去，到達(dá)螺旋管底部時(shí)冷凝換熱結(jié)束，冷凝水依靠自重向下滴落，而低溫干燥氣 體則順著直管向上流出裝置。
[0012] 根據(jù)以上分析，高硼硅玻璃/鋁合金復(fù)合雙通道冷凝換熱方法是:高溫含濕氣體從 外螺旋管上接口 1進(jìn)入換熱裝置中，流過外螺旋管5,通過換熱裝置中填充的高導(dǎo)熱硅膠13、 鋁合金外套管15與外部進(jìn)行冷凝換熱，氣體經(jīng)過冷凝析出的冷凝水經(jīng)外螺旋管下接口9、排 水端一 18流出換熱裝置，冷凝換熱后的氣體從直管一下接口 10向上流過直管一 7達(dá)到直管 一上接口 2，此為一次冷凝換熱處理過程;然后，氣體由直管一上接口 2到達(dá)內(nèi)螺旋管上接口 3,再次進(jìn)入換熱裝置，流過內(nèi)螺旋管6,通過換熱裝置中填充的高導(dǎo)熱硅膠13、鋁合金外套 管15與外部進(jìn)行二次冷凝換熱，同樣地，再次冷凝析出的冷凝水經(jīng)內(nèi)螺旋管下接口 11、排水 端二17流出換熱裝置，二次冷凝換熱后的低