熱交換器及套件、流體分配歧管、擾流器及能量回收系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及熱量交換技術(shù)，尤其涉及適用于能量回收的熱交換器及用于其的套件、流體分配歧管、擾流器及能量回收系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在日常生活中，人們會使用不同洗滌設(shè)施進(jìn)行清潔和洗滌。這些設(shè)施包括，例如，浴室淋浴器、臺盆、洗滌槽、洗頭槽等。一般來說，當(dāng)這些洗滌設(shè)施采用熱水作為洗滌介質(zhì)時，其所排放廢水中仍含有大量熱能。大量的熱能隨著廢水的排放而被浪費掉，從而造成能源浪費。
[0003]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US 4，619，311公開了一種“等體積、逆流式熱交換器”其提供一種改善熱廢水的熱回收的熱交換器及能源回收裝置。如圖1和IA所示，熱交換器430包括由銅鋁制成且具有光滑的內(nèi)壁的內(nèi)廢水管410，和外管412，熱交換器430垂直安裝，內(nèi)廢水管410連接至浴缸或水槽460等的排水管429，使熱廢水432在內(nèi)廢水管410中從上而下流過并排入下水道，冷供入水426通過冷水管416從入水口 417進(jìn)入熱交換器430并作為預(yù)熱水從出水口 419流出，該預(yù)熱水通過管道418流入水加熱器420進(jìn)一步被加熱以供應(yīng)用或儲存。如圖1A中所示，冷供入水426由下而上流過內(nèi)廢水管410和外管412之間并形成包圍內(nèi)廢水管410的“冷水外套”，冷供入水與內(nèi)廢水管410內(nèi)逆向流動的熱廢水進(jìn)行熱交換。由于內(nèi)廢水管410的內(nèi)徑大于排水管429，熱廢水流過內(nèi)廢水管410時不會充滿整個內(nèi)廢水管410的內(nèi)腔，其可依附在內(nèi)廢水管410的內(nèi)壁形成熱廢水432的薄膜而螺旋向下流動。從出水口 419流出的上述預(yù)熱水同時可通過管道427流入混合閥434，與通過管道444來自水加熱器420的熱水混合成適溫水，由花灑436或水龍頭452流出使用。
[0004]上述的熱交換器及能源回收裝置雖然結(jié)構(gòu)簡單，并能減少熱水用量及加熱能耗，但是，其仍存在著熱回收效率低的問題，由于“冷水外套”426是通過內(nèi)廢水管410的管壁與熱廢水進(jìn)行熱交換管，但由于管壁的阻力，大部分冷水會以較高速于內(nèi)廢水管410和外管412之間的中央部分快速通過，而未能被充分加熱，加上水流的層流現(xiàn)象，快速通過的冷水并未與鄰近內(nèi)廢水管410管壁已被加熱的預(yù)熱水充分混合，這都引致低回收效率。
[0005]上述美國專利US 4，619，311通過參考綜合到本實用新型中。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型的目的在于提供一種流體熱交換器以及一種能源回收裝置，其能源回收效率高，安裝簡單，使用方便，并且易于清理。
[0007]根據(jù)本實用新型的第一方面，一種熱交換器，包括:第一流體管道，具有第一溫度的第一流體流經(jīng)所述第一流體管道；第二流體管道，具有第二溫度的第二流體流經(jīng)所述第二流體管道；擾流器，所述擾流器設(shè)置在所述第一流體管道和所述第二流體管道的至少一個內(nèi)，所述擾流器用于調(diào)節(jié)流經(jīng)所述流體管道的流體的流動；其中，所述熱交換器被設(shè)置為在所述第一流體和所述第二流體之間傳輸熱能。
[0008]優(yōu)選地，所述擾流器被設(shè)置為在所述第一流體和所述第二流體之間傳輸熱能。優(yōu)選地，所述第一流體管道和所述第二流體管道被設(shè)置為在所述第一流體和所述第二流體之間傳輸熱能。優(yōu)選地，該熱交換器進(jìn)一步包括位于所述第一流體管道和所述第二流體管道之間的通道，所述通道用于接收從所述第一流體管道或所述第二流體管道滲漏出的流體。
[0009]優(yōu)選地，所述擾流器具有以下中的一種或多種配置方式，以用于調(diào)節(jié)流經(jīng)所述第一流體管道和所述第二流體管道中的至少一個的流體的流動:至少一個細(xì)長部件，其沿著所述第一流體管道和所述第二流體管道中的至少一個延伸，或者在所述第一流體管道和所述第二流體管道中的至少一個的徑向上延伸；至少一個凸起，其從所述第一流體管道和所述第二流體管道中的至少一個的壁上徑向延伸而出，其中所述凸起一體地集成到所述壁上，或者可拆卸地安裝到所述壁上；至少一個凸起，其沿著所述第一流體管道和所述第二流體管道中的至少一個延伸，其中所述凸起一體地集成到所述壁上，或者可拆卸地安裝到所述壁上；至少一個螺旋狀導(dǎo)流結(jié)構(gòu)，其沿著所述第一流體管道和所述第二流體管道中的至少一個延伸；和至少一個筒狀結(jié)構(gòu)，其沿著所述第一流體管道和所述第二流體管道中的至少一個延伸。
[0010]優(yōu)選地，所述擾流器包括至少一個細(xì)長部件，其以螺旋配置方式延伸，其中，所述至少一個細(xì)長部件圍繞所述第一流體管道和所述第二流體管道中的至少一個延伸，或者在所述第一流體管道和所述第二流體管道中的至少一個的附近延伸，或者沿著所述第一流體管道和所述第二流體管道中的至少一個的縱軸延伸。優(yōu)選地，所述擾流器包括至少一個細(xì)長部件，其形成為一個或多個螺旋狀元件，圍繞所述第一流體管道和所述第二流體管道中的至少一個的內(nèi)周緣延伸，或沿著第一流體管道和所述第二流體管道中的至少一個的縱軸延伸，以用于調(diào)節(jié)水流，以及，其中所述至少一個細(xì)長部件圍繞所述第一流體管道和所述第二流體管道中的至少一個延伸，或者在所述第一流體管道和所述第二流體管道中的至少一個的附近延伸，或者沿著所述第一流體管道和所述第二流體管道中的至少一個的縱軸延伸。優(yōu)選地，所述至少一個細(xì)長部件以與芯相互接合的方式，沿著所述第一流體管道和所述第二流體管道中的至少一個的縱軸延伸。優(yōu)選地，所述擾流器包括至少一個細(xì)長部件，其圍繞所述第一流體管道和所述第二流體管道中的至少一個延伸，或者在所述第一流體管道和所述第二流體管道中的至少一個的附近延伸，或者沿著所述第一流體管道和所述第二流體管道中的至少一個的縱軸延伸，所述至少一個細(xì)長部件之上具有環(huán)狀或螺旋狀凸起。
[0011]優(yōu)選地，所述擾流器包括至少一個凸起，所述凸起從所述第一流體管道和所述第二流體管道中的至少一個的壁上徑向延伸而出，其中所述至少一個凸起以環(huán)狀或螺旋狀延伸。優(yōu)選地，所述至少一個凸起沿著所述第一流體管道和所述第二流體管道中的至少一個以環(huán)狀或螺旋狀延伸，或者繞著所述第一流體管道和所述第二流體管道中的至少一個以環(huán)狀或螺旋狀延伸，或者在所述第一流體管道和所述第二流體管道中的至少一個之內(nèi)以環(huán)狀或螺旋狀延伸。優(yōu)選地，以螺旋狀延伸的所述凸起上具有空隙，該空隙大致對齊以相對于螺旋狀流產(chǎn)生紊流。
[0012]優(yōu)選地，所述擾流器包括多個細(xì)長部件，其具有形成于其中的沿周緣的螺旋狀槽，所述細(xì)長部件和所述槽均沿著所述第一流體管道和所述第二流體管道中的至少一個延伸。優(yōu)選地，所述擾流器包括螺旋導(dǎo)流結(jié)構(gòu)，其沿著所述第一流體管道和所述第二流體管道中的至少一個延伸，所述螺旋導(dǎo)流結(jié)構(gòu)由多個元件共同組成以形成螺旋流路徑。優(yōu)選地，所述螺旋導(dǎo)流結(jié)構(gòu)具有多個形成于其中的大致對齊以相對于螺旋狀流產(chǎn)生紊流的部分。
[0013]優(yōu)選地，所述擾流器包括至少一個筒狀結(jié)構(gòu)，其沿著所述第一流體管道和所述第二流體管道中的至少一個延伸。優(yōu)選地，所述筒狀結(jié)構(gòu)沿著所述第一流體管道和所述第二流體管道中的至少一個延伸，或者在所述第一流體管道和所述第二流體管道中的至少一個附近延伸，或者在所述第一流體管道和所述第二流體管道中的至少一個之內(nèi)延伸，所述筒狀結(jié)構(gòu)還具有多個通孔。優(yōu)選地，多個細(xì)長部件以螺旋狀與所述筒狀結(jié)構(gòu)相互接合。
[0014]優(yōu)選地，所述擾流器包括至少第一層細(xì)長部件和第二層細(xì)長部件，每一層均包括多個細(xì)長部件，同一層中細(xì)長部件以相同的方向而延伸，其中所述第一層細(xì)長部件的延伸方向與所述第二層細(xì)長部件的延伸方向不同。優(yōu)選地，所述第一層細(xì)長部件被配置成與所述第一流體管道和所述第二流體管道中的至少一個的壁熱連通。優(yōu)選地，所述擾流器包括筒狀結(jié)構(gòu)，其沿著所述第一流體管道和所述第二流體管道中的至少一個延伸，并位于所述第一層和所述第二層之間。優(yōu)選地，所述筒狀結(jié)構(gòu)具有多個通孔。
[0015]優(yōu)選地，所述第一流體管道和所述第二流體管道中的至少一個中具有多個繞著縱軸沿著流體管道纏繞的細(xì)長部件，其中所述流體管道具有類似橢圓狀的橫截面形狀，所述具有類似橢圓狀的橫截面形狀的流體管道通過壓縮具有大致圓形橫截面形狀的管道而形成。
[0016]優(yōu)選地，所述擾流器具有至少一個碟狀結(jié)構(gòu)，所述碟狀結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述第一流體管道和所述第二流體管道中的至少一個內(nèi)，其中所述碟狀結(jié)構(gòu)上具有凸起，所述凸起限定了多個流體路徑。
[0017]優(yōu)選地，所述第一流體管道和所述第二流體管道中的至少一個被配置為通過形成于其中的開口而容納清理管，所述清理管用于引導(dǎo)流體流來使形成于所述熱交換器中的沉積物移位。
[0018]本實用新型還提供了一種流體分配歧管，其具有至少一個凸起，所述凸起臨近如前文任意一實施例所述的熱交換器的至少一個流體管道的入口，其中所述流體分配歧管包括通氣口。優(yōu)選地，所述歧管通過由所述凸起和歧管界定的一個或多個通道把流體分配到所述熱交換器的流體管道中，其中所述通氣口與所述至少一個凸起相通。優(yōu)選地，所述流體管道中的空氣流與流體流由于所述通氣口的作用而隔離。優(yōu)選地，所述歧管的凸起與所述第一流體管道和所述第二流體管道中的至少一個相隔離以把空氣流與流體流導(dǎo)入所述管道中。優(yōu)選地，所述歧管的凸起與所述第一流體管道和所述第二流體管道中的至少一個部分地接觸。
[0019]本實用新型還提供了一種能量回收系統(tǒng)，包括如前文所述的熱交換器，和如前文所述的流體分配歧管。
[0020]本實用新型還提供了如前文所述的擾流器。
[0021]本實用新型還提供了一種用于熱交換器的套件，包括:第一流體管道，具有第一溫度的第一流體流經(jīng)所述第一流體管道；第二流體管道，具有第二溫度的第二流體流經(jīng)所述第二流體管道；如前文所述的擾流器，所述擾流器設(shè)置在所述第一流體管道和所述第二流體管道的至少一個內(nèi)，所述擾流器用于調(diào)節(jié)流經(jīng)所述流體管道的流體的流動。
[0022]本實用新型還提供了一種用于熱交換器的套件，其包括如上文所述的清理管和/或流體分配歧管。
[0023]此外，本實用新型還提供了一種流體熱交換器，其包括:第一流體收集器，其具有開口、空腔及多個第一流體出口，其中，所述開口覆蓋所有第一流體出口，以用于將第一流體導(dǎo)入所述空腔，進(jìn)而將所述第一流體平行導(dǎo)出所述第一流體出口 ；外殼，其具有第二流體入口、第二流體出口及在所述第三流體入口和所述第二流體出口之間的第二流體空腔；及多條金屬管，各金屬管置于所述第二流體空腔內(nèi)，且形成多條穿過所述第二流體空腔及外殼以供所述第一流體平行通過的多個第一流體通道，所述第一流體通道分別與所述第一流體收集器的所述第一流體出口連通以接收由所述第一流體出口導(dǎo)出的所述第一流體；其中，所述第二流體入口用于導(dǎo)入其溫度異于所述第一流體的溫度的第二流體，其流過所述第二流體空腔，并介由多條所述金屬管與在所述第一流體通道內(nèi)平行通過的所述第一流體進(jìn)行熱交換，使第二流體改變溫度，然后從所述第二流體出口導(dǎo)出。
[0024]根據(jù)本實用新型的第二方面，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(dǎo)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(dǎo)入熱交換器的第一流體收集器的開口的第一流體。
[0025]根據(jù)本實用新型的熱交換器及能源回收裝置能源回收系統(tǒng)，可以高效地回收流體中的能源，同時其安裝簡單，使用方便，并且易于清理，其適合于在淋浴器或洗滌槽等設(shè)施中使用。根據(jù)本實用新型的一個說明性實施例，提供了一種置于流體通道內(nèi)具熱傳導(dǎo)功能的阻流器。其中該流體通道為由內(nèi)外2個互套的管狀表面所形成的環(huán)狀通道，所述2個管狀表面最少有部份由金屬形成，所述阻流器緊貼所述2個管狀表面并與其金屬部份保持良好熱接觸。通過該環(huán)狀通道的流體借助所述阻流器及管狀表面的金屬部份與該環(huán)狀通道以外的物質(zhì)進(jìn)行熱交換。該阻流器由一條或多條具有凸出實芯結(jié)構(gòu)的金屬長條構(gòu)成，所述金屬長條的中心線配置成圍繞著所述內(nèi)管狀表面。
[0026]可選地，根據(jù)本實用新型的阻流器，該金屬長條的表面沿其長度方向間隔地設(shè)置有多個環(huán)狀凸起?？蛇x地，根據(jù)本實用新型的阻流器，該金屬長條為螺旋彈簧狀的。可選地，根據(jù)本實用新型的阻流器，該螺旋彈簧狀金屬長條的螺旋中心具有另一條長條金屬件。可選地，根據(jù)本實用新型的阻流器，所述金屬長條由多條金屬絲互繞而成?？蛇x地，根據(jù)本實用新型的阻流器，金屬長條為具有非圓形斷面的螺旋條?？蛇x地，根據(jù)本實用新型的阻流器，所述金屬長條的中心線與所述內(nèi)管狀表面的中心線平行。可選地，根據(jù)本實用新型的阻流器，所述金屬長條的中心線繞所述內(nèi)管狀表面的中心繞螺旋延伸?？蛇x地，根據(jù)本實用新型的阻流器，所述金屬長條的中心線垂直地環(huán)繞該內(nèi)管狀表面的中心線。
[0027]根據(jù)本實用新型的另一說明性實施例，一種置于流體通道內(nèi)具熱傳導(dǎo)功能的阻流器。其中該流體通道為由內(nèi)外2個互套的管狀表面所形成的環(huán)狀通道，所述2個管狀表面最少有部份由金屬形成，所述阻流器緊貼所述2個管狀表面并與其金屬部份保持良好熱接觸。通過該環(huán)狀通道的流體借助所述阻流器及管狀表面的金屬部份與該環(huán)狀通道以外的物質(zhì)進(jìn)行熱交換。該阻流器包括由金屬片制成，表面具有多條螺旋狀凹坑的筒狀結(jié)構(gòu)。所述凹坑在該環(huán)狀通道內(nèi)形成多條圍繞內(nèi)管狀表面供流體平行通過的螺旋通道?？蛇x地，根據(jù)本實用新型的阻流器，所述螺旋通道之間留有直通通道以容許部份流體直接通過相鄰的螺旋通道，以增加紊流效果。
[0028]根據(jù)本實用新型的另一說明性實施例，一種置于流體通道內(nèi)具熱傳導(dǎo)功能的阻流器。其中該流體通道為由內(nèi)外2個互套的管狀表面所形成的環(huán)狀通道，所述2個管狀表面最少有部份由金屬形成，所述阻流器緊貼所述2個管狀表面并與其金屬部份保持良好熱接觸。通過該環(huán)狀通道的流體借助所述阻流器及管狀表面的金屬部份與該環(huán)狀通道以外的物質(zhì)進(jìn)行熱交換。所述阻流器包括兩層圍繞內(nèi)管狀表面的金屬絲。其中，每層金屬絲皆包括多段彼此間留有間隙并互相平行地排列的金屬線段，并且兩層金屬絲中最少有部份線段互不平行。
[0029]根據(jù)本實用新型的另一說明性實施例，一種置于流體通道內(nèi)具熱傳導(dǎo)功能的阻流器。其中該流體通道為由內(nèi)外2個互套的管狀表面所形成的環(huán)狀通道，所述2個管狀表面最少有部份由金屬形成，所述阻流器緊貼所述2個管狀表面并與其金屬部份保持良好熱接觸。通過該環(huán)狀通道的流體借助所述阻流器及管狀表面的金屬部份與該環(huán)狀通道以外的物質(zhì)進(jìn)行熱交換。所述阻流器由多片具間隙地疊置于流體通道內(nèi)的片狀物組成。所述多片片狀物皆具有供流體通過的開口。所述片狀物中最少有部份為阻流片，其開口被配置成使于流體通道通過的流體須于所述阻流片之間迂回通過。所述片狀物中最少有部份以金屬制造并熱接觸所述管狀表面的金屬部份?？蛇x地，根據(jù)本實用新型的阻流器，任意2片最接近的阻流片的開口于其主要面方向互不重疊并且分別鄰近于形成環(huán)狀通道的兩個內(nèi)外管狀表面。
[0030]根據(jù)本實用新型的另一說明性實施例，一種置于流體通道內(nèi)具熱傳導(dǎo)功能的阻流器。其中該流體通道為由內(nèi)外2個互套的管狀表面所形成的環(huán)狀通道，所述2個管狀表面最少有部份由金屬形成，所述阻流器緊貼所述2個管狀表面并與其金屬部份保持良好熱接觸。通過該環(huán)狀通道的流體借助所述阻流器及管狀表面的金屬部份與該環(huán)狀通道以外的物質(zhì)進(jìn)行熱交換。所述阻流器具有由金屬制成的筒狀結(jié)構(gòu)以將所述環(huán)狀通道分隔成內(nèi)外2個互套的環(huán)狀通道。兩個所述環(huán)狀通道內(nèi)分別形成有實芯的阻流結(jié)構(gòu)，其分別與所述筒狀結(jié)構(gòu)及所述兩個管狀表面的金屬部份熱接觸。
[0031]可選地，根據(jù)本實用新型的阻流器，所述實芯阻流結(jié)構(gòu)在所述環(huán)狀通道內(nèi)形成多條供流體平行通過的螺旋通道?？蛇x地，根據(jù)本實用新型的阻流器，所述螺旋通道之間設(shè)有直通通道，以容許部份流體以直通通道通過相鄰的螺旋通道以增加紊流效果