CN109827335B - 一种全模块化烟道式挤压铝冷凝换热器 - Google Patents
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Abstract
一种全模块化烟道式挤压铝冷凝换热器，包括多个挤压铝换热单元件，多个冷工质流通元件，上端等压烟道，承露盘，集箱和密封盖板；挤压铝换热单元件采用高效成熟的挤压铝工艺，优良的结构设计使其兼具稳定的连接、定位和密封结构和卓越的换热性能；采用轴对称或中心对称梳齿状内翅结构与表面波纹优化温度场分布并扩大有效换热面积；根据换热功率及场地要求可配置各种大小的换热器，灵活多样；可选用双水道形式，配合使用热泵机组或直供生活热水提高换热效率实现能量梯级利用；全螺栓连接，密封可靠同时方便拆卸维护，同时可采用焊接工艺并防止应力腐蚀开裂的发生；模块化烟道式挤压铝换热器采用挤压工艺，性能优越的同时价格优势得天独厚。
Description
技术领域
本发明属于提高能量利用效率、节能环保的换热器领域，具体涉及一种全模块化烟道式挤压铝冷凝换热器。
背景技术
近年来，全球能源问题日益突显，化石能源的不可再生性决定了节能环保是人类面临的重大课题，高效节能环保己成为全球能源利用的发展方向。我国是能源生产和消费的大国，节能减排、提高能源利用效率是我们面临的重要任务，同时我国环境治理还需严控，雾霾问题的持续、频发，北方供暖季间雾霾现象更为严重。为治理雾霾，供暖行业提出了《北方地区冬季清洁取暖规划2017-2021》，其中2019年清洁取暖率50％代替散烧煤0.74亿吨，新增气131亿m3；2021年清洁取暖率70％代替散烧煤1.5亿吨，新增气278亿m3；2021年供暖天然气需求达641亿m3以上等诸多要求。为达到规划要求，采用燃烧天然气的商用燃气采暖炉作为分布式供热方式必不可少，商用燃气采暖炉是将天然气的化学能转变成热能实现采暖的供应终端，是分布式供热的最好选择。目前市场上推出的新兴铸铝硅镁模块化商用燃气采暖炉虽然效率较高，结构紧凑但模具、材料价格昂贵，国内生产能力极其有限同时核心技术受国外掌控；铸铁、焊接不锈钢商用燃气采暖炉效率较低，体积较大且笨重，且不锈钢商用燃气采暖炉采用焊接工艺之后在冷凝水活性离子和焊接残余应力的双重作用会发生应力腐蚀开裂(SCC)；全铜材质商用燃气采暖炉虽导热性能优良但价格高昂且强度低，全铜管表面的耐蚀涂层易剥落导致冷凝液腐蚀问题严重，我国铜资源匮乏各种因素决定了全铜材质商用燃气采暖炉并不适合大力发展；我国早期的传统钢制大容积天然气热水锅炉成本低廉但其排烟温度均很高，具一般调查显示，户用热水供暖两用热水器/炉的排烟温度在120℃以上，燃气供暖锅炉的排烟温度一般在150～250℃以上，工业锅炉的排烟温度在200～260℃以上(如油田注汽锅炉)，燃气蒸汽联合循环的电锅炉的排烟温度仍在180℃以上，同时天然气锅炉产生的烟气中水蒸气体积分数为15～20％，较高的排烟温度会导致显热与潜热的共同流失，造成极大地能源浪费和环境污染。
我国挤压铝工艺成熟，型材呈挤压截面一维方向上的延展，根据换热器的长度进行任意的裁剪，结构简单生产效率高，挤压模具寿命短，更新快，价格低，可轻松实现挤压铝换热单元件的更新换代速度快，换热功率规格齐全，市场适应性强，生产成本极低，铝硅镁系挤压铝材料导热系数高，强度高，同时在进行阳极氧化处理工艺后耐酸蚀性能优越，是制造生产换热器的理想工艺。在新增天然气锅炉中可与锅炉主体进行耦合生产，同时也可以在在运锅炉尾部加装模块化烟道式挤压铝换热节能器降低排烟温度，提高锅炉效率，灵活布置、高效节能、成本低廉等卓效优势标示着挤压铝换热器蕴藏着巨大的市场需求与发展前景。
发明内容
为了解决上述传统大容积商用燃气采暖热水炉存高排烟温度，热效率低等问题并区别于其他各种商用燃气采暖热水炉，采用成熟高效的挤压铝工艺生产，本发明提供一种全模块化烟道式挤压铝冷凝换热器。
本发明通过以下技术方案予以实现：
一种全模块化烟道式挤压铝冷凝换热器，包括多个挤压铝换热单元件1，相邻的挤压铝换热单元件1之间安装有冷工质流通元件2，安装在冷工质流通元件2和挤压铝换热单元件1的上端面处的上端等压烟道3和下端面处的承露盘4，一对集箱5安装在冷工质流通元件2具有接口的一侧，密封盖板6安装在换热器端侧的冷工质流通元件2的侧壁上；
所述挤压铝换热单元件1内部可流通100至600℃的烟气并充分吸收利用其中热量，其烟气侧包含翅片11和贯通连接前后壁面的筋板12，挤压铝换热单元件1左右侧外壁面有冷工质流动冲刷，冷却高温烟气从而进行换热，挤压铝换热单元件1的前后端面上有连接肋13及位于其上的通孔14，连接肋13间还具有螺丝连接座15；
所述冷工质流通元件2内具有冷工质通道21，其内充满冷工质，流动冲刷挤压铝换热单元件1左右侧外壁面进行换热，承重板22位于冷工质流通元件2中性面上，贯通冷工质流通元件2端面，冷工质流通元件2一侧具有与集箱5连通的冷工质接口23，前后端面上有与连接肋13对应的；
所述集箱5包括与冷工质流通元件2的冷工质接口23连通的对接头52、箱体53和套接在对接头52上与对接头52相互独立的能够单独旋动的连接头51。
所述挤压铝换热单元件1整体外形呈长方体，外壁厚度为5～8mm，翅片11等间距的均匀分布在挤压铝换热单元件1烟气侧，翅片11厚度为3～6mm，由舌比强度计算、烟气流速、换热功率确定，贯通连接前后壁面的筋板12的厚度为3～6mm，以保证挤压铝换热单元件1的整体结构强度，挤压铝换热单元件1四角有方形截面的连接肋13长10～30mm，用以对接固定肋24使挤压铝换热单元件1与冷工质流通元件2之间紧固连接，密封冷工质，在连接肋13之间具有贯通挤压铝换热单元件1上下端面的螺丝连接座15，其截面呈与挤压铝换热单元件1的壁面圆角过渡的类圆形，直径为6～12mm。
所述挤压铝换热单元件1能够整体挤压成型，考虑到挤压模具内芯结构强度，对称翅片11顶端间距离不宜过小，考虑到对称翅片11顶端间距离较大导致挤压铝换热单元件1整体换热效率低下从而体积增大、重量增加、成本变高，挤压铝换热单元件1也能对称分型挤压，挤压成型后将一对对称的挤压铝换热单元件1密封装配有效解决对称翅片11顶端间距离较大带来的效率低下，成本变高问题。
所述翅片11为轴对称或中心对称梳齿状内翅片布置结构，翅片11轴对称结构的对称翅顶距离与中心对称结构的翅顶至另一侧挤压铝换热单元件1内壁面距离在挤压铝换热单元件1采用整体挤压成型时为10～16mm，翅片11采用这些结构有效地优化挤压铝换热单元件1水平截面内烟气的温度梯度，从而减少筋板12间中心惰性换热区以强化换热效果，实现烟气侧水平截面温度场的均匀最大化，同时在翅片11壁面上挤压成型波纹，波纹形式为锯齿形、矩形或正弦函数波形，增大翅片11有效换热面积且增强烟气扰动，进一步提高传热效果，根据挤压模具制作成本，换热效率和翅片11结构强度情况选择波纹形状，连接肋13厚度为3～6mm。
所述翅片11轴对称结构的对称翅顶距离与中心对称结构的翅顶至另一侧挤压铝换热单元件1内壁面距离在挤压铝换热单元件1采用对称分型挤压时为2～6mm，且距挤压铝换热单元件1前后端烟气侧边壁2～4mm具有凸脊及对应的凹槽，装配时起到定位的作用，凸脊与凹槽间填灌密封胶或密封蜡以密封烟气，防漏气，采用对称分型挤压的挤压铝换热单元件1需去除筋板12结构并在对应处挤压出卡槽，筋板12单独挤压成型再塞入胶封或蜡封好的挤压铝换热单元件1对应的卡槽位置中，增大结构强度，连接肋13厚度与对称分型挤压的挤压铝换热单元件1厚度一致，兼具螺丝连接座15密封烟气的作用从而取缔螺丝连接座15结构，在连接肋13上下端截面中心加工直径为3～6mm的螺纹孔。
所述挤压铝换热单元件1挤压成型后还需要进一步地后继加工，为完成挤压铝换热单元件1冷工质侧的密封，需在连接肋13上开具4～8个等间距均匀排列的直径为3～6mm的通孔14，同时还需将挤压铝换热单元件1一侧的连接肋13进行端部切削以防止挤压铝换热单元件1与冷工质接口23挤压碰撞导致无法装配的情况，切削高度为20～40mm，在挤压铝换热单元件1采用整体挤压或对称分型挤压时对应的在螺丝连接座15或连接肋13上下端截面中心加工直径为3～6mm的螺纹孔用以挤压铝换热单元件1与上端等压烟道3和下端面的承露盘4之间的连接密封。
所述冷工质流通元件2的边壁与承重板22呈一体，承重板22位于冷工质流通元件2中性面上，厚度为3～6mm，承重板22双面延伸出凸壁，具有加强冷工质流通元件2连接结构强度并在承重板22两面形成冷工质通道21的作用，承重板22有效防止凸壁的长悬臂梁导致的结构失稳现象发生，冷工质流通元件2一侧具有冷工质接口23，冷工质接口23外壁开有螺纹用以配合连接头51，内圈开有深度为1～2mm的密封槽，加装密封垫圈后与对接头52配合达到密封冷工质的效果，冷工质流通元件2前后端面上有与连接肋13对应的固定肋24，其上与通孔14对应位置加工有通孔，冷工质流通元件2与挤压铝换热单元件1间采用密封垫片进行密封冷工质，位于换热器端侧的冷工质流通元件2配合密封盖板6防止冷工质泄露。
所述冷工质流通元件2采用双水道形式，包含下部水道、上部水道和两对冷工质接口23，下部水道可接通热泵机组，增大挤压铝换热单元件1内烟气中水蒸气冷凝量，充分回收其潜热，并将下部水道中低品位热能加载到上部水道中，提高整体换热效率，或直接接通自来水以供生活热水实现能量的梯级利用，冷工质流通元件2的下部水道、上部水道之间具有空气夹层，有效隔绝下部水道、上部水道内冷工质温差防止传热短路现象。
所述集箱5所包含的对接头52整体内径一致，处于顶端的3～5mm的局部高度范围内外径较整体外径大2～3mm，箱体53形状为方形或圆柱形，冷工质流道截面积根据冷工质流速确定，套接在对接头52上与对接头52相互独立的能够单独旋动的连接头51配合对接头52顶端直径较大的结构与冷工质接口23连接形成冷工质通路。
所述挤压铝换热单元件1采用铝硅镁系铝合金材质，具有足够高的导热系数和抗拉伸强度，同时由于挤压铝材料的含硅量远比铸铝硅镁合金低容易被冷凝液腐蚀，所以在挤压、加工成型后还需进行阳极氧化处理工艺过程，冷工质流通元件2、上端等压烟道3、承露盘4和集箱5采用不锈钢或耐温抗老化的塑料、玻璃钢材质，不锈钢为429、430、444系列铁素体不锈钢，304、316(L)、317(L)系列奥氏体不锈钢，2205、2507、2707系列双相不锈钢材质，材料的选用需根据各部件的结构强度、使用年限、制造成本具体确定。
与现有技术相比较，本发明具有如下优点：
1、本发明采用成熟的挤压铝工艺，是挤压截面一维方向上的延展，根据换热器的长度进行任意的裁剪，结构简单生产效率高，挤压模具寿命短，更新快，价格低，可轻松实现挤压铝换热单元件的更新换代速度快，换热功率规格齐全，市场适应性强，生产成本极低，铝硅镁系挤压铝材料导热系数高，强度高，是制造生产换热器的理想工艺。
2、本发明采用模块化烟道式挤压铝换热器，装配简单，密封性能可靠，采用双水道形式，下部水道可接通热泵机组，增大挤压铝换热单元件内烟气中水蒸气冷凝量，充分回收其潜热，并将下部水道中低品位热能加载到上部水道中，提高整体换热效率，或直接接通自来水以供生活热水实现能量的梯级利用。
3、本发明中模块化烟道式挤压铝换热器内可采用全模块化螺栓连接，无焊接工艺，连接密封可靠并方便拆卸维护，满足各种换热容量需求，市场适应能力强，同时也可以采用焊接工艺，焊接侧只有冷工质而没有烟气侧的冷凝液，不会发生应力腐蚀开裂(SCC)现象，装配工艺要求较低。
附图说明
图1为本发明全模块化烟道式挤压铝换热器总示意图。
图2a为挤压铝换热单元件立体示意图，图2b为翅片采用轴对称梳齿状内翅片布置结构时挤压铝换热单元件顶部放大示意图，图2c为翅片采用中心对称梳齿状内翅片布置结构时挤压铝换热单元件顶部放大示意图，图2d为采用对称分型挤压的单侧挤压铝换热单元件，图2e和图2f分别为采用对称分型挤压的单侧挤压铝换热单元件左侧顶部和右侧顶部放大示意图。
图3a为冷工质流通元件立体示意图，图3b为冷工质流通元件侧半剖示意图，图3c为冷工质接口示意图，图3d为采用双水道形式的冷工质流通元件示意图。
图4a为集箱立体示意图，图4b为对接头示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地详细描述：
实施案例一
一种全模块化烟道式挤压铝冷凝换热器，如图1所示，包括多个挤压铝换热单元件1，相邻的挤压铝换热单元件1之间安装有冷工质流通元件2，安装在冷工质流通元件2和挤压铝换热单元件1的上端面处的上端等压烟道3和下端面处的承露盘4，一对集箱5安装在冷工质流通元件2具有接口的一侧，密封盖板6安装在换热器端侧的冷工质流通元件2的侧壁上。
如图2a所示，所述挤压铝换热单元件1内部流通较高温度的烟气，其烟气侧包含翅片11和贯通连接前后壁面的筋板12，挤压铝换热单元件1左右侧外壁面有冷工质流动冲刷，冷却高温烟气从而进行换热，挤压铝换热单元件1的前后端面上有连接肋13及位于其上的通孔14，连接肋13间还具有螺丝连接座15。
如图3a所示，所述冷工质流通元件2内具有冷工质通道21，其内充满冷工质，流动冲刷挤压铝换热单元件1左右侧外壁面进行换热，承重板22位于冷工质流通元件2中性面上，贯通冷工质流通元件2端面，冷工质流通元件2一侧具有冷工质接口23，前后端面上有与连接肋13对应的固定肋24；
如图4a所示，所述集箱5包括对接头52、箱体53和套接在对接头52上与对接头52相互独立的能够单独旋动的连接头51。
如图2a所示，所述挤压铝换热单元件1整体外形呈长方体，外壁厚度为5～8mm，翅片11等间距的均匀分布在挤压铝换热单元件1烟气侧，翅片11厚度为3～6mm，由舌比强度计算、烟气流速、换热功率确定，贯通连接前后壁面的筋板12的厚度为3～6mm，以保证挤压铝换热单元件1的整体结构强度，如图2b所示，挤压铝换热单元件1四角有方形截面的连接肋13长10～30mm，用以对接固定肋24使挤压铝换热单元件1与冷工质流通元件2之间紧固连接，密封冷工质，在连接肋13之间具有贯通挤压铝换热单元件1上下端面的螺丝连接座15，其截面呈与挤压铝换热单元件1的壁面圆角过渡的类圆形，直径为6～12mm。
如图2b所示，所述翅片为轴对称梳齿状内翅片结构，翅片11轴对称结构的对称翅顶距离距离为10～16mm，翅片11采用这些结构有效地优化挤压铝换热单元件1水平截面内烟气的温度梯度，从而减少筋板12间中心惰性换热区以强化换热效果，实现烟气侧水平截面温度场的均匀最大化，同时在翅片11壁面上挤压成型波纹，波纹形式为锯齿形、矩形或正弦函数波形，增大翅片11有效换热面积且增强烟气扰动，进一步提高传热效果，根据挤压模具制作成本，换热效率和翅片11结构强度情况选择波纹形状，连接肋13厚度为3～6mm。
所述挤压铝换热单元件1挤压成型后还需要进一步地后继加工，为完成挤压铝换热单元件1冷工质侧的密封，需在连接肋13上开具4～8个等间距均匀排列的直径为3～6mm的通孔14，同时还需将挤压铝换热单元件1一侧的连接肋13进行端部切削以防止挤压铝换热单元件1与冷工质接口23挤压碰撞导致无法装配的情况，切削高度为20～40mm，在螺丝连接座15上下端截面中心加工直径为3～6mm的螺纹孔用以挤压铝换热单元件1与上端等压烟道3和下端面的承露盘4之间的连接密封。
如图3a、3b所示，所述冷工质流通元件2的边壁与承重板22呈一体，承重板22位于冷工质流通元件2中性面上，厚度为3～6mm，承重板22双面延伸出凸壁，具有加强冷工质流通元件2连接结构强度并在承重板22两面形成冷工质通道21的作用，承重板22有效防止凸壁的长悬臂梁导致的结构失稳现象发生，冷工质流通元件2一侧具有冷工质接口23，如图3c所示，冷工质接口23外壁开有螺纹用以配合连接头51，内圈开有深度为1～2mm的密封槽，加装密封垫圈后与对接头52配合达到密封冷工质的效果，冷工质流通元件2前后端面上有与连接肋13对应的固定肋24，其上与通孔14对应位置加工有通孔，冷工质流通元件2与挤压铝换热单元件1间采用密封垫片进行密封冷工质，位于换热器端侧的冷工质流通元件2配合密封盖板6防止冷工质泄露。
所述集箱5所包含的对接头52整体内径一致，如图4b所示，处于顶端的3～5mm的局部高度范围内外径较整体外径大2～3mm，箱体53形状可为方形或圆柱形，冷工质流道截面积根据冷工质流速确定，套接在对接头52上与对接头52相互独立的能够单独旋动的连接头51配合对接头52顶端直径较大的结构与冷工质接口23连接形成冷工质通路。
所述挤压铝换热单元件1采用铝硅镁系铝合金材质，具有足够高的导热系数和抗拉升强度，同时由于挤压铝材料的含硅量远比铸铝硅镁合金低容易被冷凝液腐蚀，所以在挤压、加工成型后还需进行阳极氧化处理等工艺过程，冷工质流通元件2、上端等压烟道3、承露盘4和集箱5采用不锈钢或耐温抗老化的塑料、玻璃钢材质，不锈钢为429、430、444系列铁素体不锈钢，304、316(L)、317(L)系列奥氏体不锈钢，2205、2507、2707系列双相不锈钢材质，材料的选用需根据各部件的结构强度、使用年限、制造成本具体确定。
实施案例二
在本实施例中，对于与实施案例一相同的结构，给予相同的符号，并省略相同的说明。
如图2c所示，所述翅片11为中心对称梳齿状内翅片布置结构，翅片11顶部至另一侧挤压铝换热单元件1内壁面距离为10～16mm。
实施案例三
在本实施例中，对于与实施案例一相同的结构，给予相同的符号，并省略相同的说明。
所述挤压铝换热单元件1采用实施案例一中整体挤压成型时，为保证挤压模具内芯结构强度，翅片11顶端间需留出足够的距离，但较大的换热间隙会导致挤压铝换热单元件1整体换热效率低下从而体积增大、重量增加、成本变高，挤压铝换热单元件1采用如图2d所示的对称分型挤压，挤压成型后将一对对称的挤压铝换热单元件1密封装配有效解决对称翅片11顶端间距离较大带来的效率低下，成本变高等问题。
所述翅片11轴对称结构的对称翅顶距离与中心对称结构的翅顶至另一侧挤压铝换热单元件1内壁面距离在挤压铝换热单元件1采用对称分型挤压时为2～6mm，且如图2e和图2f所示，距挤压铝换热单元件1前后端烟气侧边壁2～4mm具有凸脊及对应的凹槽，装配时可起到定位的作用，凸脊与凹槽间填灌密封胶或密封蜡以密封烟气，防漏气，采用对称分型挤压的挤压铝换热单元件1需去除筋板12结构并在对应处挤压出卡槽，筋板12单独挤压成型再塞入胶封或蜡封好的挤压铝换热单元件1对应的卡槽位置中，增大结构强度，连接肋13厚度与对称分型挤压的挤压铝换热单元件1厚度一致，兼具螺丝连接座15密封烟气的作用从而取缔螺丝连接座15结构，在连接肋13上下端截面中心加工直径为3～6mm的螺纹孔用以挤压铝换热单元件1与上端等压烟道3和下端面的承露盘4之间的连接密封。
实施案例四
在本实施例中，对于与实施案例一相同的结构，给予相同的符号，并省略相同的说明。
如图3d所示，所述冷工质流通元件2采用双水道形式，包含下部水道、上部水道和两对冷工质接口23，下部水道可接通热泵机组，增大挤压铝换热单元件1内烟气中水蒸气冷凝量，充分回收其潜热，并将下部水道中低品位热能加载到上部水道中，提高整体换热效率，或直接接通自来水以供生活热水实现能量的梯级利用，冷工质流通元件2的下部水道、上部水道之间具有空气夹层，有效隔绝下部水道、上部水道内冷工质温差防止传热短路现象。
Claims (8)
1.一种全模块化烟道式挤压铝冷凝换热器，包括多个挤压铝换热单元件(1)，相邻的挤压铝换热单元件(1)之间安装有冷工质流通元件(2)，安装在冷工质流通元件(2)和挤压铝换热单元件(1)的上端面处的上端等压烟道(3)和下端面处的承露盘(4)，一对集箱(5)安装在冷工质流通元件(2)具有接口的一侧，密封盖板(6)安装在换热器端侧的冷工质流通元件2的侧壁上；
所述挤压铝换热单元件(1)内部流通100至600℃的烟气并充分吸收利用其中热量，其烟气侧包含翅片(11)和贯通连接前后壁面的筋板(12)，挤压铝换热单元件(1)左右侧外壁面有冷工质流动冲刷，冷却高温烟气从而进行换热，挤压铝换热单元件(1)的前后端面上有连接肋(13)及位于其上的通孔(14)，连接肋(13)间还具有螺丝连接座(15)；
所述冷工质流通元件(2)内具有冷工质通道(21)，其内充满冷工质，流动冲刷挤压铝换热单元件(1)左右侧外壁面进行换热，承重板(22)位于冷工质流通元件(2)中性面上，贯通冷工质流通元件(2)端面，冷工质流通元件(2)一侧具有与集箱(5)连通的冷工质接口(23)，前后端面上有与连接肋(13)对应的固定肋（24）；
所述集箱(5)包括与冷工质流通元件(2)的冷工质接口(23)连通的对接头(52)、箱体(53)和套接在对接头(52)上与对接头(52)相互独立的能够单独旋动的连接头(51)；
所述挤压铝换热单元件(1)能够整体挤压成型，考虑到挤压模具内芯结构强度，对称翅片(11)顶端间距离不宜过小，考虑到对称翅片(11)顶端间距离较大导致挤压铝换热单元件(1)整体换热效率低下从而体积增大、重量增加、成本变高，挤压铝换热单元件(1)也能对称分型挤压，挤压成型后将一对对称的挤压铝换热单元件(1)密封装配有效解决对称翅片(11)顶端间距离较大带来的效率低下，成本变高问题；
所述冷工质流通元件(2)的边壁与承重板(22)呈一体，承重板(22)位于冷工质流通元件(2)中性面上，厚度为3～6mm，承重板(22)双面延伸出凸壁，具有加强冷工质流通元件(2)连接结构强度并在承重板(22)两面形成冷工质通道(21)的作用，承重板(22)有效防止凸壁的长悬臂梁导致的结构失稳现象发生，冷工质流通元件(2)一侧具有冷工质接口(23)，冷工质接口(23)外壁开有螺纹用以配合连接头(51)，内圈开有深度为1～2mm的密封槽，加装密封垫圈后与对接头(52)配合达到密封冷工质的效果，冷工质流通元件(2)前后端面上有与连接肋(13)对应的固定肋(24)，其上与通孔(14)对应位置加工有通孔，冷工质流通元件(2)与挤压铝换热单元件(1)间采用密封垫片进行密封冷工质，位于换热器端侧的冷工质流通元件(2)配合密封盖板(6)防止冷工质泄露。
2.根据权利要求1所述的一种全模块化烟道式挤压铝冷凝换热器，其特征在于：所述挤压铝换热单元件(1)整体外形呈长方体，外壁厚度为5～8mm，翅片(11)等间距的均匀分布在挤压铝换热单元件(1)烟气侧，翅片(11)厚度为3～6mm，由舌比强度计算、烟气流速、换热功率确定，贯通连接前后壁面的筋板(12)的厚度为3～6mm，以保证挤压铝换热单元件(1)的整体结构强度，挤压铝换热单元件(1)四角有方形截面的连接肋(13)长10～30mm，用以对接固定肋(24)使挤压铝换热单元件(1)与冷工质流通元件(2)之间紧固连接，密封冷工质，在连接肋(13)之间具有贯通挤压铝换热单元件(1)上下端面的螺丝连接座(15)，其截面呈与挤压铝换热单元件(1)的壁面圆角过渡的类圆形，直径为6～12mm。
3.根据权利要求1所述的一种全模块化烟道式挤压铝冷凝换热器，其特征在于：所述翅片(11)为轴对称或中心对称梳齿状内翅片布置结构，翅片(11)轴对称结构的对称翅顶距离与中心对称结构的翅顶至另一侧挤压铝换热单元件(1)内壁面距离在挤压铝换热单元件(1)采用整体挤压成型时为10～16mm，翅片(11)采用这些结构有效地优化挤压铝换热单元件(1)水平截面内烟气的温度梯度，从而减少筋板(12)间中心惰性换热区以强化换热效果，实现烟气侧水平截面温度场的均匀最大化，同时在翅片(11)壁面上挤压成型波纹，波纹形式为锯齿形、矩形或正弦函数波形，增大翅片(11)有效换热面积且增强烟气扰动，进一步提高传热效果，根据挤压模具制作成本，换热效率和翅片(11)结构强度情况选择波纹形状，连接肋(13)厚度为3～6mm。
4.根据权利要求3所述的一种全模块化烟道式挤压铝冷凝换热器，其特征在于：所述翅片(11)轴对称结构的对称翅顶距离与中心对称结构的翅顶至另一侧挤压铝换热单元件(1)内壁面距离在挤压铝换热单元件(1)采用对称分型挤压时为2～6mm，且距挤压铝换热单元件(1)前后端烟气侧边壁2～4mm具有凸脊及对应的凹槽，装配时起到定位的作用，凸脊与凹槽间填灌密封胶或密封蜡以密封烟气，防漏气，采用对称分型挤压的挤压铝换热单元件(1)需去除筋板(12)结构并在对应处挤压出卡槽，筋板(12)单独挤压成型再塞入胶封或蜡封好的挤压铝换热单元件(1)对应的卡槽位置中，增大结构强度，连接肋(13)厚度与对称分型挤压的挤压铝换热单元件(1)厚度一致，兼具螺丝连接座(15)密封烟气的作用从而取缔螺丝连接座(15)结构，在连接肋(13)上下端截面中心加工直径为3～6mm的螺纹孔。
5.根据权利要求3或4所述的一种全模块化烟道式挤压铝冷凝换热器，其特征在于：所述挤压铝换热单元件(1)挤压成型后还需要进一步地后继加工，为完成挤压铝换热单元件(1)冷工质侧的密封，需在连接肋(13)上开具4～8个等间距均匀排列的直径为3～6mm的通孔(14)，同时还需将挤压铝换热单元件(1)一侧的连接肋(13)进行端部切削以防止挤压铝换热单元件(1)与冷工质接口(23)挤压碰撞导致无法装配的情况，切削高度为20～40mm，在挤压铝换热单元件(1)采用整体挤压或对称分型挤压时对应的在螺丝连接座(15)或连接肋(13)上下端截面中心加工直径为3～6mm的螺纹孔用以挤压铝换热单元件(1)与上端等压烟道(3)和下端面的承露盘(4)之间的连接密封。
6.根据权利要求1所述的一种全模块化烟道式挤压铝冷凝换热器，其特征在于：所述冷工质流通元件(2)采用双水道形式，包含下部水道、上部水道和两对冷工质接口(23)，下部水道可接通热泵机组，增大挤压铝换热单元件(1)内烟气中水蒸气冷凝量，充分回收其潜热，并将下部水道中低品位热能加载到上部水道中，提高整体换热效率，或直接接通自来水以供生活热水实现能量的梯级利用，冷工质流通元件(2)的下部水道、上部水道之间具有空气夹层，有效隔绝下部水道、上部水道内冷工质温差防止传热短路现象。
7.根据权利要求1所述的一种全模块化烟道式挤压铝冷凝换热器，其特征在于：所述集箱(5)所包含的对接头(52)整体内径一致，处于顶端的3～5mm的局部高度范围内外径较整体外径大2～3mm，箱体(53)形状为方形或圆柱形，冷工质流道截面积根据冷工质流速确定，套接在对接头(52)上与对接头(52)相互独立的能够单独旋动的连接头(51)配合对接头(52)顶端直径较大的结构与冷工质接口(23)连接形成冷工质通路。
8.根据权利要求1所述的一种全模块化烟道式挤压铝冷凝换热器，其特征在于：所述挤压铝换热单元件(1)采用铝硅镁系铝合金材质，具有足够高的导热系数和抗拉伸强度，同时由于挤压铝材料的含硅量远比铸铝硅镁合金低容易被冷凝液腐蚀，所以在挤压、加工成型后还需进行阳极氧化处理工艺过程，冷工质流通元件(2)、上端等压烟道(3)、承露盘(4)和集箱(5)采用不锈钢或耐温抗老化的塑料、玻璃钢材质，不锈钢为429、430、444系列铁素体不锈钢，304、316(L)、317(L)系列奥氏体不锈钢，2205、2507、2707系列双相不锈钢材质，材料的选用需根据各部件的结构强度、使用年限、制造成本具体确定。
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| GR01 | Patent grant | ||
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