一种热管防冻型空气加热机组

技术领域

本发明涉及换热技术领域，特别是涉及一种热管防冻型空气加热机组。

背景技术

热管换热器能既简单又高效的实现换热，传统的空气加热机组采用气-水管翅式换热器，用热水经过管内将热量通过翅片放热给外部空气，实际使用中经常遇到水泵故障停止运转、热源热水温度不足等工况，由其是寒冷地区的煤矿井口防冻，由于井口进风量很大，一旦意外工况发生经常瞬间导致局部翅片管换热冻裂，冻裂后翅片管水流停止运转，迅速导致整台换热器不可逆破损，影响井口换热系统的可靠性与安全性。因此，急需解决传统空气加热机组冬季冻裂问题。

为了保证热管的使用性能，使得热管换热器的应用更广，运行更可靠，将热管换热器蒸发段与冷凝段的功能分开，使得两端形成两个相对独立的部分，这样可以实现冷热两种流体完全隔离独立运行，依靠热管内部介质的连续相变，完成热量的传递，并可以实现热管的蒸发段与冷凝段有不同的相态，大范围的扩展了热管换热的应用领域。

发明内容

本发明的目的是提供一种热管防冻型空气加热机组，以解决上述现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种热管防冻型空气加热机组，包括：

空气处理系统，所述空气处理系统用于对低温新风进行加热；所述空气处理系统包括依次设置的进风段、热管段、送风段，所述热管段设置有若干组热管；

水循环系统，所述水循环系统包括设置在所述进风段的水箱，所述水箱上连通有进水管和排水管；所述热管的蒸发段设置于所述水箱内，所述热管的冷凝段位于所述进风段，所述水箱中的水通过所述热管与低温新风进行换热。

优选的，还包括加热段，所述加热段设置于所述热管段与所述送风段之间，所述加热段安装有加热装置。

优选的，所述热管的蒸发段与冷凝段通过所述水箱隔绝。

优选的，所述进水管上安装有水泵和止回阀，所述水泵位于所述止回阀与所述水箱之间；所述排水管上安装有排水阀。

优选的，所述送风段安装有风机。

优选的，所述热管内的工质在冷凝段释放热量后，通过自身重力回到蒸发段吸收水箱中水的热量。

本发明公开了以下技术效果：

1、设置的水箱将热管的蒸发段与冷凝段分开使两种不同相态的介质内部连续循环，外界隔离，实现热量传递，蒸发段置于水箱之中，吸收循环水热量，并使得在水泵故障停止运行的时候，热管不会瞬间冻裂，保证了整体换热器的性能，使其继续稳定运行一段时间，为维护操作留足充分检修时间。

2.蒸发段的水路和被处理空气由水箱隔绝，水与被处理的空气不直接接触，不会增加空气的湿度，可实现干湿分离。

3.各功能段互不干扰，灵活开启，空气经过热管一级加热后，进入加热器进行二次加热，再由风机送出；若经热管一次加热后就达到所需的温度，则不开启二次加热器，直接由风机送出。

4.设计的二次加热器可以是水-水换热器也可以是电加热装置，水-水换热器的设置由于有前段热管换热器的预制温升，二次加热器不存在冻裂危险；电加热装置可以在应急突发工况时紧急开启确保系统稳定可靠运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明热管防冻型空气加热机组的结构示意图；

其中，进风段-1、热管段-2、水箱-3、加热段-4、风机段-5、止回阀-6、水泵-7、排水阀-8。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供一种热管防冻型空气加热机组，包括：

空气处理系统，空气处理系统用于对低温新风进行加热；空气处理系统包括依次设置的进风段1、热管段2、送风段，热管段2设置有若干组热管；

水循环系统，水循环系统包括设置在进风段1的水箱3，水箱3上连通有进水管和排水管；热管的蒸发段设置于水箱3内，热管的冷凝段位于进风段1，水箱3中的水通过热管与低温新风进行换热。

进一步的，热管的蒸发段与冷凝段通过水箱3隔绝，不接触；热管的蒸发段置于水箱3中，冷凝段与进风段1相通，水箱3和进风段1之间是不相通的；热管只有置于水箱3的蒸发段与水箱3是连通的，热管的冷凝段只与进风段1相通。

进一步的，在进水管上安装有水泵7和止回阀6，水泵7位于止回阀6与水箱3之间；排水管上安装有排水阀8，送风段安装有风机，热管内的工质在冷凝段释放热量后，通过自身重力回到蒸发段吸收水箱3中水的热量。

空气处理系统的工作过程为：低温新风经进风段1进入，经过热管的冷凝段加热，最后由风机送出。

水循环系统的工作过程为：水由水泵7送入水箱3，与热管的蒸发段进行热量交换后，再由排水阀8排出水箱3，送回水源。进入水箱3中的水利用矿井中的热量进行加热。

热管内的工质循环过程为：气态工质在位于进风段1的热管冷凝段释放热量后冷凝为液态工质，液态工质通过自身重力回到蒸发段吸收水箱3中水的热量，吸收热量后的气态工质上升至冷凝段释放热量，如此循环往复。

为保证液态工质能够由冷凝段正常回落到蒸发段，在热管内壁开设有竖向微槽；或在热管内壁固定连接有竖向微管，在微管的上部开设有微孔，以保证冷凝后的液态工质能够进入到微管中，并回流至热管的蒸发段。

进一步的，为保证由风机吹出的风的温度，热管防冻型空气加热机组还包括加热段4，加热段4设置于热管段2与送风段之间，加热段4安装有加热装置。

本发明提供的热管防冻型空气加热机组的具体运行过程为：低温新风经过热管，吸收热管冷凝段释放的热量，新风温度升高，再经过加热装置二次升温，然后由送风机送出。若经过热管段2的新风温度已满足送风的温度要求，则空气直接由风机送出该机组，进行二次加热的加热装置停止工作。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。