用于辐射热回收发电的热交换装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于辐射热回收发电的热交换装置，该热交换装置包含：多个扁方管，该多个扁方管为平行排列；一第一干管，位于各该多个扁方管的一端，该第一干管与各该多个扁方管之间分别具有一连通孔，该第一干管包含一出水口；一第二干管，位于各该多个扁方管的另一端，该第二干管与各该多个扁方管之间分别具有一连通孔，该第二干管包含一入水口；多个热电晶片，位于各该多个扁方管的一外管壁上，该多个热电晶片之间为一阵列排列；以及至少一支撑架，位于相对该外管壁的另一外管壁上，该至少一支撑架连接各该多个扁方管。

【技术实现步骤摘要】
用于辐射热回收发电的热交换装置
本专利技术关于用于辐射热回收发电的热交换装置。
技术介绍
在工业燃烧设备中，所产生的辐射废热被视为无法回收再利用。目前国内五大工业辐射热废热分别为金属冶炼厂、玻璃面板厂、水泥厂、石化厂、及造纸厂。由于制程常在摄氏数百度的温度条件下操作，因此废热多以热辐射方式散失于环境当中。然而过去并没有相对应的回收机制，因此视辐射热为无法回收的废热。例如钢铁冶炼的连续铸造制程，属钢铁业的上游制程，温度达1000℃。而在钢铁业的下游热轧制程，其盘卷热处理时，温度仍可达500℃。另外在水泥、造纸等产业中，制程常设置旋窑燃烧系统，虽然炉体用耐火材料披覆保温，其窑体外壳仍有300℃的温度。上述的工业制程中，皆有一个共通的特性，就是制程是属连续式，且物件连续移动，无法用接触式的装置进行废热回收，因此制程中释放尚未回收的高辐射废热量。此类型的厂域适合发展非接触式辐射热吸收技术，用来回收制程现场辐射热，所回收的热能可搭配热电技术，转换成电力使用。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于辐射热回收发电的热交换装置，成本较低且容易组装与加工。该用于辐射热回收发电的热交换装置包含：多个扁方管，该多个扁方管为平行排列；一第一干管，位于各该多个扁方管的一端，该第一干管与各该多个扁方管之间分别具有一连通孔，该第一干管包含一出水口；一第二干管，位于各该多个扁方管的另一端，该第二干管与各该多个扁方管之间分别具有一连通孔，该第二干管包含一入水口；多个热电晶片，位于各该多个扁方管的一外管壁上，该多个热电晶片之间为一阵列排列；以及至少一支撑架，位于相对该外管壁的另一外管壁上，该至少一支撑架连接各该多个扁方管。附图说明图1为根据一些实施例说明热交换装置的示意图。图2为根据一些实施例说明热交换装置的侧视图。图3为根据一些实施例说明热交换装置的侧视图。图4为根据一些实施例说明热交换装置的侧视图。图5为根据一些实施例说明热交换装置的剖面图。图6为根据一些实施例说明热交换装置的示意图。其中，附图标记：11扁方管13第一干管14第二干管15端16连通孔18出水口19端20连通孔22入水口23热电晶片24热面25外管壁26支撑架27第一干管28延伸曲面30扁方管31外管壁32圆心33出水口35扁方管36热电晶片37第一干管38第二干管39出水口40入水口41吸热板42冷面43热面45外框架46台架47集线盒48保温板49内侧壁50螺丝51吸热板52鳍片53扁方管54热电晶片55第一干管56第二干管57出水口58入水口59外框架60台架61集线盒62保温板63冷面64热面65吸热板66热电晶片67扁方管68外框架69真空环境70热面71冷面72绝热涂层73内壁74热能75热能80轴承81滑轨82台架83角度85外框架100热交换装置200热交换装置300热交换装置400热交换装置500热交换装置600热交换装置Dh水力直径h热对流系数k热传导系数L1长度NuD纽塞数P截面积浸润周长R曲率半径W宽度具体实施方式本专利技术提出用于辐射热回收发电的热交换装置。热交换装置利用多个扁方管排列组合成阵列式扁方管结构，透过扁方管的几何形状，扁方管与热电晶片紧密地接触且结合。热辐射在热电晶片的热端被吸收，热能在热电晶片的冷端被工作流体带走，使热电晶片的冷、热端产生温差发电。热交换装置利用扁方管的耐压与易焊接特性，并且依据热电发电系统容量所需，于直向延伸管长，并于横向增加管数，在横向干管与直向支管结合形成流道。同时，横向支撑架可强化整体阵列式扁方管结构的机械强度。此热交换装置容易量产、容易组装，并且具耐压、抗腐蚀特性，可长期于工业现场连续操作。图1为根据一些实施例说明热交换装置100的示意图。一种用于辐射热回收发电的热交换装置100，热交换装置100包含：多个扁方管11，多个扁方管11为平行排列；第一干管13，位于各多个扁方管11的一端15，第一干管13与各多个扁方管11之间分别具有一连通孔16，第一干管13包含一出水口18；第二干管14，位于各多个扁方管11的另一端19，第二干管14与各多个扁方管11之间分别具有一连通孔20，第二干管14包含一入水口22；多个热电晶片23，位于各多个扁方管11的一外管壁25上，多个热电晶片23之间为一阵列排列；以及至少一支撑架26，位于相对外管壁25的另一外管壁上，至少一支撑架26连接各多个扁方管11。各个扁方管11具有延伸的外管壁25，各个扁方管11的切面为长方形或方形的壁面，各个扁方管11本身为流道，容许工作流体或水在内部流通。在一实施例，各个扁方管11的材料为不锈钢，具有耐腐蚀性、耐热性、以及耐水压等特性。材料也能采用其他表面处理后的钢材或其他材质，例如：镀锌钢、铜、铝合金，但不在此限。各热电晶片23是由数个p型与n型半导体所串联而成。当热电晶片23的两端面有温度差异时，根据热平衡理论，n型半导体中的电子载子与p型半导体中的电洞载子便扮演传递热量的角色，于是产生直流电流。其电流的大小由高温面与低温面的温差决定，温差越大所产生的电流也越大。在一实施例中，各热电晶片23包含一热面24与一冷面(或称为热端与冷端)，热面24的方向朝外，冷面相对于热面24，冷面朝向扁方管11，并且冷面接触外管壁25。实际操作上，扁方管11的几何形状与热电晶片23有紧密的接触与结合，当热辐射在热电晶片23的热面24(或热端)被吸收时，热能在冷面(或冷端)被扁方管11内的工作流体带走，藉以形成温度差异，而产生电流且进行发电。各个扁方管11与第一干管13透过连通孔16相通。各个扁方管11与第二干管14透过连通孔20相通。第一干管13与第二干管14呈现平行，第一干管13或第二干管14与各个扁方管11呈现垂直。工作流体或水注入第二干管14的入水口22，透过连通孔20，工作流体或水进入各个扁方管11，第一干管13汇集各个扁方管11内的流道，第一干管13的出水口18用以排出来自各个扁方管11的工作流体或水。在一实施例中，入水口22、出水口18将直接采用工业现场的冷却循环水或制程纯水，工业现场冷却循环水主要针对大型机具进行冷却，通常管线压力可达10kg/cm2。在一实施例中，入水口22可加装泵，对工作流体或水进行加压，使得管线压力升高以增加流速。在一实施例中，至少一支撑架26平行于第一干管13或第二干管14。至少一支撑架26支撑各个扁方管11，并且各个扁方管11焊接于至少一支撑架26上，至少一支撑架26可采用和扁方管11相同的结构但是不同尺寸，或采用实心的钢材，支撑架26用以增加热交换装置100整体的机械强度。在一实施例中，至少一支撑架26为长方体，各面为平面。在一实施例中，各热电晶片23的尺寸为长度40毫米(mm)×宽度40毫米(mm)，可选用外径为10毫米×50毫米(截面尺寸)的扁方管11。本实施例的热电晶片23长度L1为40毫米，扁方管11的宽度W为50毫米，扁方管11的宽度W与热电晶片23长度L1的关系式如下：W＝L1+(0～0.5)×L1换句话说，扁方管11的最小宽度W可以等于热电晶片23的长度L1。扁方管11的最大宽度W为1.5倍热电晶片23的长度L1。扁方管11的管长延伸与管数增加，则依整体热交换量与热电晶片23数量设计而决定，不在此限。在一实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于辐射热回收发电的热交换装置，其特征为，该热交换装置包含：多个扁方管，该多个扁方管为平行排列；一第一干管，位于各该多个扁方管的一端，该第一干管与各该多个扁方管之间分别具有一连通孔，该第一干管包含一出水口；一第二干管，位于各该多个扁方管的另一端，该第二干管与各该多个扁方管之间分别具有一连通孔，该第二干管包含一入水口；多个热电晶片，位于各该多个扁方管的一外管壁上，该多个热电晶片之间为一阵列排列；以及至少一支撑架，位于相对该外管壁的另一外管壁上，该至少一支撑架连接各该多个扁方管。

【技术特征摘要】
2016.12.15 TW 1051415901.一种用于辐射热回收发电的热交换装置，其特征为，该热交换装置包含：多个扁方管，该多个扁方管为平行排列；一第一干管，位于各该多个扁方管的一端，该第一干管与各该多个扁方管之间分别具有一连通孔，该第一干管包含一出水口；一第二干管，位于各该多个扁方管的另一端，该第二干管与各该多个扁方管之间分别具有一连通孔，该第二干管包含一入水口；多个热电晶片，位于各该多个扁方管的一外管壁上，该多个热电晶片之间为一阵列排列；以及至少一支撑架，位于相对该外管壁的另一外管壁上，该至少一支撑架连接各该多个扁方管。2.如权利要求1所述的热交换装置，其特征为，各该多个热电晶片包含一冷面，该冷面接触该多个扁方管。3.如权利要求2所述的热交换装置，其特征为，该冷面的一长度小于各该多个扁方管的一宽度。4.如权利要求1所述的热交换装置，其特征为，该热交换装置另包含：一吸热板，其中该多个热电晶片位于该吸热板与该多个扁方管之间。5.如权利要求4所述的热交换装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄瑞诚，张秉宏，李天源，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71