CN100562696C - 具有快速除污功能的干式管壳式换热器 - Google Patents

Abstract

具有快速除污功能的干式管壳式换热器，它涉及一种干式管壳式换热器。针对污水-水换热形式，污水走管程，换热管道易阻塞，传热温差小，所需换热面积大及污水与制冷剂换热形式，制冷剂的充注量大，只适合于制冷量大的场合问题。两个堵头隔板设置在换热腔体内，两个堵头隔板之间设置有多个与其上下交替设置的中间隔板，蛇形换热管束穿过两个堵头隔板和多个中间隔板分别装在第一、二管板上，每个蛇形换热管的上端管口分别与分液器连通，下端管口分别与储汽罐连通，转轴的一端穿过第一管板、两个堵头隔板和多个中间隔板装在第二管板上，转轴与两个堵头隔板和多个中间隔板螺纹连接。本发明具有换热管道不易阻塞，传热温差大，所需换热面积小等优点。

Description

具有快速除污功能的干式管壳式换热器

技术领域

本发明涉及一种干式管壳式换热器。

背景技术

目前，污水源热泵发展迅速，但由于污水软垢的影响，使得应用于污水源热泵机组的换热器类型受到很大限制。污水源热泵的换热问题一直不能很好的解决(海水、湖水、河水热泵也存在同样的问题)，提高污水换热器的换热效率是污水源热泵研制需解决的问题之一(引自：黄国琦.城市污水源热泵的开发和应用.流体机械，2005，33(6)：77.)。在污水换热器中，管壳式换热器占有很大优势，但目前管壳式系统中污水均走管程，由于污水侧为两相流动与换热，因此存在阻塞与换热特性等问题，目前还基于间接利用(引自：吴荣华，孙德兴，马广兴.城市原生污水冷热源水参数特性与应用方法评价.可再生能源.2005-5.总第123期.)。有个别利用污水与制冷剂直接换热的污水换热器，但其形式为满液式，设备庞大，只适合于制冷量大的场合。总结起来，目前的污水源热泵机组存在以下缺点：一、污水在换热管内流动，容易阻塞管道，蒸发温度过低时污水在换热管内结冰也会阻塞换热管道，而采用高流速冲污又大大超出经济可行范围，如专利公开号为CN 101122452A、公开日为2008年2月13日、名称为《管壳换热器换热管束高压头强力轮替冲洗除污方法与装置》的发明专利就存在上述问题。二、应用于污水源热泵的管壳式换热器大多采用间接式换热，传热温差小，所需换热面积大(引自：吴荣华，孙德兴，马广兴.城市原生污水冷热源水参数特性与应用方法评价)。三、个别利用直接换热的管壳式污水换热器均采用满液式，对于满液式蒸发器来说，制冷剂的充注量较大，对于价格昂贵制冷剂来说造价太高，回流不好(引自：陆亚俊，马最良，姚杨.空调工程中的制冷技术.哈尔滨工业大学出版社.1997，第91页)，且只适用于大型场合，应用范围小，不灵活。

发明内容

本发明的目的是为解决采用污水-水换热形式，污水走管程，换热管道易阻塞，传热温差小，所需换热面积大及采用污水与制冷剂换热形式，目前还只能使用满液式，制冷剂的充注量大，设备庞大、造价高，只适合于制冷量大的场合的问题，进而提供一种具有快速除污功能的干式管壳式换热器。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明的干式管壳式换热器由壳体、蛇形换热管束、多个中间隔板、两个堵头隔板、转轴、密封轴承、分液器和储汽罐组成；所述壳体由换热腔体、第一管板和第二管板组成，所述换热腔体位于第一管板和第二管板之间且与第一管板和第二管板连接，换热腔体的顶端侧壁和底端侧壁上分别设有污水进水口和污水出水口，所述两个堵头隔板设置在换热腔体内的两端，两个堵头隔板之间的换热腔体内沿轴向设置有多个中间隔板，两个堵头隔板与多个中间隔板上下交替设置，所述每个中间隔板由两个夹板和胶皮垫组成，所述胶皮垫位于两个夹板的中间且三者可拆卸连接，所述每个堵头隔板由两个堵头夹板和胶皮垫组成，所述胶皮垫位于两个堵头夹板的中间且三者可拆卸连接，所述蛇形换热管束穿过两个堵头隔板和多个中间隔板分别装在第一管板和第二管板上，每个蛇形换热管的上端管口分别与分液器连通，每个蛇形换热管的下端管口分别与储汽罐连通，蛇形换热管束插装在第一管板和第二管板上，所述转轴的侧壁上设有外螺纹，转轴的一端穿过第一管板、两个堵头隔板上的螺纹孔和多个中间隔板上的螺纹孔装在第二管板上，转轴与两个堵头隔板和多个中间隔板螺纹连接，转轴与第一管板之间装有密封轴承，所述堵头隔板由大头端和小头端组成，所述大头端为大半圆形状。

本发明的有益效果是：一、在壳体内除垢，不用拆装换热器，使得部件使用寿命加长。二、本发明具有自动清洗的功能，可省去传统的污水换热器人工除污这一既脏又累的人工劳动，节省费用。三、可大大缩短除污耗时，除污时不用停机，设备的使用效率大大提高。四、制冷剂走管程，污水走壳程，打破了传统设计中污水走管程、循环水或制冷剂走壳程的观念，减小了换热器与环境温差，降低了热(冷)量的损失。五、制冷剂的充注量很少，使用成本降低。六、污水是在蛇形换热管外流动，即使因蒸发温度过低而在蛇形换热管外结冰，也只是影响传热效果，且无胀裂传热危害。此外，由于氟利昂蒸汽在蛇形换热管内具有较大的流速，可将润滑油带回压缩机中。七、本发明打破了常规的污水走管程的设计思路，实现了干式壳管式换热器在污水源热泵中的应用，大大提高了换热器的效率。

附图说明

图1是本发明的整体结构主视图，图2是图1的左视图，图3是图1的右视图，图4是图1的A-A剖视图，图5是中间隔板3的主视图，图6是图5的B部放大图，图7是图5的左视图，图8是堵头隔板4的主视图，图9是图8的左视图，图10是具体实施方式五的结构示意图，图11是具体实施方式六的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1～图9说明本实施方式，本实施方式的干式管壳式换热器由壳体1、蛇形换热管束2、多个中间隔板3、两个堵头隔板4、转轴12、密封轴承18、分液器30和储汽罐31组成；所述壳体1由换热腔体5、第一管板15和第二管板16组成，所述换热腔体5位于第一管板15和第二管板16之间且与第一管板15和第二管板16连接，换热腔体5的顶端侧壁和底端侧壁上分别设有污水进水口8和污水出水口9，所述两个堵头隔板4设置在换热腔体5内的两端，两个堵头隔板4之间的换热腔体5内沿轴向设置有多个中间隔板3，两个堵头隔板4与多个中间隔板3上下交替设置，所述每个中间隔板3由两个夹板10和胶皮垫11组成，所述胶皮垫11位于两个夹板10的中间且三者可拆卸连接，所述每个堵头隔板4由两个堵头夹板13和胶皮垫14组成，所述胶皮垫14位于两个堵头夹板13的中间且三者可拆卸连接，所述蛇形换热管束2穿过两个堵头隔板4和多个中间隔板3分别装在第一管板15和第二管板16上，每个蛇形换热管32的上端管口分别与分液器30连通，每个蛇形换热管32的下端管口分别与储汽罐31连通，蛇形换热管束2插装在第一管板15和第二管板16上，所述转轴12的侧壁上设有外螺纹，转轴12的一端穿过第一管板15、两个堵头隔板4上的螺纹孔和多个中间隔板3上的螺纹孔装在第二管板16上，转轴12与两个堵头隔板4和多个中间隔板3螺纹连接，转轴12与第一管板15之间装有密封轴承18，所述堵头隔板4由大头端和小头端33组成，所述大头端为大半圆形状。每个蛇形换热管32由铜管制成，每个蛇形换热管32由多个直管和多个弯管组成，安装时，先将多个直管的两端插装在第一管板15和第二管板16上，然后再用弯管将相邻两个直管的端部焊接在一起，构成蛇形换热管32。

具体实施方式二：结合图1、图5～图9说明本实施方式，本实施方式的胶皮垫11上设有与穿过的蛇形换热管32数量相同的管孔19，所述两个夹板10上位于胶皮垫11上的管孔19位置处设有换热管穿入孔20，所述穿过胶皮垫11的管孔19内的蛇形换热管32的外壁与胶皮垫11的管孔19的内壁相接触；所述胶皮垫14上设有与穿过的蛇形换热管32数量相同的管孔21，两个堵头夹板13上位于胶皮垫14的管孔21位置处设有蛇形换热管穿入孔22，所述穿过胶皮垫14的管孔21内的蛇形换热管32的外壁与胶皮垫14的管孔21的内壁相接触，所述堵头隔板4的小头端33上设有多个污水通过孔23。如此设置，结构简单。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式的转轴12的另一端设有手柄25。如此设置，方便转轴12转动。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式的转轴12的一端通过转轴支座27装在第二管板16上。如此设置，便于转轴12安装定位。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式五：结合图10说明本实施方式，本实施方式是将本发明的干式管壳式换热器40应用到污水源热泵中的一个实施例，污水与制冷剂直接换热，污水走壳程，制冷剂走管程，打破了常规的污水走管程的设计思路，实现了干式壳管式换热器40在污水源热泵中的应用。污水处理厂的二级出水由水泵打入干式管壳式换热器40中，与制冷剂进行换热。制冷剂在蛇形换热管32内边流动边相变，大大提高了干式管壳式换热器40的效率。制冷剂与污水换热，在换热过程中，定期进行干式管壳式换热器40内的自动除污。从干式管壳式换热器40中出来的制冷剂经压缩机44(膨胀阀43)后通过送风系统室内机46将热量(冷量)传递给室内空气，达到空气调节的作用，很好实现了把污水作为冷热源的目的。

具体实施方式六：结合图11说明本实施方式，本实施方式是将本发明的干式管壳式换热器40应用到污水源热泵中的一个实施例，污水与制冷剂直接换热，污水走壳程，制冷剂走管程，打破了常规的污水走管程的设计思路，实现了干式管壳式换热器40在污水源热泵中的应用。污水处理厂的二级出水由水泵打入干式管壳式换热器40中，与制冷剂进行换热。制冷剂在蛇形换热管32内边流动边相变，大大提高了干式管壳式换热器40的效率。制冷剂与污水换热，在换热过程中，定期进行干式管壳式换热器40内的自动除污。从干式管壳式换热器40中出来的制冷剂经压缩机44(膨胀阀43)后在另一个现有的板式换热器47内将热量(冷量)传递给清水，以供生产使用，很好实现了把污水作为冷热源的目的。

Claims (4)

1、一种具有快速除污功能的干式管壳式换热器，所述干式管壳式换热器由壳体(1)、蛇形换热管束(2)、多个中间隔板(3)、两个堵头隔板(4)、转轴(12)、密封轴承(18)、分液器(30)和储汽罐(31)组成；其特征在于：所述壳体(1)由换热腔体(5)、第一管板(15)和第二管板(16)组成，所述换热腔体(5)位于第一管板(15)和第二管板(16)之间且与第一管板(15)和第二管板(16)连接，换热腔体(5)的顶端侧壁和底端侧壁上分别设有污水进水口(8)和污水出水口(9)，所述两个堵头隔板(4)设置在换热腔体(5)内的两端，两个堵头隔板(4)之间的换热腔体(5)内沿轴向设置有多个中间隔板(3)，两个堵头隔板(4)与多个中间隔板(3)上下交替设置，所述每个中间隔板(3)由两个夹板(10)和胶皮垫(11)组成，所述胶皮垫(11)位于两个夹板(10)的中间且三者可拆卸连接，所述每个堵头隔板(4)由两个堵头夹板(13)和胶皮垫(14)组成，所述胶皮垫(14)位于两个堵头夹板(13)的中间且三者可拆卸连接，所述蛇形换热管束(2)穿过两个堵头隔板(4)和多个中间隔板(3)分别装在第一管板(15)和第二管板(16)上，每个蛇形换热管(32)的上端管口分别与分液器(30)连通，每个蛇形换热管(32)的下端管口分别与储汽罐(31)连通，蛇形换热管束(2)插装在第一管板(15)和第二管板(16)上，所述转轴(12)的侧壁上设有外螺纹，转轴(12)的一端穿过第一管板(15)、两个堵头隔板(4)上的螺纹孔和多个中间隔板(3)上的螺纹孔装在第二管板(16)上，转轴(12)与两个堵头隔板(4)和多个中间隔板(3)螺纹连接，转轴(12)与第一管板(15)之间装有密封轴承(18)，所述堵头隔板(4)由大头端和小头端(33)组成，所述大头端为大半圆形状。

2、根据权利要求1所述的具有快速除污功能的干式管壳式换热器，其特征在于：所述胶皮垫(11)上设有与穿过的蛇形换热管(32)数量相同的管孔(19)，所述两个夹板(10)上位于胶皮垫(11)上的管孔(19)位置处设有换热管穿入孔(20)，所述穿过胶皮垫(11)的管孔(19)内的蛇形换热管(32)的外壁与胶皮垫(11)的管孔(19)的内壁相接触；所述胶皮垫(14)上设有与穿过的蛇形换热管(32)数量相同的管孔(21)，两个堵头夹板(13)上位于胶皮垫(14)的管孔(21)位置处设有蛇形换热管穿入孔(22)，所述穿过胶皮垫(14)的管孔(21)内的蛇形换热管(32)的外壁与胶皮垫(14)的管孔(21)的内壁相接触，所述堵头隔板(4)的小头端(33)上设有多个污水通过孔(23)。

3、根据权利要求1所述的具有快速除污功能的干式管壳式换热器，其特征在于：所述转轴(12)的另一端设有手柄(25)。

4、根据权利要求1所述的具有快速除污功能的干式管壳式换热器，其特征在于：所述转轴(12)的一端通过转轴支座(27)装在第二管板(16)上。

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