CN102022933A - 绕管式换热器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种绕管式换热器，其具有绕管内传热管(10)及外绕管(12)两个流道，其特征是：两流道的壁面通过缠绕方式紧密接触，所述内传热管(10)外表面设置有沟槽(10a)；所述外绕管具有缠绕管(12a)和缠绕管进出口接管(12b)两部分组成，所述缠绕管(12a)的截面形状与沟槽截面形状相吻合；绕管内传热管(10)和外绕管(12)内的换热介质相互逆向流动通过相互接触的壁面完成热交换。本发明具有热交换面积大、传热系数高、流道布置合理、检漏、检修方便等优点。

Description

绕管式换热器

技术领域

本发明涉及一种热量交换装置，特别是涉及热交换介质通过相互接触的管腔壁面进行热量交换的装置。

背景技术

换热器是广泛应用于化工、动力、医药、冶金、制冷、轻工等行业的一种通用设备。换热器的种类繁多，按其传热面的形状和结构进行分类可分为管型，板型和其它型式换热器。其中管型换热器是使用最为广泛的一种换热设备类型。现有的管型换热器又可分为蛇管式换热器、套管式换热器、壳管式换热器。而在中、小型制冷设备中，套管式换热器是使用最为广泛的一种换热设备类型。

现有的套管式换热器按结构形式大致可分为同轴式和多束管式两种。

同轴式套管换热器1的结构如附图1及图4所示，同轴套管由两根粗细不同的管子按同轴方式装配，粗管1在外，细管2在内，形成两个流动通道，粗管和细管通过套管接头3密封连接，同轴套管具有进/出口接管4。为增加换热面积，内管表面一般加工成复杂形状，所以管壁较厚；外管由于管径较大，管壁也较厚，换热器整体成本较高。当换热器需要弯成复杂形状时，在弯曲处很难保证两根管同轴，对管内换热介质的流态有一定影响。

多束管式套管换热器的结构如附图2及图5所示，由多根较细的传热管组成一个管束5穿在多束管套管6内，多束管套管6设有进/出口接管9，管束的外壁面与粗管的内壁面及套管封头7形成一个流道，细管束通并联接入多束管进/出口接管8形成另一个通道，两种换热介质通过细管束壁面进行换热。由于每根细管的管径较小，管壁可以很薄，所以成本较低。但这种结构也有不利的一面：(1)两种介质之间的管壁很薄，当弯成复杂形状时容易扁瘪、泄漏，当用水作介质时，低温时防冻性能不好。(2)多束管并联时，焊点多，检漏、检修复杂，加工过程中的报废率较高；焊点和两种传热介质都有接触，容易被腐蚀，影响使用寿命。

发明内容：

为解决上述现有技术存在的不足之处，本发明提供了一种热交换面积大、传热系数高、流道布置合理、检漏、检修方便的管式换热器。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

绕管式换热器，其具有绕管内传热管及外绕管两个流道，其结构特点是：两流道的壁面通过缠绕方式紧密接触，所述内传热管外表面设置有沟槽；所述外绕管具有缠绕管和缠绕管进出口接管两部分组成，所述缠绕管的截面形状与沟槽截面形状相吻合；绕管内传热管和外绕管内的换热介质相互逆向流动通过相互接触的壁面完成热交换。

本发明的结构特点还在于：

所述内传热管外表面沟槽为螺旋状，外绕管的缠绕管螺旋缠绕在内传热管的沟槽中。

所述缠绕管有多条，相互之间以并联或/和串联形成不同形式的流道，所述缠绕管分别与缠绕管进出口接管之间连通形成多个连接通道。

所述内传热管与外绕管的缠绕管相接触的管壁上采用导热胶使管壁紧密结合。

与已有技术相比，本发明的有益效果具体体现在：

1、本发明的内传热管流道可加工成复杂形状，增大了单位管材的热交换面积，增加了热交换流体介质的扰动，提高了传热系数；

2、本发明的外传热管流道可有不同变化，便于系统的优化设计。

3、本发明所有焊点外露，检漏、检修方便；

4、本发明两流体间有两道金属管壁相隔，减小了相互渗漏的机率，延长了产品的使用寿命。

5、本发明将该外传热管绕在内传热管外表面沟槽中，采用导热胶使内外管的管壁紧密结合，以减小导热接触热阻；为进一步增大传热系数，进一步将沟槽加工成螺旋状，使传热介质的流动成为湍流。

6、本发明取材方便，制造工艺简单，成本低。

附图说明：

图1为现有同轴式换热器结构示意图。

图2为现有多束管换热器结构示意图。

图3为本发明结构示意图。

图4为图1的剖面图。

图5为图2的剖面图。

图6为图3的剖面图。

图7为实施例示意图。

图中标号：1同轴套管粗管、2同轴套管细管、3套管接头、4同轴套管进/出口接管、5多束管式套管换热器管束、6多束管套管、7套管封头、8多束管进/出口接管、9多束管套管进/出口接管、10绕管内传热管、11外绕管进/出口接管、12外绕管、13风侧换热器、14风机、15压缩机、16绕管式换热器、17冷却水流道、18氟里昂流道、19膨胀阀。

以下通过具体实施方式，并结合附图对本发明作进一步说明。

具体实施方式，非限定实施例如下所述：

实施例：如图3及图6所示，绕管式换热器，其具有绕管内传热管10及外绕管12两个流道，内传热管10外表面设置有六条螺旋式沟槽10a；外绕管具有缠绕管12a和缠绕管进出口接管12b两部分组成，有六根，相互之间以并联形成不同形式的流道，缠绕管12a两端分别与缠绕管进出口接管12b之间连通形成多个连接通道，缠绕管12a的截面形状与沟槽截面形状相吻合，缠绕管12a螺旋缠绕在内传热管的沟槽中；绕管内传热管10和外绕管12内的换热介质相互逆向流动通过相互接触的壁面完成热交换。本实施例中内传热管与外绕管的缠绕管相接触的管壁上采用导热胶使管壁紧密结合。

本实施例中的缠绕管可以是一条也可以是多条，当缠绕管式多条时，各缠绕管之间可以采取并联方式也可以采取串联方式连接。

本实施例中的沟槽也可以采用与内传热管平行的方式排列多条，沟槽截面可以是半圆形或梯形或其他可塑形状，外绕管的缠绕管形状与沟槽相吻合，以缠绕方式使两流道壁面紧密接触。

如图7所示，本实施例为一水冷冷风机组，以风侧换热器13、风机14、压缩机15、绕管式换热器16、冷却水流道17、氟里昂流道18、膨胀阀19为主要零部件构成一个封闭的制冷循环系统。工作时，高温、高压的氟里昂制冷剂蒸气由压缩机15排出，在绕管式换热器16中的氟里昂流道18内，冷凝放热变成液体，经过膨胀阀19降压后到风侧换热器13中蒸发，吸收风机14吹出空气中热量，返回压缩机15再压缩，形成一个循环；冷却水进入绕管式换热器16中的冷却水流道17内，吸收氟里昂放出的热量后流出。

Claims (4)

1.绕管式换热器，其具有绕管内传热管(10)及外绕管(12)两个流道，其特征是：两流道的壁面通过缠绕方式紧密接触，所述内传热管(10)外表面设置有沟槽(10a)；所述外绕管具有缠绕管(12a)和缠绕管进出口接管(12b)两部分组成，所述缠绕管(12a)的截面形状与沟槽截面形状相吻合；绕管内传热管(10)和外绕管(12)内的换热介质相互逆向流动通过相互接触的壁面完成热交换。

2.根据权利要求1所述的绕管式换热器，其特征在于：所述内传热管(10)外表面沟槽为螺旋状，外绕管(12)的缠绕管(12a)螺旋缠绕在内传热管的沟槽中。

3.根据权利要求1或2所述的绕管式换热器，其特征在于：所述缠绕管(12a)有多条，相互之间以并联或/和串联形成不同形式的流道，所述缠绕管(12a)分别与缠绕管进出口接管之间连通形成多个连接通道。

4.根据权利要求1或2所述的绕管式换热器，其特征在于：所述内传热管与外绕管的缠绕管相接触的管壁上采用导热胶使管壁紧密结合。

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