CN102087078A - 一种串联套管热交换装置 - Google Patents

Abstract

一种串联套管热交换装置，包括进水端口(1)、出水端口(2)、套管热交换器(3)，支撑座(10)。其特征是，所述套管热交换器(3)由连接管(9)及不少于两个双管热交换器(3)’串联组成，双管热交换器(3)’包括内管(4)、外管(5)、密封件(6)和环形间隙(8)，内管(4)内置于外管(5)中，两端由密封件(6)密封，内管(4)的外壁与外管(5)的内壁之间形成环形间隙(8)，套管热交换器(3)两端分别外接进水端口(1)和出水端口(2)该装置实现了沐浴废水与自来水的热交换，并能达到较好的热交换效果。

Description

一种串联套管热交换装置

所属技术领域

本发明涉及一种热交换器，尤其是用于废水余热回收的套管热交换器。

背景技术

目前，公知的用于淋浴余热回收的装置有管式换热器及板式换热器，其中专利号为200610033026.1的授权专利所阐述的热能传递器，实际就是一种单层板式热交换器(即由两片换热板片形成的热交换器)，其密封方式为焊接。管式换热器则多数采用多层盘管的方式，或多个管道并联，又或者采用波节管、横纹管、管内插入物、内翅片管等方式，

专利号为200610033026.1的授权专利所阐述的热能传递器，焊接成本高，加工工艺复杂。其他盘管或多个管道并联的方式，则由于管道复杂，尤其是多个管道并联的时候，并联连接成本高。由于以上原因，目前在市场上，沐浴余热回收类产品多数都是价格高，可靠性低，推广困难。

发明内容

为了克服现有热交换器的不足，本发明提供一种新型串联套管热交换器装置，该装置采用了管内插入物强化传热技术，设计了套管式双管热交换器，并将多个双管热交换器串联连接后放置于支撑座上，每个双管热交换器只需要两端连接，大大减少了管道连接成本，增加了连接可靠性，外管采用薄壁不锈钢管或其他换热性能良好的管材，内管采用薄壁不锈钢管，也可以采用其他塑料管或实心圆柱体，考虑到内管的制造公差，最佳方式为内外管均采用薄壁304或316不锈钢管。为进一步提高换热性能，减少结垢可能，还可将外管或内管用波节管代替。多个双管热交换器串联后，封闭成多边形，减少换热器占地面积。适用于家庭沐浴废水余热回收，也可以用于其他如废油、废气、液态化工原料等类似大面积废水废气排放场合的余热回收。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：采用了管内插入物强化传热技术，设计了套管双管热交换器，并将多个套管双管热交换器串联连接后放置于支撑座上，支撑座上有盛水槽。套管双管热交换器采用一段换热性能良好的管材作为外管，再用一段管材作为内管，内管管材外径应当小于外管管材内径，将内管同轴置于外管中，形成双管换热器，内管的主要作用为限制进水自来水的流量，并与外管内壁一起形成薄薄的一层环形流道，内管管材外径与外管管材内径差为0.2至6毫米，使得双管之间的环形间隙宽度约为0.2-5毫米，内管两端密封，避免自来水进入内管，同时，为降低内管水阻力，内管密封件表面为弧面或球面橡胶密封材料。工作时，进水自来水从该0.2-5毫米狭小间隙中流过，沐浴废水则经支撑座的盛水槽收集后，流经外管外壁，与自来水进行热交换，达到余热回收效果。

本发明的有益效果是：简化了加工工艺，提高了换热器的可靠性和寿命，大大降低了产品制造成本。经试验分析，在35度沐浴废水及进水温度5度的条件下，0.5米管道长度自来水温升超过10度，适合于澡堂、淋浴、桑拿等环境的淋浴废水余热回收装置制作。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的实施案例结构图，套管热交换器(3)由三个双管热交换器(3)’及连接管(9)串联而成。

图2是本发明的另一实施案例结构图，套管热交换器(3)由四个双管热交换器(3)’及连接管(9)串联而成。

图3是图1、图2中双管热交换器(3)’A-A截面的剖面图，图中突起(7)与密封件(6)连为一体。

图4为双管热交换器(3)’的侧视图，图中突起(7)与密封件(6)连为一体。

图中1.进水端口，2.出水端口，3.套管热交换器，3’.双管热交换器，4.内管，5.外管，6.密封件，7.突起，8.环形间隙，9.连接管，10.支撑座，11.盛水槽。

具体实施方式

图中，考虑到家用自来水压力要求及占地面积问题，本方案套管热交换器(3)由三段或四段双管热交换器(3)’用连接管(9)连接而成。两端再通过连接管分别外接进水端口(1)和出水端口(2)。其中，双管热交换器(3)’选用了两段壁厚在0.4-1.5毫米之间的薄壁不锈钢管，其中内管(4)管外径为16-27mm，外管(4)管内径为19-32mm，内管(4)两端各有密封件(6)密封，内置于外管(5)中，为避免影响双管热交换器(3)’的安装性能，内管(4)的长度应当不大于外管(5)长度，内管(4)通过密封件上的不少于3个突起(7)同轴固定于外管(5)中，固定后，内管(4)外壁与外管(5)内壁之间的形成环形间隙(8)，环形间隙(8)的宽度为0.1-3毫米，内管(4)、外管(5)、密封件(6)、突起(7)、环形间隙(8)组合成双管热交换器(3)’。

为避免过于影响自来水流量，环形间隙(8)围成的面积应不小于内径为10毫米的圆管流道截面面积，即约78平方毫米。

为进一步提高换热效果，外管(5)采用了波节管。

使用时，自来水通过进水端口(1)进入套管换热器(3)，经过多个双管热交换器(3)’中的环形间隙(8)之后，再通过出水端口(2)流出。废水则从通过支撑座(10)收集后，流入盛水槽，通过外管(5)与自来水实现热交换，并能达到较好的热交换效果。

需要说明的是，本发明不局限于以上实施方式，还包括通过其他方式通过多段双管热交换器(如两段或者5段以上)串联组合，实现一定宽度的环状间隙，使得自来水或其他液体、气体流过该环状间隙，并通过外管管壁与外部废水废气进行热量交换，达到余热回收目的的其他实施案例。

Claims (8)

1.一种串联套管热交换装置，包括进水端口(1)、出水端口(2)、套管热交换器(3)，支撑座(10)。其特征是，所述套管热交换器(3)由连接管(9)及不少于两个双管热交换器(3)’串联组成，双管热交换器(3)’包括内管(4)、外管(5)、密封件(6)和环形间隙(8)，内管(4)内置于外管(5)中，两端由密封件(6)密封，内管(4)的外壁与外管(5)的内壁之间形成环形间隙(8)，套管热交换器(3)两端分别外接进水端口(1)和出水端口(2)。

2.根据权利要求1所述的双管热交换器(3)’，其特征是：外管(5)是波节管。

3.根据权利要求1所述的支撑座(10)，其特征是：所述支撑座(10)上有盛水槽(11)，套管热交换器(3)放置于支撑座(10)的盛水槽(11)中。

4.根据权利要求1所述的双管热交换器(3)’，其特征是：环形间隙(8)的宽度为0.2-5毫米。

5.根据权利要求1所述的双管热交换器(3)’，其特征是：密封件(6)上有不少于3个突起(7)。

6.根据权利要求1所述的双管热交换器(3)’，其特征是：环形间隙(8)围成的面积不小于78平方毫米。

7.根据权利要求1所述的双管热交换器(3)’，其特征是：密封件(6)外表面为弧面。

8.根据权利要求1所述的双管热交换器(3)’，其特征是：外管(5)管径为19-32毫米，内管(4)管径为16-27毫米。 

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