CN102455137B - 混水换热器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混水换热器，以解决现有混水器直供方式存在的一、二次网回水温度相同且温度较低的问题。本发明在混水换热器筒体上设有一次网供水管入口、一次网回水管出口、二次网供水管出口、二次网回水管入口，所述混水换热器筒体内设有一次供水分配装置和二次回水分配装置，一次供水分配装置为一次网供水分配三通，二次回水分配装置由二次网回水向一次网回水腔分配低温水的孔嘴板和二次网回水向二次网供水腔分配低温水的孔嘴板组成，二次网回水向一次网回水腔分配低温水的孔嘴板和二次网回水向二次网供水腔分配低温水的孔嘴板将混水换热器筒体内部分隔为一次网回水混合腔和二次网供水混合腔。本发明制造简单、热效率高，不需要维修。
Description
技术领域
本发明属于集中供热领域，涉及集中供热进行热交换的装置，具体地说是一种混水换热器。
背景技术
1、当前集中供热系统中所采用的热交换装置一般为板式换热器和混水器直供两种方式。
2、板式换热器的换热主要通过钢板的导热完成。一次高温水加热换热器的一侧板面，二次低温水通过另一侧板面吸热。其特点：一是传热效率高；二是由于一次网和二次网独立循环，所以系统定压效果好，三是、组合灵活。但其存在以下缺点：一是板式换热器对水质要求高，换热站必须配备软化水设备，以确保设备使用寿命和换热效率；二是由于一次网和二次网独立循环、换热站还必须配备补水泵才能保证系统的正常工作；三是板式换热器体积比较很大，所以必须有足够大的空间才能保证设备的正常安装、运行，因此安装维护投资大、占用空间大；四是由于板面结垢等等原因传热的效率逐年降低；五是由于设备的组成部分较多，因此造价较高。
3、混水器直供方式是：一次高温水与二次网定量的回水直接混合就完了整个换热过程，没有任何热量的浪费。其特点：一是换热效率高；二是换热站内不需要软化水设备和定压补水泵；三是混水器体积小不占空间、制造简单、不需要维修、成本低、节省初期投资。但其主要缺点是一次网的回水温度由二次网的回水温度来决定的。现在新建建筑普遍采用地板辐射采暖的方式，而地板辐射采暖系统设计的热媒温度供水是60℃，回水是50℃，一般情况下地板辐射采暖系统运行的热媒为供水55℃左右，回水45℃左右，故此二次网和一次网的回水温度经常在45℃左右徘徊。一次网45℃左右的回水温度不利于热源燃煤锅炉(集中供热热源燃煤锅炉的额定供回水温度为115℃/70℃，一般情况下燃煤锅炉的供水温度在110℃左右、回水温度在65℃左右运行)的正常运行，影响原煤的燃烧和锅炉热效率的发挥。
发明内容
本发明的目的是提供一种混水换热器，以解决现有混水器直供方式存在的一、二次网回水温度相同且温度较低的问题。
本发明在混水换热器筒体上设有一次网供水管入口、一次网回水管出口、二次网供水管出口、二次网回水管入口，所述混水换热器筒体内设有一次供水分配装置和二次回水分配装置，一次供水分配装置为一次网供水分配三通，二次回水分配装置由二次网回水向一次网回水混合腔分配低温水的孔嘴板和二次网回水向二次网供水混合腔分配低温水的孔嘴板组成，二次网回水向一次网回水混合腔分配低温水的孔嘴板和二次网回水向二次网供水混合腔分配低温水的孔嘴板将混水换热器筒体内部分隔为一次网回水混合腔和二次网供水混合腔，二次网回水分配腔位于所述二次网回水向一次网回水混合腔分配低温水的孔嘴板和所述二次网回水向二次网供水混合腔分配低温水的孔嘴板之间；所述一次网供水管入口为一次网供水分配三通的输入端，一次网回水管出口通入一次网回水混合腔，所述二次网供水管出口与所述二次网供水混合腔相连，所述二次网回水管入口与所述二次网回水分配腔相连；二次网回水向一次网回水混合腔分配低温水的孔嘴板上设有二次网回水向一次网回水混合腔分配低温水的孔嘴，二次网回水向二次网供水混合腔分配低温水的孔嘴板上设有二次网回水向二次网供水混合腔分配低温水的孔嘴。
本发明进一步的，所述一次网供水分配三通位于一次网回水混合腔的端部沿管壁均布有一次网供水向一次网回水混合腔分配高温水的孔嘴，一次网供水分配三通位于二次网供水混合腔的端部设有一次网供水向二次网供水混合腔分配高温水的孔嘴。
现有混水器直供方式存在的一、二次网回水温度相同只有45℃左右，经本发明混水换热器进行热交换后可以使二次网的回水温度保持在45℃左右，而一次网的回水温度达到65℃左右，满足一次网热源燃煤锅炉正常运行需要的温度。
本发明的一次供水分配装置将一次供水由流量控制孔嘴分为两部分，一部分进入二次网供水混合腔与二次网回水混合使二次网回水温度升高达到二次网供水需要的55℃左右的温度；一部分进入一次网回水混合腔与分流的二次网回水混合使二次网回水温度升高达到一次网回水需要的65℃左右的温度。
本发明的二次网回水流量分配装置将二次网回水由流量控制孔嘴分为两部分，一部分进入二次网供水混合腔与一次网供水混合使其温度达到二次网供水需要的55℃左右的温度；一部分进入一次网回水混合腔与分流的一次网供水混合使其温度达到一次网回水需要的65℃左右的温度。
本发明计算如下：
1、一次网高温供水流量分配的确定：
根据能量守恒定律：
G＝Gg+Gh
G*(Tg-Th)＝Gg*(Tg-th)
式中G——一次网高温供水流量；
Gg——一次网高温供水经分配流向二次网供水混合腔(7)的流量；
Gh——一次网高温供水经分配流向一次网回水混合腔(6)的流量；
Tg——一次网高温供水温度；
Th——一次网回水温度；
th——二次网低温回水温度。
2、二次网低温回水流量分配的确定：
g＝gg+gh
gh＝Gg
式中g——二次网低温回水流量；
gg——二次网低温回水经分配流向二次网供水混合腔(7)的流量；
gh——二次网低温回水经分配流向一次网回水混合腔(6)的流量；
Gg——一次网高温供水经分配流向二次网供水混合腔(7)的流量。
3、一次网高温供水流量分配孔嘴的大小和孔嘴数量多少的确定：
根据经验一次网高温供水流量分配孔嘴的大小按每个孔嘴的流通量视具体情况控制在2-5立方米范围内，按此标准计算孔嘴的数量，孔嘴数量的确定要有利于在一次网供水分配三通(8)管端的分布和孔嘴的加工，孔嘴数量确定后就可以修正每个孔嘴流通的流量，以孔嘴两面的压差来计算孔嘴的直径，一次网供水分配流量的压差由一次网的剩余压力来决定，一般按20KPa--50KPa考虑，则孔嘴的直径计算式如下：
D＝20*G1/2/ΔP1/4
式中D——孔嘴直径(mm)；
G——单孔嘴流通的流量(M3)；
ΔP——孔嘴两侧的压差(KPa)；
4、二次网低温回水流量分配孔嘴的大小和孔嘴数量多少的确定：
根据经验二次网低温回水流量分配孔嘴的大小按每个孔嘴的流通量视具体情况控制在3-8立方米范围内，按此标准计算孔嘴的数量，孔嘴数量的确定要有利于在二次网回水分配腔内分配低温水的孔嘴环形板上分布和孔嘴的加工，孔嘴数量确定后就可以修正每个孔嘴流通的流量，以孔嘴两面的压差来计算孔嘴的直径，二次网回水分配流量的压差一般按10KPa--30KPa考虑，则孔嘴的直径计算式同上。
本发明克服了板式换热器对水质要求高、需配备软化水设备、体积大、成本高的缺陷，结构合理而紧凑，占用空间小，通过一次网供水流量分配装置将一次网高温供水分配后直接和二次网回水混合后进行供暖可直接达到用户正常采暖所需要的55℃左右或80℃左右的温度(地板辐射采暖系统运行的热媒为供水55℃左右、回水45℃左右或普通散热器采暖系统运行的热媒为供水80℃左右、回水60℃左右)和燃煤锅炉正常运行所需的65℃左右的温度(燃煤锅炉的供水温度应达到110℃左右、回水温度应达到65℃左右)。
本发明制造简单、热效率高，不仅体积小、投资省、运行费用低，而且噪音污染小，不需要维修。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的外形图；
图3是本发明中一次网供水分配三通的结构示意图；
图4是本发明中二次网回水向二次网供水混合腔分配低温水的孔嘴板的结构示意图；
图5是本发明中二次网回水向一次网回水混合腔分配低温水的孔嘴板的结构示意图；
图6是本发明的混水流向图。
具体实施方式
本发明在混水换热器筒体1上设有一次网供水管入口2、一次网回水管出口3、二次网供水管出口4、二次网回水管入口5，混水换热器筒体1内设有一次供水分配装置和二次回水分配装置，一次供水分配装置为一次网供水分配三通8，二次回水分配装置由二次网回水向一次网回水混合腔分配低温水的孔嘴板12和二次网回水向二次网供水混合腔分配低温水的孔嘴板13组成，二次网回水向一次网回水混合腔分配低温水的孔嘴板12和二次网回水向二次网供水混合腔分配低温水的孔嘴板13将混水换热器筒体1内部分隔为一次网回水混合腔6和二次网供水混合腔7，一次网供水管入口2为一次网供水分配三通8的输入端，一次网回水管出口3通入一次网回水混合腔6，二次网回水向一次网回水混合腔分配低温水的孔嘴板12上设有二次网回水向一次网回水混合腔分配低温水的孔嘴14，二次网回水向二次网供水混合腔分配低温水的孔嘴板13上设有二次网回水向二次网供水混合腔分配低温水的孔嘴15。
一次网供水分配三通8位于一次网回水混合腔6的端部沿管壁均布有一次网供水向一次网回水混合腔分配高温水的孔嘴10，一次网供水分配三通8位于二次网供水混合腔7的端部设有一次网供水向二次网供水混合腔分配高温水的孔嘴11。
工作过程如下：
1、热源110℃左右的高温水通过一次网供水管入口2进入混水换热器1内部的一次网供水分配三通8，由一次网供水分配三通8两端的一次网供水向一次网回水混合腔分配高温水的孔嘴10及一次网供水向二次网供水混合腔分配高温水的孔嘴11按一定的比例将一次网高温水向一次网回水混合腔6和二次网供水混合腔7分配。
2、用户端45℃左右的低温水通过二次网回水管入口5进入混水换热器1内部的二次网回水分配腔9，由二次网回水向一次网回水混合腔分配低温水的孔嘴板12和二次网回水向二次网供水混合腔分配低温水的孔嘴板13按一定的比例将二次网45℃左右的低温水向一次网回水混合腔6和二次网供水混合腔7分配。
3、一次网供水向一次网回水混合腔分配高温水的孔嘴10分配的110℃左右的高温水和二次网回水向一次网回水混合腔分配低温水的孔嘴板12分配来的45℃左右的低温回水在一次网回水混合腔6内充分混合达到燃煤锅炉要求的65℃左右的温度后经一次网回水管出口3流向热源锅炉房。
4、一次网供水向二次网供水混合腔分配高温水的孔嘴11分配的110℃左右的高温水和二次网回水向二次网供水混合腔分配低温水的孔嘴板13分配来的45℃左右的低温回水在二次网供水混合腔7内充分混合达到用户端要求的55℃左右或80℃左右的温度后经二次网供水管出口4流向热用户。
5、以上技术特征构成了本发明的最佳效果，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要调整一次网供水向一次网回水混合腔分配高温水的孔嘴10及一次网供水向二次网供水混合腔分配高温水的孔嘴11的大小以及孔嘴数量多少来控制流量的分配，以达到实际需要的温度。
6、当一次网供水向一次网回水混合腔分配高温水的孔嘴10和一次网供水向二次网供水混合腔分配高温水的孔嘴11的直径大小和孔嘴数量多少设计一定后，在一次网供水温度和流量恒定的情况下二次网供水流量不变的情况下二次网供水的温度也是恒定的。在实际应用过程中可通过调整一次网供水的温度来控制二次网供水的温度。
Claims (2)
1.一种混水换热器，在混水换热器筒体上设有一次网供水管入口、一次网回水管出口、二次网供水管出口、二次网回水管入口，其特征在于：所述混水换热器筒体(1)内设有一次供水分配装置和二次回水分配装置，一次供水分配装置为一次网供水分配三通(8)，二次回水分配装置由二次网回水向一次网回水混合腔分配低温水的孔嘴板(12)和二次网回水向二次网供水混合腔分配低温水的孔嘴板(13)组成，二次网回水向一次网回水混合腔分配低温水的孔嘴板(12)和二次网回水向二次网供水混合腔分配低温水的孔嘴板(13)将混水换热器筒体(1)内部分隔为一次网回水混合腔(6)和二次网供水混合腔(7)，二次网回水分配腔(9)位于所述二次网回水向一次网回水混合腔分配低温水的孔嘴板(12)和所述二次网回水向二次网供水混合腔分配低温水的孔嘴板(13)之间；所述一次网供水管入口(2)为一次网供水分配三通(8)的输入端，一次网回水管出口(3)通入一次网回水混合腔(6)，所述二次网供水管出口与所述二次网供水混合腔(7)相连，所述二次网回水管入口与所述二次网回水分配腔(9)相连；二次网回水向一次网回水混合腔分配低温水的孔嘴板(12)上设有二次网回水向一次网回水混合腔分配低温水的孔嘴(14)，二次网回水向二次网供水混合腔分配低温水的孔嘴板(13)上设有二次网回水向二次网供水混合腔分配低温水的孔嘴(15)。
2.根据权利要求1所述的混水换热器，其特征在于：所述一次网供水分配三通(8)位于一次网回水混合腔(6)的端部沿管壁均布有一次网供水向一次网回水混合腔分配高温水的孔嘴(10)，一次网供水分配三通(8)位于二次网供水混合腔(7)的端部设有一次网供水向二次网供水混合腔分配高温水的孔嘴(11)。
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