CN102980332B - 热回收式壳管式冷凝器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种热回收式壳管式冷凝器,其包括壳管、左管箱、右管箱、热回收管束及冷凝管束,壳管开设有制冷剂入口及出口,左管箱内设置有二隔板;第一隔板将左腔室分隔成上下的二腔室;弯折的第二隔板将一腔室分隔成第三、第四腔室;右管箱内设置有三隔板并将右腔室由上至下分隔成第五、第六、第七、第八腔室;第一组热回收管束的一端接入第四腔室,另一端接入第五腔室;第三组热回收管束的一端接入第三腔室,另一端接入第六腔室;第四组热回收管束的一端接入第四腔室,另一端接入第六腔室;第一组冷凝管束的一端接入第二腔室,另一端接入第七腔室;第二组冷凝管束的一端接入第二腔室,另一端接入第八腔室。制冷剂换热时间增加,换热效率提高。

Description

热回收式壳管式冷凝器
技术领域
本发明属于制冷空调换热器技术领域,尤其涉及一种热回收式壳管式冷凝器。
背景技术
目前,环保节能产品成为市场发展的主流方向,热回收型冷水机组可以充分利用机组的热量,利用冷凝热加热生活用水,在制冷的同时提供生活热水,降低机组能耗,热回收型螺杆式冷水机组中热回收器和冷凝器对回收冷凝热制取生活热水起着关键的核心作用。
通常采用的单独热回收器和冷凝器,管路系统复杂,阀件设置较多,导致系统压降增大,降低了系统能效,且机组整体外形体积较大,管路连接复杂,增加了机组成本。
在现有技术中,已公开了一种内置热回收器的壳管式冷凝器,减少了机组的体积,简化了系统的管路。现有技术中的内置热回收器的壳管式冷凝器采用双流程水循环的热回收方式,所谓双流程水循环是指:生活用水由壳管式冷凝器的左端流入右端为第一流程;冷却水由壳管式冷凝器的右端流入左端为第二流程。生活用水由位于壳管式冷凝器的壳管内的上部的热交换管通入,冷却水由位于壳管式冷凝器的壳管内的下部的热交换管通入,当过热的制冷剂由壳管的顶部通入所述壳管内时,制冷剂会由上部的热交换管流至下部的热交换管,制冷剂的热量先传递给上部的热交换管,将生活用水加热,然后,制冷剂被通入冷却水的下部的热交换管冷却,冷却后的制冷剂由壳管的底部流出。但由于采用双流程水循环的热回收方式,制冷剂与热交换管束的热交换时间较短,热回收效率较低。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种热回收式壳管式冷凝器,旨在解决现有技术中存在的制冷剂与热交换管束的热交换时间短而导致换热效率低的问题。
本发明实施例是这样实现的,一种热回收式壳管式冷凝器,其包括壳管、左管箱、右管箱、供生活用水流动的热回收管束及供冷却液体流动的冷凝管束,所述左管箱及所述右管箱分别连接于所述壳管的左右两端,所述热回收管束固定于所述壳管内的上部,所述冷凝管束固定于所述壳管内的下部,所述左管箱与所述壳管的左端部形成左腔室,所述右管箱与所述壳管的右端部形成右腔室,所述壳管的上部开设有制冷剂入口,所述壳管的下部开设有制冷剂出口,所述热回收管束由上至下分隔成第一组热回收管束及第二组热回收管束;所述第二组热回收管束分隔成第三组热回收管束及第四组热回收管束;所述冷凝管束由上至下分隔成第一组冷凝管束及第二组冷凝管束;所述左管箱内设置有第一隔板及第二隔板;所述第一隔板将所述左腔室分隔成上下的第一腔室和第二腔室;所述第二隔板置于所述第一腔室内,所述第二隔板包括连接于所述第一隔板上的第一板体及由所述第一板体弯折延伸的第二板体;所述第二隔板将所述第一腔室分隔成第三腔室和第四腔室;所述右管箱内设置有第三隔板、第四隔板及第五隔板;所述第三隔板、所述第四隔板及所述第五隔板将所述右腔室由上至下分隔成第五腔室、第六腔室、第七腔室及第八腔室;所述第一组热回收管束的一端与所述第四腔室相连通,另一端与所述第五腔室相连通;所述第三组热回收管束的一端与所述第三腔室相连通,另一端与所述第六腔室相连通;所述第四组热回收管束的一端与所述第四腔室相连通,另一端与所述第六腔室相连通;所述第一组冷凝管束的一端与所述第二腔室相连通,另一端与所述第七腔室相连通;所述第二组冷凝管束的一端与所述第二腔室相连通,另一端与所述第八腔室相连通。
进一步地,所述制冷剂入口处设置有用以将由所述制冷剂入口进入的制冷剂导向所述壳管的左右两端的导流装置。
进一步地,所述导流装置包括面对所述制冷剂入口设置的挡板,所述挡板的相对两侧连接于所述壳管的内管壁上,或者,所述导流装置包括设置于所述壳管内的管体及设置于所述管体上的插管,所述插管与所述管体相连通,所述插管由所述壳管内部插入所述制冷剂入口,所述管体的长度方向与所述壳管的长度方向一致。
进一步地,所述热回收式壳管式冷凝器还包括设置于所述左管箱上的热回收器出水管及设置于所述右管箱上的热回收器进水管、冷凝器出口管及冷凝器进口管,所述热回收器出水管与所述第三腔室相连通;所述热回收器进水管与所述第五腔室相连通;所述冷凝器出口管与所述第七腔室相连通;所述冷凝器进口管与所述第八腔室相连通。
进一步地,所述热回收式壳管式冷凝器还包括拉杆及支撑板,所述拉杆固定于所述壳管内,所述拉杆的长度方向与所述壳管的长度方向一致,所述支撑板固定于所述拉杆上,所述热回收管束与所述冷凝管束穿设于所述支撑板上。
进一步地,所述支撑板与所述壳管内的下部的内管壁之间形成供制冷剂流过的缺口。
进一步地,所述壳管的左右两端分别设置有左管板及右管板;所述左管箱连接于所述左管板上,所述右管箱连接于所述右管板上;所述热回收管束的左端穿设于所述左管板上,右端穿设于所述右管板上;所述冷凝管束的左端穿设于所述左管板上,右端穿设于所述右管板上。
进一步地,所述左管箱上设置有第一管螺纹接头和第二管螺纹接头,所述右管箱上设置有第三管螺纹接头,所述第一管螺纹接头上连接有锥管螺塞,所述第二管螺纹接头上连接有第一球阀,所述第三管螺纹接头上连接有第二球阀。
进一步地,所述壳管上设置有直角截止阀及安全阀。
本发明的热回收式壳管式冷凝器将热回收器整合在壳管式冷凝器内,使整体结构变得简单,通过左管箱和右管箱内分别设置隔板,将左管箱和右管箱分别分隔为多个腔室,生活用水在热回收管束内是往返流动的,冷却液体在冷凝管束内是往返流动的,实现三流程的液体循环的热回收方式。在制冷剂流动的过程中,制冷剂与热回收管束内的生活用水与冷凝管束内的冷却液体的换热时间增加,换热效率提高。
附图说明
图1是本发明第一实施例提供的热回收式壳管式冷凝器的纵剖视结构示意图。
图2是图1的热回收式壳管式冷凝器的热回收管束、冷凝管束、壳管、拉杆与左管箱、右管箱的结构对照图。
图3是图2的热回收式壳管式冷凝器的左管箱的第一隔板、第二隔板、各腔室及热回收器出水管与热回收管束、冷凝管束、拉杆的结构示意图。
图4是图2的热回收式壳管式冷凝器的右管箱的第三隔板、第四隔板、第五隔板、各腔室、热回收器进水管、冷凝器出水管及冷凝器进水管与热回收管束、冷凝管束、拉杆的结构示意图。
图5是图1的热回收式壳管式冷凝器的沿线A-A的剖视结构示意图。
图6是图1的热回收式壳管式冷凝器的圆圈处的放大图。
图7是本发明第二实施例提供的热回收式壳管式冷凝器的纵剖视结构示意图。
图8是图7的热回收式壳管式冷凝器的沿线B-B的剖视结构示意图。
图9是图7的热回收式壳管式冷凝器的圆圈处的放大图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
请参阅图1,本发明第一实施例提供的热回收式壳管式冷凝器100包括壳管10、左管箱20、右管箱30、供生活用水流动的热回收管束40及供冷却液体流动的冷凝管束50。所述左管箱20及所述右管箱30分别连接于所述壳管10的左右两端。所述热回收管束40固定于所述壳管10内的上部。所述冷凝管束50固定于所述壳管10内的下部。所述左管箱20与所述壳管10的左端部形成左腔室21。所述右管箱30与所述壳管10的右端部形成右腔室31。所述壳管10的上部开设有制冷剂入口11,所述壳管10的下部开设有制冷剂出口12。
请同时参阅图2,所述热回收管束40由上至下分隔成第一组热回收管束41及第二组热回收管束42。所述第二组热回收管束42分隔成第三组热回收管束43及第四组热回收管束44。所述冷凝管束50由上至下分隔成第一组冷凝管束51及第二组冷凝管束52。
请同时参阅图3和图4,所述左管箱20内设置有第一隔板22及弯折的第二隔板23。所述第一隔板22将所述左腔室21分隔成上下的第一腔室24和第二腔室25。所述第二隔板23置于所述第一腔室24内。所述第二隔板23包括连接于所述第一隔板22上的第一板体26及由所述第一板体26弯折延伸的第二板体27。所述第二隔板23将所述第一腔室24分隔成第三腔室28和第四腔室29。
所述右管箱30内设置有第三隔板32、第四隔板33及第五隔板34。所述第三隔板32、所述第四隔板33及所述第五隔板34将所述右腔室31由上至下分隔成第五腔室35、第六腔室36、第七腔室37及第八腔室38。
所述第一组热回收管束41的一端与所述第四腔室29相连通,另一端与所述第五腔室35相连通;所述第三组热回收管束43的一端与所述第三腔室28相连通,另一端与所述第六腔室36相连通;所述第四组热回收管束44的一端与所述第四腔室29相连通,另一端与所述第六腔室36相连通;所述第一组冷凝管束51的一端与所述第二腔室25相连通,另一端与所述第七腔室37相连通;所述第二组冷凝管束52的一端与所述第二腔室25相连通,另一端与所述第八腔室38相连通。
生活用水在热回收管束40内的循环如下:
生活用水由右腔室31的第五腔室35进入第一组热回收管束41内,并经过第一组热回收管束41进入左腔室21的第四腔室29内,由于第一组热回收管束41在第四腔室29处与第四组热回收管束44相通,由第一组热回收管束41进入第四腔室29内的生活用水再进入第四组热回收管束44,并经过第四组热回收管束44进入右腔室31的第六腔室36,由于第四组热回收管束44在第六腔室36处与第三组热回收管束43相通,由第四组热回收管束44进入第六腔室36内的生活用水再进入第三组热回收管束43,并经过第三组热回收管束43进入左腔室21的第三腔室28。生活用水在热回收管束40内的往返流动,使由壳管10上部的制冷剂入口11进入壳管10内的高温制冷剂与热回收管束40内的生活用水进行换热,生活用水被加热。由于生活用水在热回收管束40内是往返流动的,并不是单程流动,生活用水与高温制冷剂之间的换热时间增加,热回收效率提高。
冷却液体在冷凝管束50内的循环如下:
冷却液体由右腔室31的第八腔室38进入第二组冷凝管束52内,并经过第二组冷凝管束52进入左腔室21的第二腔室25,由于第二组冷凝管束52在第二腔室25处与第一组冷凝管束51相通,由第二组冷凝管束52进入第二腔室25内的冷凝液体再进入第一组冷凝管束51,并经过第一组冷凝管束51进入右腔室31的第七腔室37。冷却液体在冷凝管束50内的往返流动,使流过热回收管束40后的制冷剂与冷凝管束50内的冷却液体进行换热,冷凝液体将制冷剂致冷。由于冷却液体在冷凝管束50内是往返流动的,并不是单程流动,冷凝液体与制冷剂之间的换热时间增加,冷凝效率提高。
综上,制冷剂由壳管10上的制冷剂入口11进入壳管10内,制冷剂经过热回收管束40及冷凝管束50之后由制冷剂出口12排出,在制冷剂流动的过程中,制冷剂与热回收管束40内的生活用水与冷凝管束50内的冷却液体的换热时间增加,换热效率提高。
所述热回收式壳管式冷凝器100还包括设置于所述左管箱20上的热回收器出水管60及设置于所述右管箱30上的热回收器进水管61、冷凝器出口管62及冷凝器进口管63。所述热回收器出水管60插入所述左管箱20内,并与所述第三腔室28相连通。所述热回收器进水管61插入所述右管箱30内,并与所述第五腔室35相连通。所述冷凝器出口管62插入所述右管箱30内,并与所述第七腔室37相连通。所述冷凝器进口管63插入所述右管箱30内,并与所述第八腔室38相连通。生活用水由热回收器进水管61进入右腔室31的第五腔室35,加热后的生活用水由热回收器出水管60排出;冷却液体由冷凝器进口管63进入右腔室31的第八腔室38,然后由冷凝器出口管62排出。所述冷却液体可为冷却水或油。
请再次参阅图1,所述热回收式壳管式冷凝器100还包括拉杆70及支撑板71。所述拉杆70固定于所述壳管10内。所述拉杆70的长度方向与所述壳管10的长度方向一致。所述支撑板71固定于所述拉杆70上。所述热回收管束40与所述冷凝管束50穿设于所述支撑板71上。
所述拉杆70至少设置二根,以便于装配支撑板71,并用于固定支撑板71,在本实施例中,所述拉杆70为三根。所述支撑板71至少设置两块,以便于稳固装配热回收管束40与冷凝管束50。所述制冷剂出口12位于两块支撑板71之间。
请同时参阅图5,所述支撑板71与所述壳管10内的下部的内管壁之间形成供制冷剂流过的缺口72。当高温制冷剂经过热回收管束40及冷凝管束50之后成为液态制冷剂,液态制冷剂集中于壳管10的底部,液态制冷剂流过支撑板71的缺口72后流入制冷剂出口12处。
请再次参阅图2,所述壳管10的左右两端分别设置有左管板13及右管板14。所述左管箱20连接于所述左管板13上。所述右管箱30连接于所述右管板14上。所述热回收管束40的左端穿设于所述左管板13上,右端穿设于所述右管板14上。所述冷凝管束50的左端穿设于所述左管板13上,右端穿设于所述右管板14上。所述左管箱20与所述左管板13通过螺栓固定,所述右管箱30与所述右管板14通过螺栓固定。左管箱20与左管板13之间设置有第一垫片15。右管箱30与右管板14之间设置有第二垫片16。
所述左管箱20上设置有第一管螺纹接头80和第二管螺纹接头81。所述右管箱30上设置有第三管螺纹接头82。所述第一管螺纹接头80上连接有锥管螺塞83。所述第二管螺纹接头81上连接有第一球阀84。所述第三管螺纹接头82上连接有第二球阀85。所述壳管10上设置有直角截止阀86及安全阀87。
请同时参阅图6,所述制冷剂入口11处设置有用以将由所述制冷剂入口11进入的制冷剂导向所述壳管10的左右两端的导流装置90。在本实施例中,所述导流装置90包括设置于所述壳管10内的管体91及设置于所述管体91上的插管92,所述插管92与所述管体91相连通,所述插管92由所述壳管10内部插入所述制冷剂入口11,所述管体91的长度方向与所述壳管10的长度方向一致。
通过导流装置90的设置,避免高温制冷剂从制冷剂入口11进入壳管10内时对热回收管束40造成冲击,并且导流装置90将制冷剂导向所述壳管10的左右两端,使制冷剂在壳管10内分配均匀,充分利用了热回收管束40及冷凝管束50,提高冷凝器100的能效。
请同时参阅图7至图9,本发明第二实施例提供的热回收式壳管式冷凝器200与第一实施例提供的热回收式壳管式冷凝器100大致相同,其不同之处在于:所述导流装置90a包括面对所述制冷剂入口11a设置的挡板91a。所述挡板91a的相对两侧连接于所述壳管10a的内管壁17a上。
通过挡板91a的设置,避免高压过热的制冷剂从制冷剂入口11a进入壳管10a内时对热回收管束40a及冷凝管束50a造成冲击;高压过热的制冷剂由制冷剂入口11a进入壳管10a的内部,在挡板91a处被阻挡,并沿挡板91a向四周流动,制冷剂被均匀分布在挡板91a下部的热回收管束40a及冷凝管束50a上,充分利用了热回收管束40a及冷凝管束50a,提高冷凝器200的能效。
本发明的热回收式壳管式冷凝器100、200将热回收器整合在壳管式冷凝器内,使整体结构变得简单,通过左管箱20、20a和右管箱30、30a内分别设置隔板,将左管箱20、20a和右管箱30、30a分别分隔为多个腔室,实现三流程的液体循环的热回收方式。同时制冷剂分配均匀,提高热回收效率,有较好的使用效果和经济性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种热回收式壳管式冷凝器,其包括壳管、左管箱、右管箱、供生活用水流动的热回收管束及供冷却液体流动的冷凝管束,所述左管箱及所述右管箱分别连接于所述壳管的左右两端,所述热回收管束固定于所述壳管内的上部,所述冷凝管束固定于所述壳管内的下部,所述左管箱与所述壳管的左端部形成左腔室,所述右管箱与所述壳管的右端部形成右腔室,所述壳管的上部开设有制冷剂入口,所述壳管的下部开设有制冷剂出口,其特征在于:所述热回收管束由上至下分隔成第一组热回收管束及第二组热回收管束;所述第二组热回收管束分隔成第三组热回收管束及第四组热回收管束;所述冷凝管束由上至下分隔成第一组冷凝管束及第二组冷凝管束;所述左管箱内设置有第一隔板及第二隔板;所述第一隔板将所述左腔室分隔成上下的第一腔室和第二腔室;所述第二隔板置于所述第一腔室内,所述第二隔板包括连接于所述第一隔板上的第一板体及由所述第一板体弯折延伸的第二板体;所述第二隔板将所述第一腔室分隔成第三腔室和第四腔室;所述右管箱内设置有第三隔板、第四隔板及第五隔板;所述第三隔板、所述第四隔板及所述第五隔板将所述右腔室由上至下分隔成第五腔室、第六腔室、第七腔室及第八腔室;所述第一组热回收管束的一端与所述第四腔室相连通,另一端与所述第五腔室相连通;所述第三组热回收管束的一端与所述第三腔室相连通,另一端与所述第六腔室相连通;所述第四组热回收管束的一端与所述第四腔室相连通,另一端与所述第六腔室相连通;所述第一组冷凝管束的一端与所述第二腔室相连通,另一端与所述第七腔室相连通;所述第二组冷凝管束的一端与所述第二腔室相连通,另一端与所述第八腔室相连通。
2.如权利要求1所述的热回收式壳管式冷凝器,其特征在于:所述制冷剂入口处设置有用以将由所述制冷剂入口进入的制冷剂导向所述壳管的左右两端的导流装置。
3.如权利要求2所述的热回收式壳管式冷凝器,其特征在于:所述导流装置包括面对所述制冷剂入口设置的挡板,所述挡板的相对两侧连接于所述壳管的内管壁上。
4.如权利要求2所述的热回收式壳管式冷凝器,其特征在于:所述导流装置包括设置于所述壳管内的管体及设置于所述管体上的插管,所述插管与所述管体相连通,所述插管由所述壳管内部插入所述制冷剂入口,所述管体的长度方向与所述壳管的长度方向一致。
5.如权利要求1至4任一项所述的热回收式壳管式冷凝器,其特征在于:所述热回收式壳管式冷凝器还包括设置于所述左管箱上的热回收器出水管及设置于所述右管箱上的热回收器进水管、冷凝器出口管及冷凝器进口管,所述热回收器出水管与所述第三腔室相连通;所述热回收器进水管与所述第五腔室相连通;所述冷凝器出口管与所述第七腔室相连通;所述冷凝器进口管与所述第八腔室相连通。
6.如权利要求1至4任一项所述的热回收式壳管式冷凝器,其特征在于:所述热回收式壳管式冷凝器还包括拉杆及支撑板,所述拉杆固定于所述壳管内,所述拉杆的长度方向与所述壳管的长度方向一致,所述支撑板固定于所述拉杆上,所述热回收管束与所述冷凝管束穿设于所述支撑板上。
7.如权利要求6所述的热回收式壳管式冷凝器,其特征在于:所述支撑板与所述壳管内的下部的内管壁之间形成供制冷剂流过的缺口。
8.如权利要求1至4任一项所述的热回收式壳管式冷凝器,其特征在于:所述壳管的左右两端分别设置有左管板及右管板;所述左管箱连接于所述左管板上,所述右管箱连接于所述右管板上;所述热回收管束的左端穿设于所述左管板上,右端穿设于所述右管板上;所述冷凝管束的左端穿设于所述左管板上,右端穿设于所述右管板上。
9.如权利要求1至4任一项所述的热回收式壳管式冷凝器,其特征在于:所述左管箱上设置有第一管螺纹接头和第二管螺纹接头,所述右管箱上设置有第三管螺纹接头,所述第一管螺纹接头上连接有锥管螺塞,所述第二管螺纹接头上连接有第一球阀,所述第三管螺纹接头上连接有第二球阀。
10.如权利要求1至4任一项所述的热回收式壳管式冷凝器,其特征在于:所述壳管上设置有直角截止阀及安全阀。
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