CN103206876A - 一种细小通道蜂窝管式高效换热器 - Google Patents

Abstract

本发明属于热交换技术领域，具体涉及一种细小通道蜂窝管式高效换热器。本换热器包括换热主体和分流箱；换热主体中设置有并行延伸的呈蜂窝管状的多个第一流体管路和多个第二流体管路，第一流体管路和第二流体管路彼此相邻且交错间隔分布；第一流体管路和第二流体管路的沿垂直于管轴方向的横截面均为正六边形；分流箱上设置有供第一流体进出的第一管路和供第二流体进出的第二管路。本换热器换热效率高，与套管式换热器相比效率至少提高10%以上；本换热器的流道较直，对水质要求相对较低，便于拆解且易于清洗，使用寿命和可靠性高；本换热器制造成本较低，结构紧凑且便于安装使用和更换。本换热器具有很好的承压能力，可适用于较高压力的流体。

Description

一种细小通道蜂窝管式高效换热器

技术领域

本发明属于热交换技术领域，具体涉及一种细小通道蜂窝管式高效换热器。

背景技术

换热器是一种热交换设备，其换热效率的好坏将直接影响着换热的效果。在制冷行业以及化工行业中都有着大量的各种形式的换热器在应用。

在制冷空调领域和热泵热水领域，除了制冷剂与空气换热的换热器以外，就以制冷剂与水换热的换热器居多。换热器形式也以套管式换热器、板式换热器、壳管式换热器和满液式换热器为主，其中小换热量的多为套管式换热器和板式换热器，大换热量的多为板式换热器和壳管式换热器。

板式换热器具有传热效率高、结构紧凑、占地面积小、操作灵活、应用范围广、热损失小、安装拆卸方便、使用寿命长等特点。板式换热器具有很高的换热效率，在与套管相同的换热量的情况下，其占地面积要小很多。板式换热器是一种微通道流道的换热器，这种换热器使得流体在流动时的扰动较大，具有较高的雷诺数，从而增大了换热系数，同时也增大了其换热的面积。但是板式换热器的加工较为复杂，工艺的要求也更高，其成本也相对较高。此外，由于一旦形成污垢将容易将板式换热器的微通道流道堵死，因此板式换热器的微通道流道对水质的要求也要高一些。

套管式换热器相对制造成本较低，对水质要求也没那么严格，但其换热效率要相对较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种细小通道蜂窝管式高效换热器，本换热器不但换热效率较高，易于清洗，而且便于加工，制造成本较低。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种细小通道蜂窝管式高效换热器，本换热器包括换热主体和设置在换热主体两端的分流箱；

所述换热主体中设置有并行延伸的呈蜂窝管状的多个第一流体管路和多个第二流体管路，所述第一流体管路和第二流体管路彼此相邻且交错间隔分布，相邻的第一流体管路和第二流体管路共用壁面；所述第一流体管路和第二流体管路的沿垂直于管路轴线方向的横截面均为正六边形；

所述分流箱上设置有与第一流体管路相连通以使得第一流体进出的第一管路，分流箱上还设置有与第二流体管路相连通以使得第二流体进出的第二管路。

同时，本发明还可以通过以下技术措施得以进一步实现：

优选的，所述第一流体管路和第二流体管路之间的共用壁面的厚度为0.05mm～1.5mm。

优选的，所述正六边形的边长为0.5mm～15mm。

作为本发明的优选方案，所述换热主体的第一流体管路自内向外呈环形层状分布，换热主体的第二流体管路自内向外也呈环形层状分布，且第一流体管路构成的第一流体环形换热管束层与第二流体管路构成的第二流体环形换热管束层依次间隔排布。

进一步的，所述分流箱包括罩设在换热主体端头处的箱体，所述箱体中设置有平板状的隔离孔板；

所述第一流体管路的两端伸出在第二流体管路两端的外侧；两个隔离孔板分别封盖在第一流体管路的两端部，且隔离孔板上开设有与第一流体管路相连通以供第一流体进出的开孔；

所述箱体的内壁面和所述隔离孔板的朝向箱体内侧的端面之间围成密封的第一流体空腔，且围成第一流体空腔的箱体上开设有第一管路；箱体的内壁面、隔离孔板的朝向箱体外侧的端面、伸出在第二流体管路两端外侧的第一流体管路的外侧面三者共同围成密封的第二流体空腔，且围成第二流体空腔的箱体上开设有第二管路。

本发明的有益效果在于：

1）、本发明的这种细小通道蜂窝管式高效换热器的每路换热管路当量直径可从0.5mm～15mm，换热量从500W～50000W；本换热器的换热效率高，与套管式换热器相比效率至少提高10%以上。

2）、本发明中的换热器与板式换热器相比流道较直，对水质要求相对较低，且便于拆解，易于清洗，使用寿命和可靠性大大提高。

3）、本发明中的换热器加工简单，第一流体管路和第二流体管路等主体管件可通过铸造或拉制成型，制造成本较低；由于换热效率提高，因此可以大大减少材料成本，同时本换热器的结构紧凑，便于安装使用和更换。

4）、本发明中的第一流体管路和第二流体管路采用蜂窝的正六边形结构，结构强度很高，具有很好的承压能力，可适用于较高压力的流体。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明中换热主体的结构示意图。

图3是本发明中分流箱的结构示意图。

图4是本发明中隔离孔板的结构示意图。

图5是本发明中换热主体的端面结构示意图。

图中标记的含义如下：

10—换热主体    11—第一流体管路    12—第二流体管路

20—分流箱    21—第一流体空腔    22—第一流体空腔

23—箱体    24—隔离孔板    25—开孔

21A—供第一流体进入的第一管路

21B—供第一流体流出的第一管路

22A—供第二流体进入的第二管路

22B—供第二流体流出的第二管路

具体实施方式

如图1～4所示，一种细小通道蜂窝管式高效换热器，本换热器包括筒状的换热主体10和设置在换热主体10两端的分流箱20；

所述换热主体10中设置有并行延伸的呈蜂窝管状的多个第一流体管路11和多个第二流体管路12，所述第一流体管路11和第二流体管路12彼此相邻且交错间隔分布，相邻的第一流体管路11和第二流体管路12共用壁面；所述第一流体管路11和第二流体管路12的沿垂直于管路轴线方向的横截面均为正六边形；

所述分流箱20上设置有与第一流体管路11相连通以使得第一流体进出的第一管路，分流箱20上还设置有与第二流体管路12相连通以使得第二流体进出的第二管路。

换热主体10中的第一流体管路11和第二流体管路12交错间隔分布，能够较好地实现均匀换热。

本高效换热器的设计压力根据流体介质的不同而不同，最高设计压力可达15MPa。优选的，所述第一流体管路11和第二流体管路12之间的共用壁面的厚度为0.05mm～1.5mm。

所述正六边形的边长根据不同的换热量大小以及不同的流体介质而不同。优选的，所述正六边形的边长为0.5mm～15mm。

作为本发明的优选方案，如图5所示，所述换热主体10的第一流体管路11自内向外呈环形层状分布，换热主体10的第二流体管路12自内向外也呈环形层状分布，且第一流体管路11构成的第一流体环形换热管束层与第二流体管路12构成的第二流体环形换热管束层依次间隔排布。

这种第一流体环形换热管束层与第二流体环形换热管束层依次间隔排布的设置方式，能够进一步提高换热效率。

进一步的，如图1、3、4所示，所述分流箱20包括罩设在换热主体10端头处的筒状的箱体23，所述箱体23中设置有平板状的隔离孔板24；

所述第一流体管路11的两端伸出在第二流体管路12两端的外侧；两个隔离孔板24分别封盖在第一流体管路11的两端部，且隔离孔板24上开设有与第一流体管路11相连通以供第一流体进出的开孔25；

所述箱体23的内壁面和所述隔离孔板24的朝向箱体23内侧的端面之间围成密封的第一流体空腔21，且围成第一流体空腔21的箱体23上开设有第一管路；箱体23的内壁面、隔离孔板24的朝向箱体23外侧的端面、伸出在第二流体管路12两端外侧的第一流体管路11的外侧面三者共同围成密封的第二流体空腔22，且围成第二流体空腔22的箱体23上开设有第二管路。

下面结合说明书附图1对本发明的工作过程做进一步说明。

图1中的实体箭头即为第一流体的流动方向，虚线箭头即为第二流体的流动方向。

换热时，第一流体通过供第一流体进入的第一管路21A进入分流箱20的第一流体空腔21，第一流体随即通过隔离孔板24上的开孔25分别进入换热主体10的多个第一流体管路11中，换热后的第一流体进入换热主体10另一端的第一流体空腔21，然后经供第一流体流出的第一管路21B流出分流箱20。

第二流体通过供第二流体进入的第二管路22A进入分流箱20的第二流体空腔22，第二流体随即分别进入换热主体10的多个第二流体管路12中，换热后的第二流体进入换热主体10另一端的第二流体空腔22，然后经供第二流体流出的第二管路22B流出分流箱20，最终换成换热。

Claims (5)

1.一种细小通道蜂窝管式高效换热器，其特征在于：本换热器包括换热主体（10）和设置在换热主体（10）两端的分流箱（20）；

所述换热主体（10）中设置有并行延伸的呈蜂窝管状的多个第一流体管路（11）和多个第二流体管路（12），所述第一流体管路（11）和第二流体管路（12）彼此相邻且交错间隔分布，相邻的第一流体管路（11）和第二流体管路（12）共用壁面；所述第一流体管路（11）和第二流体管路（12）的沿垂直于管路轴线方向的横截面均为正六边形；

所述分流箱（20）上设置有与第一流体管路（11）相连通以使得第一流体进出的第一管路，分流箱（20）上还设置有与第二流体管路（12）相连通以使得第二流体进出的第二管路。

2.根据权利要求1所述的细小通道蜂窝管式高效换热器，其特征在于：所述第一流体管路（11）和第二流体管路（12）之间的共用壁面的厚度为0.05mm～1.5mm。

3.根据权利要求1所述的细小通道蜂窝管式高效换热器，其特征在于：所述正六边形的边长为0.5mm～15mm。

4.根据权利要求1所述的细小通道蜂窝管式高效换热器，其特征在于：所述换热主体（10）的第一流体管路（11）自内向外呈环形层状分布，换热主体（10）的第二流体管路（12）自内向外也呈环形层状分布，且第一流体管路（11）构成的第一流体环形换热管束层与第二流体管路（12）构成的第二流体环形换热管束层依次间隔排布。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的细小通道蜂窝管式高效换热器，其特征在于：所述分流箱（20）包括罩设在换热主体（10）端头处的箱体（23），所述箱体（23）中设置有平板状的隔离孔板（24）；

所述第一流体管路（11）的两端伸出在第二流体管路（12）两端的外侧；两个隔离孔板（24）分别封盖在第一流体管路（11）的两端部，且隔离孔板（24）上开设有与第一流体管路（11）相连通以供第一流体进出的开孔（25）；

所述箱体（23）的内壁面和所述隔离孔板（24）的朝向箱体（23）内侧的端面之间围成密封的第一流体空腔（21），且围成第一流体空腔（21）的箱体（23）上开设有第一管路；箱体（23）的内壁面、隔离孔板（24）的朝向箱体（23）外侧的端面、伸出在第二流体管路（12）两端外侧的第一流体管路（11）的外侧面三者共同围成密封的第二流体空腔（22），且围成第二流体空腔（22）的箱体（23）上开设有第二管路。

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