CN103261827B - 热交换器 - Google Patents

Abstract

一种溢流式热交换器（101），包括：‑一个主管束（10），第一工作液尤其是水（或者水+防冻剂或其它液体）在其内流通；‑一个裙套（1），围绕在主管束（10）的周围，用于接受流经主管束（10）之上的第二工作液；以及‑一个或多个可抽出式装置（100），各包括：■一个次管束（19），用于接受辅助工作液，通常为冷凝装置提供的液态制冷剂；以及■一个次管板（7），用于与热交换器进行可拆装地连接，利用所述管板，可将次管束（19）插入主管束（10）相对于第二工作液流向下游处的交换器裙套内。

Description

热交换器

技术领域

本发明涉及一种热交换器，它尤其适用于工业空调设备及其配套装置。

背景技术

最常见的工业用热交换器是所谓的溢流式热交换器。

如业内人士所知，这种交换器配有一个裙套，它作为一种外壳体，其内部装有一个或多个管束，在管束内部流动着第一工作液，典型情况下是“热态”液。而第二“冷态”工作液即制冷液，则被充入裙套内，并在管束表面流动，从而与第一工作液进行热交换。

根据最常见的运行方式，在热交换阶段结束时，第二工作液应被完全蒸发掉。然而，最常遇到的不足之处在于，第二工作液内含有残留的雾化状颗粒（主要是由于蒸汽过热不足），它可能会损坏交换器下游的部件，或者在非标准条件下随时会影响这些部件的工作状态。

此外，上述系统的共同不足之处在于，难以适应液体温度的改变以及下游流量的各种要求。

发明内容

有鉴于此，本发明所提出并加以解决的技术课题是，提供一种能够解决上述传统技术不足之处的热交换器及其配套的可抽出式装置。

该技术课题通过权利要求1所述的可抽出式装置以及权利要求6所述的热交换器来解决。

本发明还涉及一种权利要求15所述的热交换工作方法。

本发明的优先实施方式由后文权利要求书确定。

本发明具有多种显著的长处。主要长处在于，本发明的可抽出式装置，通过配套的次管束，使制冷工作液进一步过热，从而消除液流中存在的任何雾化状液体颗粒。

此外，由于本发明装置为可拆装式，因而易于维护。

附图说明

结合以下对本发明各种优先实施方式的详细说明，并参照非限定性实例，可明确本发明的其它长处、特性及使用方式。下列附图用作参考，其中：

图1为本发明第一优先实施方式中热交换器的结构侧视图；

图1A为图1所示交换器沿A-A线的结构剖视图；

图1B为图1所示交换器的结构主视图；

图2为本发明第二优先实施方式中热交换器的结构侧视图；

图2A为图2所示交换器沿A-A线的结构剖视图；

图2B为图2所示交换器的结构主视图。

具体实施方式

在图1、1A及1B中，将本发明优先实施方式中的热交换器标注为101。

图示的热交换器101配有一对安装于其上的可抽出式交换器装置，它们各自标示为100，而且各自按照本发明的优先实施方式来设计。

交换器101为所谓的溢流式，配有一个裙套1，该裙套用作外壳，其典型形状为长方形，外围配备纵向对称轴L及横向对称轴T。

一个或多个主管10安装于裙套1内，第一工作液在管内流动，典型状态下为“热态”液。该第一工作液经由入口4被提供到交换器101的主管束10内，并经由出口14流出，该出口与入口4一样，均设置于裙套1的同一前侧。入口4与出口14可以采用业内周知的连接口或喷口形状。在本实施方式中，所述第一工作液是水。作为其它的适用设想，也可以在水中加入防冻剂或其它液体。

这样，主管束10的管子，便沿着盘旋路径纵向流过裙套1的内部空间，该盘旋路径配有至少一个外向区和至少一个返回区。沿着该盘旋路径，主管束10的管子由几个膜板或挡板20以及一个中间管板3来支撑，该中间管板在裙套1内，从一侧横向延伸到另一侧，并通过比如焊接在其上永久性固定。另二个管板2设置在裙套1的前后外壁上，也同样通过比如焊接永久性固定于后者之上。

主管束10的各管子，在管束板2与3的专用孔洞内被永久性连接，典型情况下进行永久性冲接。

在裙套1的后壁上,即入口4与出口14的对侧，在各管板2的外侧设置一个顶板或封堵件8，并与其固定。顶板8用于从主管束10的盘旋路径底部收集水，并将其提供给顶部。

在本实施方式中，在裙套1的前壁，在各管板2的外侧设置一个类似的封堵件16，并与其固定。该前端封堵件16配有一个密封的内部隔间21，该隔间将连接口4从输出液提供的输入工作液分配给连接口14。

液体状态或几乎完全为液体状态下的第二“冷态”工作液，即制冷液，经由一对底部入口9，被提供到裙套1的内部。该工作液溢流于裙套1内，在主管束10之上流动，从而保证与第一工作液的热交换，然后以气态形式返回到一对专用出口/入口喷嘴6内。后者设置于裙套1的顶部，即，底部入口9的对侧，而且各自处于中间管板3的相对侧。入口9与出口6也可以采用业内已知的连接口或喷口的形式。

相对于第二工作液的流动，中间管板3形成一个串联的分隔间，用于在第一液体与第二液体之间进行热交换，从而形成二条交换管道，其默认形式为串联设置。

因此，交换器101在此采用所谓的双管道型（裙套侧），或者“双通道”型（管内侧）。在只采用一个“通道”的不同实施方式中，第一工作液的入口与出口分别在两侧相对设置。根据业内人士的技术能力，作为改进型实施方式也可采用其它的部件设置形式。

此外，作为其它的结构改进方案，也可采用三个或多个通道（管侧）或者三个或多个管道（裙套侧）。

从图1A中可更清楚地发现，在裙套1内，第二工作液的流动由分配单元来引导。在本实例中，这些分配单元包括一个纵向分配器即多孔板13，在典型情况下采用一个片状金属板，它通过比如焊接，以密封形式永久性固定在裙套1的本体上，并处于主管束10之下。

纵向分配板13还配有其它的横向分配单元，在本实施方式中，由挡板或隔板12组成，它固定于裙套1上，并在主管束10的整个高度上，沿后者横向来延伸。

横向挡板12的倾斜程度对应于主管束10各个管子的横向交错设置，其效果是，第二工作液与管束10进行热交换而蒸发产生的气泡，便不会直接冲击主管束10的横向相邻的各排管子，这样，由于减少了气泡占据的空间，所以有利于提高交换效率，并因为从液体中排出气泡空间，因而可避免热交换效率下降。此外，通过上述设置，可产生一种对流效应，从而改善热交换。

如上所述，本实施例中，用作第二工作液过热器的一对可抽出式装置100配有交换器101。尤其是，第一可抽出式装置100经由裙套1的后壁而插入，而第二可抽出式装置100则经由裙套1的前壁而插入，因而，被中间管板3分隔的两个交换管道，各自配有一个可抽出式装置。

为简化起见，在下文中，只参照上述装置100中的一个来说明，其说明内容同样适用于对侧的另一装置。

可抽出式装置100在后管板2的前顶部或后顶部，通过比如螺栓或类似的机械手段，与交换器101可拆装地连接。还配有一个固定板或法兰盘7，它既用作装置100的管板，又用作交换器101的安装器具，它用于该连接用途。

固定板7在它与配套管板2之间配有一个机械密封装置，该密封装置可防止制冷剂的任何损失（裙套侧）。

在另一种实施方式中，可以采用不同于上文所述的在可抽出式装置100与交换器101之间可拆装式连接的装置。

可抽出式装置100包括一个次管束19，在工作中，在该管束内流通辅助工作液，在本说明书中，流通的是“热态”液体，尤其是由冷凝装置提供的液体制冷剂。该次管束19沿着盘旋路径设置，配有至少一个外向区和至少一个返回区，该路径的长度由前或后管板2与交换器101的中间管板3之间的距离来确定。

在上述只配有一个管道的交换器的改进方式中，该路径长度应由两个前后管板之间的距离来确定。

因此，可抽出式装置100配有一个入口和出口17与18，它们互相沿着裙套1的同一前或后壁来设置，它们还可采用业内已知的连接器或喷嘴的形式。在后者的对侧，配有一个盖板或封堵件15，用密封剂密封，所述盖板用于使辅助液在次管束19的管子内，在外向区之后返回。

得益于所述这种设置，可简单迅速地将装置100装入交换器101内，并与其连接，而且可只在后者的一侧（前侧或后侧）进行操作。

次管束19的各管子最好配有散热片。

交换器101配有通道，它们固定在裙套1上，并处于主管束10之上，即，热交换器在后者与第二工作液之间的下游，这些通道使第二工作液流向可抽出式装置100的管束19。在本实施例中，这些通道采用两个侧向偏转板11，它们固定于裙套1上，设计成倾斜侧板的形状，并沿着裙套1的整个纵向长度来延伸。

这样，第二工作液在流经主管束10之后上升，其形状在本应用场合下为湿润的制冷气体，沿着它的路径流向出口6，并在偏转板11的作用下，“被导向”次管束19。第二工作液流过管束19，沿着这一路径，后者内部的热态液体便冷却下来，而湿润的第二气体则被加热，其程度超过与主管束10之间的热交换。这样，设置于交换器101下游的压缩机，便经由输入连接口6来抽吸气体，“烘干”过热气体，从而确保气体本身内完全不含液态水滴。

与此同时，典型状态下为液态的辅助工作液被低温冷却，并从出口18流出。最好通过入口9中的一个，使该外流的工作液再次进入热交换阶段，一般是采用一个可使裙套1内的液位处于理想状态的膨胀/调节阀，工作液进入主管束10的下方，成为“冷态”的第二工作液。流入可抽出式装置100内的辅助工作液出口18与第二工作液入口9之间的这种连接，也可以采用可拆装式连接方式。

也可以在偏转板11的整个长度上配备一个导板，用于插入可抽出式装置100，它还可以用作装置100本身的一个支撑。

从上文所述可以看出，可抽出式装置100形成一个用于提供第二热交换功能的可拆装式交换器的原理。

本发明的第二实施方式如图2、2A及2B所示，在这些图中，对于与第一实施方式相同或类似的部件，采用与上文所述相同的参照符号。

与上述第一实施方式相比，在第二实施方式中，可抽出式装置100的次管束19各管子的配置方式不同，因为这些同样也配有散热片的管子，具有业内人士已知的所谓“蓄电池”状设置。这意味着，封堵件15事实上是由各种盖板来形成的，这些盖板在典型情况下，由铜/钢管来组成。在优先实施方式中，可抽出式装置的各管子是光滑的，或者带有沟槽，形成配有所谓密封页片的蓄电池状。

如上所述，在各种实施方式中，交换器可以只配备一个管道，而不是两个管道（没有中间管板3），这样，它在任何场合下，均可以配备一对可抽出式装置，或者只配备一个可抽出式装置。

应注意的是，在以上的说明中，各相对术语的使用，比如“前”、“后”、“顶部”、“底部”，均应理解为只是一种示例，只具有功能性意义，仅便于参照实施方式附图，更进一步加深理解。

以上已结合优先实施方式，对本发明进行了说明。应理解的是，也可能存在着同一发明理念的其它实施方式，正如下文权利要求书的保护范围所确定。

Claims (10)

1.一种热交换器组件，其特征在于，包括：

一个溢流式热交换器(101)，包括

-一个主管束(10)，在使用中，第一工作液在其内流通：以及

-一个裙套(1)，其围绕在所述主管束(10)周围，用于接受第二工作液，该工作液在使用中，与所述主管束(10)相接；

一个或多个可抽出式装置(100)，所述可抽出式装置(100)用于可拆装地插入所述热交换器(101)内，包括：

-一个次管束(19)，在使用时，辅助工作液在其内流通；

-可拆装式连接部件(7)，用于可拆装地连接到热交换器上，所述可拆装式连接部件(7)用于将所述次管束(19)插入主管束(10)相对于第二工作液流向下游处的交换器裙套内；

-引导部件(11)，用于将第二工作液引向所述可抽出式装置(100)的所述次管束(19)，其中所述引导部件(11)包括在所述裙套(1)内纵向延伸的一个或多个侧向偏转板；和

-一个导板，用于将所述可抽出式装置(100)插入交换器本体内。

2.根据权利要求1所述的热交换器组件，其特征在于，所述次管束(19)盘旋状延伸，并配有一个外向区和一个返回区。

3.根据上述任一权利要求所述的热交换器组件，其特征在于，所述可抽出式装置(100)配有用于第二工作液的一个第一入口(17)和一个出口(18)，它们设置于同一侧。

4.根据权利要求1所述的热交换器组件，其特征在于，所述可拆装式连接部件(7)包括一个次管板。

5.根据权利要求1所述的热交换器组件，其特征在于，包括可拆装的液体连接部件，它们用于在所述可抽出式装置(100)的辅助液体的出口(18)与热交换器(101)的第二工作液的第二入口(9)之间建立液体连接。

6.根据权利要求1所述的热交换器组件，其特征在于，包括在所述裙套(1)内第二工作液的分配部件(12，13)。

7.根据权利要求6所述的热交换器组件，其特征在于，所述分配部件(12，13)包括一个设置于所述主管束(10)上游的纵向分配器(13)。

8.根据权利要求1所述的热交换器组件，其特征在于，所述纵向分配器(13)包括一个多孔板。

9.根据上述权利要求6至8任一所述的热交换器组件，其特征在于，所述分配部件(12，13)包括一个或多个沿所述主管束(10)设置的横向分配器(12)。

10.根据权利要求9所述的热交换器组件，其特征在于，所述横向分配器(12)包括倾斜挡板或隔间。