CN105403074B - 一种换热器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型换热器，属于换热器领域；包括散热管、冷却管及若干并列的方形换热管，换热管内设有十字形结构的冷却腔，冷却腔与冷却管相连，在换热管的角处设有散热腔，散热管与散热腔相连。其结构简单、使用和生产方便、能够有效提高是设备的生产效率，其加热器的设计能够换热器制冷，能够有效的防止设备的内的介质结冰，提高设备的抗寒性。加热腔内的导热介质能够有效的防止传递热量，同时能够良好的适应加热腔的形状，在不使用加热器的是时候能够凝固，有效的防止电加热器漏电，危害人身安全，同时还能够防止冷却管内的介质溢出的情况，有效的延长了换热器的使用寿命。

Description

一种换热器

技术领域

本发明涉及一种新型换热器，属于换热器领域。

背景技术

换热器（heat exchanger），是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器在化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产中占有重要地位，其在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用广泛。传统的固定管板式换热器体积大，换热面积小，而且换热效率低， 使用不方便。换热器的种类较多，根据用途分类包括颗粒凝并式换热器，颗粒凝并式换热器用于吸收 流体中的热量，使气流中的水蒸气放热凝结成雾滴并吸附在换热器的翅片和蛇形管上，常用 于烟气处理工艺当中。但是，烟气中含有较多的二氧化硫等酸性气体，酸性气体溶于水后形 成酸性的雾滴，酸性的雾滴会对设备发生腐蚀，降低设备的使用寿命。颗粒凝并式换热器能 够去除烟气中的酸性雾滴，但是酸性雾滴吸附在蛇形管和翅片后滴落在下方容易发生飞溅， 造成二次夹带，不仅降低颗粒凝并式换热器的滤除效果，还会降低周围设备的使用寿命。基 于此，收集酸性液滴成为了亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种新型换热器，其结构简单、使用和生产方便、能够有效提高是设备的生产效率，其加热器的设计能够换热器制冷，能够有效的防止设备的内的介质结冰，提高设备的抗寒性。

本发明采用的技术方案如下：

本发明公开了一种新型换热器，包括散热管、冷却管及若干并列的方形换热管，换热管内设有十字形结构的冷却腔，冷却腔与冷却管相连，在换热管的角处设有散热腔，散热管与散热腔相连。

更进一步，在冷却腔外部的一对角处设有加热腔、另一对角处设有散热腔，散热腔的两侧分别连接散热管的进口和出口，冷却腔的两端分别连接冷却管的进口和出口；所述加热腔内设有电加热器。

更进一步，所述电加热器包括电热丝、绝缘导热管，电热丝置于绝缘导热管内。

更进一步，所述加热腔的内侧壁与绝缘导热管之间设有熔点为25-75℃的导热介质。

更进一步，所述导热介质为采用蜡烛。

更进一步，所述冷却腔或散热腔内设有用于扰流的凸起。

更进一步，所述冷却腔的内侧壁上设置有耐腐蚀的石墨层。

更进一步，所述石墨层的内侧设有月牙形的凸起，该凸起的开口朝向冷却腔的进口，在该月牙形的凸起上设置有用于形成局部激流的凹面。

更进一步，所述换热管的外侧设有陶瓷保温层。

由于上述结构，将换热器的结构进行改进，能够有效的提高换热效率，而且本装置的设计能够有效的利用装置的各个位置，能够有效的防止换热器空腔的浪费，能够提高进出换热器的流量10-20%，其结构简单、使用和生产方便、能够有效提高是设备的生产效率，其加热器的设计能够换热器制冷，能够有效的防止设备的内的介质结冰，提高设备的抗寒性，加热腔内的导热介质能够有效的防止传递热量，同时能够良好的适应加热腔的形状，在不使用加热器的是时候能够凝固，有效的防止电加热器漏电，危害人身安全，同时还能够防止冷却管内的介质溢出的情况，有效的延长了换热器的使用寿命。

更进一步，还包括换热检测系统，该换热检测系统包括：

换热单元，该换热单元包括散热管、冷却管及若干换热管，换热管内具有散热腔、冷却腔、及加热腔；冷却腔与冷却管连通，散热腔与散热管连通；冷却腔呈十字形，散热腔置于冷却腔的一对侧，加热腔置于冷却腔的另一对侧；在加热腔内设有电加热器；在加热腔中填充的导热介质的熔点为35-55℃；

检测单元，包括分别设于各冷却腔出口处的第一温度传感器、设于散热管出口处的第二温度传感器、设于冷却管出口处的第三温度传感器；

阀门单元，包括设于各冷却腔入口处的第一电磁阀、设于各散热腔入口处的第二电磁阀、设于散热管入口处的第三电磁阀、及设于冷却管入口处的第四电磁阀；

控制单元，包括MCU、显示器、存储器、键盘，该控制单元分别于换热单元、检测单元和阀门单元的各电气元件相连，并用于控制各个单元的配合控制以达到设定的参数。

由于上述系统，该系统通过MCU控制电磁阀门的开关，通过对电磁阀的调控，得到合适的冷却液体，对于高精度温度要求的设备具有很强的实用性和推广性，能够有效的防止设备之间相互影响，干扰设备的正常运行，同时，本系统能够提高换热器的换热效率5-10%。

更进一步，所述换热检测系统的控制方法：

步骤一：将阀门单元的各个阀门置于半开状态，向换热单元内分别通入热交换的介质，检测单元中的各温度传感器其安装处的温度，并将温度信号发送至MCU，其散热管中介质的温度为冷却管中介质的温度的50-60%；

步骤二：MCU接收温度信号后，一冷却腔出口处的温度为设定值的45%以下时，MCU控制该冷却腔上的侧面上的散热腔上连接的第二电磁阀以降低该散热腔内的介质的流量至其最大流量的50-60%；MCU控制加热腔中的电加热器通入1-3A的电流，并逐步升高电加热器的电压，以升高冷却腔中介质的温度；MCU控制该冷却腔上的电磁阀以控制该冷却腔中介质的流量为其最大流量的70-80%；

步骤三：当一冷却腔出口处的温度为设定值46%-80%时，MCU控制该冷却腔上的侧面上的散热腔上连接的第二电磁阀以降低该散热腔内的介质的流量至其最大流量的75-80%，MCU控制加热腔中的电加热器通电，并逐步升高电加热器的电压，以升高冷却腔中介质的温度；

步骤四：当一冷却腔出口处的温度为设定值81%-95%时，MCU控制对应的散热腔上的电磁阀以控制该冷却腔中介质的流量至最大流量的80-85%，从而升高冷却腔中介质的温度；

步骤五：当一冷却腔出口处的温度为设定值的105%以上时，则MCU控制该冷却腔上的电磁阀以降低冷却腔中的流量，从而降低冷却腔出口处的温度；

步骤六：当与冷却管相连的若干换热管中，至少五个第一温度传感器检测到的温度值为设定值的60%以下且冷却管上的第三温度传感器检测到的温度值为设定值的75%以下，则控制第三电磁阀降低散热管中流量至其最大流量的65-73%，控制第四电磁阀调节冷却管中流量至最大流量的45-55%；

步骤七：当与冷却管相连的若干换热管中，至少四个第一温度传感器检测到的温度值为设定值140%以上且冷却管上的第三温度传感器检测到的温度值为设定值的135%以上时，则控制第三电磁阀降低散热管中流量至其最大流量的60-70%，控制第四电磁阀调节冷却管中流量至最大流量的75-80%。

由于上述方法，能够通过测量换热器内介质温度值，并根据不同的温度值将温度的启动不同的换热方式，能够更加快速有效的提高换热的效率，避免了资源的浪费，避免设备局部温差过大而降低设备的使用寿命，能够保证设备的有效利用，对该控制器尽心智能控制，能够有效的提高该换热设备的换热效率。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、将换热器的结构进行改进，能够有效的提高换热效率，而且本装置的设计能够有效的利用装置的各个位置，能够有效的防止换热器空腔的浪费，能够提高进出换热器的流量10-20%。

2、其结构简单、使用和生产方便、能够有效提高是设备的生产效率，其加热器的设计能够换热器制冷，能够有效的防止设备的内的介质结冰，提高设备的抗寒性。

3、加热腔内的导热介质能够有效的防止传递热量，同时能够良好的适应加热腔的形状，在不使用加热器的是时候能够凝固，有效的防止电加热器漏电，危害人身安全，同时还能够防止冷却管内的介质溢出的情况，有效的延长了换热器的使用寿命。

附图说明

图1是本发明中新型换热器主视图；

图中标记：1-散热管，2-冷却管，3-冷却腔，4-散热腔，5-加热腔。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

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。

具体实施例1：

如图1所示，本发明公开了一种新型换热器，包括散热管1、冷却管2及若干并列的方形换热管，换热管内设有十字形结构的冷却腔3，冷却腔3与冷却管2相连，在换热管的角处设有散热腔4，散热管1与散热腔4相连。在冷却腔3外部的一对角处设有加热腔5、另一对角处设有散热腔4，散热腔4的两侧分别连接散热管1的进口和出口，冷却腔3的两端分别连接冷却管2的进口和出口；所述加热腔5内设有电加热器。电加热器包括电热丝、绝缘导热管，电热丝置于绝缘导热管内。加热腔5的内侧壁与绝缘导热管之间设有熔点为25-75℃的导热介质，该导热介质为采用蜡烛。冷却腔3或散热腔4内设有用于扰流的凸起。冷却腔3的内侧壁上设置有耐腐蚀的石墨层。石墨层的内侧设有月牙形的凸起，该凸起的开口朝向冷却腔3的进口，在该月牙形的凸起上设置有用于形成局部激流的凹面。换热管的外侧设有陶瓷保温层。

由于上述结构，将换热器的结构进行改进，能够有效的提高换热效率，而且本装置的设计能够有效的利用装置的各个位置，能够有效的防止换热器空腔的浪费，能够提高进出换热器的流量10-20%，其结构简单、使用和生产方便、能够有效提高是设备的生产效率，其加热器的设计能够换热器制冷，能够有效的防止设备的内的介质结冰，提高设备的抗寒性，加热腔5内的导热介质能够有效的防止传递热量，同时能够良好的适应加热腔5的形状，在不使用加热器的是时候能够凝固，有效的防止电加热器漏电，危害人身安全，同时还能够防止冷却管2内的介质溢出的情况，有效的延长了换热器的使用寿命。

具体实施例2：

根据具体实施例1的新型换热器，其换热检测系统包括：

换热单元，该换热单元包括散热管1、冷却管2及若干换热管，换热管内具有散热腔4、冷却腔3、及加热腔5；冷却腔3与冷却管2连通，散热腔4与散热管1连通；冷却腔3呈十字形，散热腔4置于冷却腔3的一对侧，加热腔5置于冷却腔3的另一对侧；在加热腔5内设有电加热器；在加热腔中填充的导热介质的熔点为35-55℃；

检测单元，包括分别设于各冷却腔3出口处的第一温度传感器、设于散热管1出口处的第二温度传感器、设于冷却管2出口处的第三温度传感器；

阀门单元，包括设于各冷却腔3入口处的第一电磁阀、设于各散热腔4入口处的第二电磁阀、设于散热管1入口处的第三电磁阀、及设于冷却管2入口处的第四电磁阀；

控制单元，包括MCU、显示器、存储器、键盘，该控制单元分别于换热单元、检测单元和阀门单元的各电气元件相连，并用于控制各个单元的配合控制以达到设定的参数。

由于上述系统，该系统通过MCU控制电磁阀门的开关，通过对电磁阀的调控，得到合适的冷却液体，对于高精度温度要求的设备具有很强的实用性和推广性，能够有效的防止设备之间相互影响，干扰设备的正常运行，同时，本系统能够提高换热器的换热效率5-10%。

具体实施例3：

根据具体实施例2的换热检测系统的控制方法：

步骤一：将阀门单元的各个阀门置于半开状态，向换热单元内分别通入热交换的介质，检测单元中的各温度传感器其安装处的温度，并将温度信号发送至MCU，其散热管1中介质的温度为冷却管2中介质的温度的50-60%；

步骤二：MCU接收温度信号后，一冷却腔3出口处的温度为设定值的45%以下时，MCU控制该冷却腔3上的侧面上的散热腔4上连接的第二电磁阀以降低该散热腔4内的介质的流量至其最大流量的50-60%；MCU控制加热腔5中的电加热器通入1-3A的电流，并逐步升高电加热器的电压，以升高冷却腔3中介质的温度；MCU控制该冷却腔3上的电磁阀以控制该冷却腔3中介质的流量为其最大流量的70-80%；

步骤三：当一冷却腔3出口处的温度为设定值46%-80%时，MCU控制该冷却腔3上的侧面上的散热腔4上连接的第二电磁阀以降低该散热腔4内的介质的流量至其最大流量的75-80%，MCU控制加热腔5中的电加热器通电，并逐步升高电加热器的电压，以升高冷却腔3中介质的温度；

步骤四：当一冷却腔3出口处的温度为设定值81%-95%时，MCU控制对应的散热腔4上的电磁阀以控制该冷却腔3中介质的流量至最大流量的80-85%，从而升高冷却腔3中介质的温度；

步骤五：当一冷却腔3出口处的温度为设定值的105%以上时，则MCU控制该冷却腔3上的电磁阀以降低冷却腔3中的流量，从而降低冷却腔3出口处的温度；

步骤六：当与冷却管2相连的若干换热管中，至少五个第一温度传感器检测到的温度值为设定值的60%以下且冷却管2上的第三温度传感器检测到的温度值为设定值的75%以下，则控制第三电磁阀降低散热管1中流量至其最大流量的65-73%，控制第四电磁阀调节冷却管2中流量至最大流量的45-55%；

步骤七：当与冷却管2相连的若干换热管中，至少四个第一温度传感器检测到的温度值为设定值140%以上且冷却管2上的第三温度传感器检测到的温度值为设定值的135%以上时，则控制第三电磁阀降低散热管1中流量至其最大流量的60-70%，控制第四电磁阀调节冷却管2中流量至最大流量的75-80%。

由于上述方法，能够通过测量换热器内介质温度值，并根据不同的温度值将温度的启动不同的换热方式，能够更加快速有效的提高换热的效率，避免了资源的浪费，避免设备局部温差过大而降低设备的使用寿命，能够保证设备的有效利用，对该控制器尽心智能控制，能够有效的提高该换热设备的换热效率。

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 (5)

1.一种换热器，其特征在于，包括散热管、冷却管及若干并列的方形换热管，换热管内设有十字形结构的冷却腔，冷却腔与冷却管相连，在换热管的角处设有散热腔，散热管与散热腔相连；在冷却腔外部的一对角处设有加热腔、另一对角处设有散热腔，散热腔的两侧分别连接散热管的进口和出口，冷却腔的两端分别连接冷却管的进口和出口；所述加热腔内设有电加热器；所述电加热器包括电热丝、绝缘导热管，电热丝置于绝缘导热管内；所述加热腔的内侧壁与绝缘导热管之间设有熔点为25-75℃的导热介质；所述冷却腔的内侧壁上设置有耐腐蚀的石墨层；所述石墨层的内侧设有月牙形的凸起，该凸起的开口朝向冷却腔的进口，在该月牙形的凸起上设置有用于形成局部激流的凹面。

2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述冷却腔或散热腔内设有用于扰流的凸起。

3.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述换热管的外侧设有陶瓷保温层。

4.根据权利要求1-3任一项所述的换热器，其特征在于，还包括换热检测系统，该换热检测系统包括：

换热单元，该换热单元包括散热管、冷却管及若干换热管，换热管内具有散热腔、冷却腔、及加热腔；冷却腔与冷却管连通，散热腔与散热管连通；冷却腔呈十字形，散热腔置于冷却腔的一对侧，加热腔置于冷却腔的另一对侧；在加热腔内设有电加热器；在加热腔中填充的导热介质的熔点为35-55℃；

检测单元，包括分别设于各冷却腔出口处的第一温度传感器、设于散热管出口处的第二温度传感器、设于冷却管出口处的第三温度传感器；

阀门单元，包括设于各冷却腔入口处的第一电磁阀、设于各散热腔入口处的第二电磁阀、设于散热管入口处的第三电磁阀、及设于冷却管入口处的第四电磁阀；

控制单元，包括MCU、显示器、存储器、键盘，该控制单元分别于换热单元、检测单元和阀门单元的各电气元件相连，并用于控制各个单元的配合控制以达到设定的参数。

5.根据权利要求4所述的换热器，其特征在于，所述换热检测系统的控制方法：

步骤一：将阀门单元的各个阀门置于半开状态，向换热单元内分别通入热交换的介质，检测单元中的各温度传感器其安装处的温度，并将温度信号发送至MCU，其散热管中介质的温度为冷却管中介质的温度的50-60%；

步骤二：MCU接收温度信号后，一冷却腔出口处的温度为设定值的45%以下时，MCU控制该冷却腔上的侧面上的散热腔上连接的第二电磁阀以降低该散热腔内的介质的流量至其最大流量的50-60%；MCU控制加热腔中的电加热器通入1-3A的电流，并逐步升高电加热器的电压，以升高冷却腔中介质的温度；MCU控制该冷却腔上的电磁阀以控制该冷却腔中介质的流量为其最大流量的70-80%；

步骤三：当一冷却腔出口处的温度为设定值46%-80%时，MCU控制该冷却腔上的侧面上的散热腔上连接的第二电磁阀以降低该散热腔内的介质的流量至其最大流量的75-80%，MCU控制加热腔中的电加热器通电，并逐步升高电加热器的电压，以升高冷却腔中介质的温度；

步骤四：当一冷却腔出口处的温度为设定值81%-95%时，MCU控制对应的散热腔上的电磁阀以控制该冷却腔中介质的流量至最大流量的80-85%，从而升高冷却腔中介质的温度；

步骤五：当一冷却腔出口处的温度为设定值的105%以上时，则MCU控制该冷却腔上的电磁阀以降低冷却腔中的流量，从而降低冷却腔出口处的温度；

步骤六：当与冷却管相连的若干换热管中，至少五个第一温度传感器检测到的温度值为设定值的60%以下且冷却管上的第三温度传感器检测到的温度值为设定值的75%以下，则控制第三电磁阀降低散热管中流量至其最大流量的65-73%，控制第四电磁阀调节冷却管中流量至最大流量的45-55%；

步骤七：当与冷却管相连的若干换热管中，至少四个第一温度传感器检测到的温度值为设定值140%以上且冷却管上的第三温度传感器检测到的温度值为设定值的135%以上时，则控制第三电磁阀降低散热管中流量至其最大流量的60-70%，控制第四电磁阀调节冷却管中流量至最大流量的75-80%。