CN105423775A - 一种防垢型调温式水冷器 - Google Patents

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李德宏
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    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/0041—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for only one medium being tubes having parts touching each other or tubes assembled in panel form
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F27/00—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus

Abstract

本发明涉及一种防垢型调温式水冷器，通过将换热后的冷却水循环回来与新通入的冷却水进行混合，在提高进水口处输入的冷却水温度的同时提高了进水口处输入冷却水的流量，进而有效提高冷凝冷却管内冷却水的湍流强度，减少水的滞留，降低冷凝冷却管换热面温度且增加冲刷效果，使得换热后从出水口流出水的温度大幅度降低，能够实现从根本上防止或减轻水结垢，数据显示，在保持进水口水温与出水口水温的平均温度Tpj不变的前提下，本发明所述水冷器的进水口水温T1由现有技术中的30℃提高至43.5℃，同时出水口水温T2由现有技术中的63℃降低至49.5℃，从而有效避免出水口处由于水温较高而导致结垢的问题。

Description

一种防垢型调温式水冷器
技术领域
本发明属于水冷器的技术领域，具体涉及一种防垢型调温式水冷器。
背景技术
随着时代的前进，水冷器在各大领域得到了广泛应用。水冷器的工作原理为：向水冷器中连续通入较低温度的冷却水，与内部管道中流过的高温物料进行换热并使物料降温，换热后冷却水温度升高，并从水冷器的换热管出水端排出。然而，由于高温水极易结垢，这就使得那些有调温功能的水冷器在使用过程中，其换热面尤其靠近换热管出水端会出现严重结垢，随着时间的不断积累，靠近换热管出水端内污垢层厚度增加，导致高温端热管内流通的面积变小、流阻增加、流量降低，换热管内水流速度的下降又会进一步加剧结垢，如此形成恶性循环，结垢越来越严重，污垢热阻越来越大，对水冷器的影响也就越来越大，进而降低了换热面传热能力，严重影响水冷器的工况。正因如此，所以需要采取必要手段对水冷器进行除垢。
在除垢的过程中，关键是要在除垢的同时不影响水冷器的性能。现有技术中，通过人工处理的方式，往往难以达到这个要求。而且，传统的人工处理都是在污垢影响冷凝器工况时才对其进行除垢，此时除垢难度大，花费大。除此之外，所采用的其余传统除垢方法，也会对环境造成一定污染，且对水冷器管壁具有一定的损坏。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种能有效降低出水端的出水温度进而从根本上防止或减轻水结垢的防垢型调温式水冷器。
本发明所采用的技术方案为：
一种防垢型调温式水冷器，其结构包括：
水冷器本体，所述水冷器本体的侧壁上方设有物料进口，所述水冷器本体的侧壁下方设有进水口、出水口和物料出口，所述水冷器本体的内部设有冷凝冷却管，所述冷凝冷却管的进水端与所述进水口连通，所述冷凝冷却管的出水端与所述出水口连通，位于所述冷凝冷却管内的冷却水对位于所述冷凝冷却管外的物料进行冷凝冷却；
防垢管路，包括高温水回流管道、第一低温水输送管道和注水单元，所述高温水回流管道的进水端与所述出水口连通，所述高温水回流管道的出水端和所述第一低温水输送管道的出水端均与所述注水单元的进水端连通设置，所述注水单元的出水端与所述进水口连通。
进一步，还提供一种防垢型调温式水冷器，其结构包括：
多个水冷器本体，多个所述水冷器本体并联设置，所述水冷器本体的侧壁上方设有物料进口，所述水冷器本体的侧壁下方均设有进水口、出水口和物料出口，所述水冷器本体的内部设有冷凝冷却管，所述冷凝冷却管的进水端与所述进水口连通，所述冷凝冷却管的出水端与所述出水口连通，位于所述冷凝冷却管内的冷却水对位于所述冷凝冷却管外的物料进行冷凝冷却；
防垢管路，包括高温水回流管道、第一低温水输送管道和注水单元，所述高温水回流管道的进水端与其中一个水冷器本体的出水口连通，所述高温水回流管道的出水端和所述第一低温水输送管道的出水端均与所述注水单元的进水端连通设置，所述注水单元的出水端与另一个水冷器本体的进水口连通。
在所述高温水回流管道上设有止回阀。
沿水流动方向在所述第一低温水管道上依次设置第一切断阀和流量控制阀。
所述注水单元包括注水管道，所述注水管道的进水端分别与所述高温水回流管道的出水端和所述第一低温水输送管道的出水端相连通，所述注水管道的出水端与所述进水口连通；沿水流动方向在所述注水管道上依次设有强制循环泵和第二切断阀。
与所述物料出口连接设有温控单元，所述温控单元与所述流量控制阀信号连接。
与所述水冷器本体的进水口还连通设置第二低温水输送管道，所述第二低温水输送管道上设有第三切断阀。
本发明的有益效果为：
1、本发明所述的防垢型调温式水冷器，包括水冷器本体和防垢管路，所述防垢管路包括高温水回流管道、第一低温水输送管道和注水单元，通过设置所述高温水回流管道的进水端与所述出水口连通，所述高温水回流管道的出水端与所述第一低温水输送管道的出水端均汇入所述注水单元的进水端，所述注水单元的出水端与所述进水口连通，利用所述水冷器对物料进行换热后得到高温水，并将所述高温水与所述第一低温水输送管道输送的低温水汇合形成较大流量且较高温度冷却水，之后将所述较大流量且较高温度冷却水利用所述注入单元统一送至所述进水口，进一步经所述进水口进入所述冷凝冷却管内对物料进行换热冷却，如此形成循环平衡并进行持续运行，从而本发明所述水冷器通过将换热后的冷却水循环回来与新通入的冷却水进行混合，在提高进水口处输入的冷却水温度的同时提高了进水口处输入冷却水的流量，进而有效提高冷凝冷却管内冷却水的湍流强度，减少水的滞留，降低冷凝冷却管换热面温度且增加冲刷效果，使得换热后从出水口流出水的温度大幅度降低，能够实现从根本上防止或减轻水结垢，数据显示，在保持进水口水温与出水口水温的平均温度Tpj不变的前提下(即保证待冷却物料需要交换的热量相等)，本发明所述水冷器的进水口水温T1由现有技术中的30℃提高至43.5℃，同时出水口水温T2由现有技术中的63℃降低至49.5℃，从而有效避免出水口处由于水温较高而导致结垢的问题。
2、本发明所述的防垢型调温式水冷器，通过设置所述注水单元包括注水管道，所述注水管道的进水端分别与所述高温水回流管道的出水端和所述第一低温水输送管道的出水端相连通，所述注水管道的出水端与所述进水口连通；沿水流动方向在所述注水管道上依次设有强制循环泵和第二切断阀，从而能够利用所述强制循环泵对所述较大流量且较高温度冷却水进行强制循环，进而确保在提高进水口处输入的冷却水温度的同时提高了进水口处输入冷却水的流量，最终实现防止或减轻水结垢。
3、本发明所述的防垢型调温式水冷器，通过与所述物料出口连接设有温控单元，所述温控单元与所述流量控制阀信号连接，从而能够实现通过控制所述第一低温水输送管道内输送低温冷却水的流量来控制水冷器内被冷却物料的输出温度。
4、本发明所述的防垢型调温式水冷器，与所述水冷器本体的进水口还连通设置第二低温水输送管道，所述第二低温水输送管道上设有第三切断阀，常规使用状态下，所述第三切断阀处于关闭状态，只有在所述防垢管路出现问题无法工作时，才会打开第三切断阀，从而利用第二低温水输送管道输入冷却水以对水冷器内物料进行换热冷却。
附图说明
图1是实施例1所述防垢型调温式水冷器的结构示意图；
图2是实施例2所述防垢型调温式水冷器的结构示意图；
图3是实施例3所述水冷器的结构示意图。
图中：1-水冷器本体，11-物料进口，12-物料出口，13-进水口，14-出水口，15-冷凝冷却管，2-高温水回流管道，21-止回阀，3-第一低温水输送管道，31-第一切断阀，32-流量控制阀，4-注水管道，41-强制循环泵，42-第二切断阀，43-电机，5-温控单元，6-第二低温水输送管道，61-第三切断阀，7-另一个水冷器本体，1#-切断阀，2#-流量控制阀。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本实施例提供了一种防垢型调温式水冷器，其结构包括水冷器本体1和防垢管路。
所述水冷器本体1的侧壁上方设有物料进口11，所述水冷器本体1的侧壁下方设有进水口13、出水口14和物料出口12，所述水冷器本体1的内部设有冷凝冷却管15，所述冷凝冷却管15的进水端与所述进水口13连通，所述冷凝冷却管15的出水端与所述出水口14连通，位于所述冷凝冷却管15内的冷却水对位于所述冷凝冷却管15外的物料进行换热冷却。
所述防垢管路包括高温水回流管道2、第一低温水输送管道3和注水单元，所述高温水回流管道2的进水端与所述出水口14连通，所述高温水回流管道2的出水端和所述第一低温水输送管道3的出水端均与所述注水单元的进水端连通设置，所述注水单元的出水端与所述进水口13连通。
作为可以选择的方式，本实施例在所述高温水回流管道2上设有止回阀21，以控制从所述出水口14流出的换热高温水只能单向通过所述止回阀21，避免高温水的回流，确保所述高温水经所述高温水回流管道2输送至所述第一低温水输送管道3的出水端处与低温水进行汇合。
作为可以选择的方式，沿水流动方向在所述第一低温水管道上依次设置第一切断阀31和流量控制阀32，以有效控制所述第一低温水输送管道3中低温水的流量和流通。进一步通过与所述物料出口12连接设有温控单元5，所述温控单元5与所述流量控制阀32信号连接，从而能够实现通过控制所述第一低温水输送管道3内输送低温冷却水的流量来控制水冷器内被冷却物料的输出温度。
作为可以选择的方式，通过设置所述注水单元包括注水管道4，所述注水管道4的进水端分别与所述高温水回流管道2的出水端和所述第一低温水输送管道3的出水端相连通，所述注水管道4的出水端与所述进水口13连通；沿水流动方向在所述注水管道4上依次设有强制循环泵41和第二切断阀42，与所述强制循环泵41连接设有电机43用于控制强制循环泵41的启动与关闭。从而能够利用所述强制循环泵41对所述较大流量且较高温度冷却水进行强制循环，进而确保在提高进水口13处输入的冷却水温度的同时提高了进水口13处输入冷却水的流量，最终实现防止或减轻水结垢。
作为可以选择的方式，本实施例中，与所述水冷器本体1的进水口13还连通设置第二低温水输送管道6，所述第二低温水输送管道6上设有第三切断阀61。需要说明的是，常规使用状态下，所述第三切断阀61处于关闭状态，只有在所述防垢管路出现问题无法工作时，才会打开第三切断阀61，从而利用第二低温水输送管道6输入冷却水以对水冷器内物料进行换热冷却。
利用本实施例所述水冷器对物料进行换热冷却，例如限定待冷却物料需要进行换热的热量总值为1400MCal/h时，所述水冷器的进水口13通入冷却水的水温T1为43.5℃、注入流量为230m3/h，换热后出水口14流出的水温T2仅为49.5℃，并且在使用过程中，所述水冷器的出水口14端基本没有结垢现象。
实施例2
如图2所示，本实施例提供了一种防垢型调温式水冷器，其结构包括：多个水冷器本体1和防垢管路。
多个所述水冷器本体并联设置，每个所述水冷器本体1的侧壁上方均设有物料进口11，每个所述水冷器本体1的侧壁下方均设有进水口13、出水口14和物料出口12，每个所述水冷器本体1的内部均设有冷凝冷却管15，所述冷凝冷却管15的进水端与所述进水口13连通，所述冷凝冷却管15的出水端与所述出水口14连通，位于所述冷凝冷却管15内的冷却水对位于所述冷凝冷却管15外的物料进行换热冷却。
所述防垢管路包括高温水回流管道2、第一低温水输送管道3和注水单元，所述高温水回流管道2的进水端与其中一个水冷器本体1的出水口14连通，所述高温水回流管道2的出水端和所述第一低温水输送管道3的出水端均与所述注水单元的进水端连通设置，所述注水单元的出水端与另一个水冷器本体7的进水口13连通。
作为可以选择的方式，本实施例在所述高温水回流管道2上设有止回阀21，以控制从所述出水口14流出的换热高温水只能单向通过所述止回阀21，避免高温水的回流，确保所述高温水经所述高温水回流管道2输送至所述第一低温水输送管道3的出水端处与低温水进行汇合。
作为可以选择的方式，沿水流动方向在所述第一低温水管道上依次设置第一切断阀31和流量控制阀32，以有效控制所述第一低温水输送管道3中低温水的流量和流通。进一步通过与所述物料出口12连接设有温控单元5，所述温控单元5与所述流量控制阀32信号连接，从而能够实现通过控制所述第一低温水输送管道3内输送低温冷却水的流量来控制水冷器内被冷却物料的输出温度。
作为可以选择的方式，通过设置所述注水单元包括注水管道4，所述注水管道4的进水端分别与所述高温水回流管道2的出水端和所述第一低温水输送管道3的出水端相连通，所述注水管道4的出水端与所述进水口13连通；沿水流动方向在所述注水管道4上依次设有强制循环泵41和第二切断阀42，与所述强制循环泵41连接设有电机43用于控制强制循环泵41的启动与关闭。从而能够利用所述强制循环泵41对所述较大流量且较高温度冷却水进行强制循环，进而确保在提高进水口13处输入的冷却水温度的同时提高了进水口13处输入冷却水的流量，最终实现防止或减轻水结垢。
作为可以选择的方式，本实施例中，与所述水冷器本体1的进水口13还连通设置第二低温水输送管道6，所述第二低温水输送管道6上设有第三切断阀61。需要说明的是，常规使用状态下，所述第三切断阀61处于关闭状态，只有在所述防垢管路出现问题无法工作时，才会打开第三切断阀61，从而利用第二低温水输送管道6输入冷却水以对水冷器内物料进行换热冷却。
利用本实施例所述水冷器对物料进行换热冷却，例如限定待冷却物料需要进行换热的热量总值为1400MCal/h时，所述水冷器的进水口13通入冷却水的水温T1为43.5℃、注入流量为230m3/h，换热后出水口14流出的水温T2仅为49.5℃，并且在使用过程中，所述水冷器的出水口14端基本没有结垢现象。
对比例
如图3所示，本对比例提供现有技术中的一种水冷器，其结构包括水冷器本体1，该水冷器本体1的侧壁上方设有物料进口11，该水冷器本体1的侧壁下方设有进水口13、出水口14和物料出口12，该水冷器本体1的内部设有冷凝冷却管15，该冷凝冷却管15的进水端与该进水口13连通，该冷凝冷却管15的出水端与该出水口14连通，位于该冷凝冷却管15内的冷却水对位于该冷凝冷却管15外的物料进行换热冷却。
在该水冷器本体1的外侧，与该进水口13连通设置低温水输送管道，在该低温水输送管道上设置切断阀1#以控制注入冷却水通入，与该出水口14连通设置高温水输送管道，进一步通过与该物料出口12连接设有温控单元5，所该温控单元5与该流量控制阀2#信号连接，从而能够实现通过控制该高温水输送管道内输送高温水的流量来控制水冷器内被冷却物料的输出温度。
利用上述水冷器对同种物料进行同样的换热冷却，即限定待冷却物料需要进行换热的热量总值仍为1400MCal/h时，该水冷器的进水口13通入冷却水的水温T1为30℃、注入流量为42.5m3/h，但换热后出水口14流出的水温T2高达63℃，使用一段时间后，上述水冷器的结垢情况严重。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种防垢型调温式水冷器，其特征在于，结构包括：
水冷器本体(1)，所述水冷器本体(1)的侧壁上方设有物料进口(11)，所述水冷器本体(1)的侧壁下方设有进水口(13)、出水口(14)和物料出口(12)，所述水冷器本体(1)的内部设有冷凝冷却管(15)，所述冷凝冷却管(15)(15)的进水端与所述进水口(13)连通，所述冷凝冷却管(15)的出水端与所述出水口(14)连通；
防垢管路，包括高温水回流管道(2)、第一低温水输送管道(3)和注水单元，所述高温水回流管道(2)的进水端与所述出水口(14)连通，所述高温水回流管道(2)的出水端和所述第一低温水输送管道(3)的出水端均与所述注水单元的进水端连通设置，所述注水单元的出水端与所述进水口(13)连通。
2.一种防垢型调温式水冷器，其特征在于，结构包括：
多个水冷器本体(1)，多个所述水冷器本体(1)并联设置，所述水冷器本体(1)的侧壁上方设有物料进口(11)，所述水冷器本体(1)的侧壁下方均设有进水口(13)、出水口(14)和物料出口(12)，所述水冷器本体(1)的内部设有冷凝冷却管(15)，所述冷凝冷却管(15)的进水端与所述进水口(13)连通，所述冷凝冷却管(15)的出水端与所述出水口(14)连通；
防垢管路，包括高温水回流管道(2)、第一低温水输送管道(3)和注水单元，所述高温水回流管道(2)的进水端与其中一个水冷器本体(1)的出水口(14)连通，所述高温水回流管道(2)的出水端和所述第一低温水输送管道(3)的出水端均与所述注水单元的进水端连通设置，所述注水单元的出水端与另一个水冷器本体(7)的进水口(13)连通。
3.根据权利要求1或2所述的防垢型调温式水冷器，其特征在于，在所述高温水回流管道(2)上设有止回阀(21)。
4.根据权利要求1或2所述的防垢型调温式水冷器，其特征在于，沿水流动方向在所述第一低温水管道上依次设置第一切断阀(31)和流量控制阀(31)。
5.根据权利要求1或2所述的防垢型调温式水冷器，其特征在于，所述注水单元包括注水管道(4)，所述注水管道(4)的进水端分别与所述高温水回流管道(2)的出水端和所述第一低温水输送管道(3)的出水端相连通，所述注水管道(4)的出水端与所述进水口(13)连通；沿水流动方向在所述注水管道(4)上依次设有强制循环泵(41)和第二切断阀(42)。
6.根据权利要求1或2所述的防垢型调温式水冷器，其特征在于，与所述物料出口(12)连接设有温控单元(5)，所述温控单元(5)与所述流量控制阀(31)信号连接。
7.根据权利要求1或2所述的防垢型调温式水冷器，其特征在于，与所述水冷器本体(1)的进水口(13)还连通设置第二低温水输送管道(6)，所述第二低温水输送管道上设有第三切断阀(61)。
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