CN107388859B - 换热器组件及自调流量换热器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换热器组件及自调流量换热器，涉及换热器换热流量调节技术领域。该换热器组件包括容器本体、短节组件以及接管组件。容器本体包括相对的两端部和侧壁，两端部分别一一对应的设置有低温进口和低温出口，侧壁对应的设置有高温进口和高温出口。短节组件固定嵌设于高温进口，接管组件分别与低温进口和低温出口连接且能够将低温进口与板翅式换热器以及低温出口依次连通。其设计合理，结构简单，通过短节组件的相对旋转来调节进入板翅式换热器的流量，有效的降低了流体阻力，具有换热量可动态调节，节能高效，制造成本低，节省了占地面积，易于自动化控制等优点。

Description

换热器组件及自调流量换热器

技术领域

本发明涉及换热器换热流量调节技术领域，具体而言，涉及一种换热器组件及自调流量换热器。

背景技术

板翅式换热器由隔板、翅片、封条、导流片组成。在相邻两隔板间放置翅片、导流片以及封条组成一夹层，称为通道，将这样的夹层根据流体的不同方式叠置起来，钎焊成一整体便组成板束，板束是板翅式换热器的核心，配以必要的封头、接管、支撑等就组成了板翅式换热器。

其广泛应用于供热取暖、热水洗浴、空调、液压系统冷却、石油、化工、制药、食品加工等领域。由于换热器制造出厂后，其物理换热面积固定，当换热介质温度变化后，则需要进行流量调节。

工程上一般预设有旁路或采用节流阀进行流量调节，然而，会产生较大的压力损失，增加运行成本。如果采用昂贵的大型调节阀和旁路，也必然会增加投资成本与站地面积，且后期的自动化控制的难度和成本均会增加。

综上所述，如何提供一种自动调节流量且能够降低成本的换热器，是本领域的技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种换热器组件，设计合理，结构简单，通过第二短节相对第一短节的旋转来调节进入板翅式换热器的流量，有效的降低了流体阻力，具有换热量可动态调节，节能高效。

本发明的目的还在于提供了一种自调流量换热器，具有上述换热器组件的优点。

本发明的实施例是这样实现的：

基于上述目的，本发明的实施例提供了一种换热器组件，包括容器本体、短节组件以及接管组件；

所述容器本体包括相对的两端部和侧壁，所述两端部分别一一对应的设置有低温进口和低温出口，所述侧壁对应的设置有高温进口和高温出口；

所述短节组件固定嵌设于所述高温进口，所述接管组件分别与所述低温进口和所述低温出口连接且能够将所述低温进口与板翅式换热器以及所述低温出口依次连通。

另外，根据本发明的实施例提供的换热器组件，还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的可选实施例中，所述接管组件包括第一接管和第二接管，所述第一接管与所述低温进口连接，所述第一接管的远离所述低温进口的一端用于与板翅式换热器的进口连通；

所述第二接管与所述低温出口连接，所述第二接管的远离所述低温出口的一端用于与板翅式换热器的出口连通。

在本发明的可选实施例中，所述第一接管和/或所述第二接管均设置有膨胀节。

在本发明的可选实施例中，所述短节组件包括第一短节、第二短节以及高温进口件；

所述第一短节固定设置于所述高温进口，所述第二短节插设于所述第一短节的空腔内，所述高温进口件插设于所述第二短节的空腔内；

所述第一短节开设有第一流通孔，所述第二短节开设有第二流通孔，所述第二短节能够在所述第一短节内转动，使得所述第二短节的第二流通孔与所述第一短节的第一流通孔具有重合的第一状态、交叉的第二状态以及完全错开的第三状态。

在本发明的可选实施例中，所述第一短节包括固定部和连接管，所述固定部与所述容器本体的侧壁固定连接，所述连接管用于连接板翅式换热器，所述第一流通孔贯通设置于所述连接管的周壁，所述第一流通孔的中心线与所述连接管的中心线垂直。

在本发明的可选实施例中，所述第二短节包括旋转连接部、传动组件以及管件；

所述管件插设于所述第一短节内，所述第二流通孔贯通设置于所述管件的周壁，所述旋转连接部位于所述容器本体侧壁的外部，所述传动组件与所述旋转连接部连接且能够带动所述第二短节旋转运动。

在本发明的可选实施例中，所述传动组件包括动力源和主动齿轮，所述动力源包括动力输出轴，所述动力输出轴带动所述主动齿轮转动；

所述旋转连接部的周向设置有与所述主动齿轮相啮合的从动齿牙，所述主动齿轮与所述旋转连接部相啮合且带动所述第二短节旋转。

在本发明的可选实施例中，所述换热器组件还包括控制器，所述传动组件与所述控制器电连接，所述控制器能够控制所述传动组件的旋转运动。

在本发明的可选实施例中，所述低温出口处还设置有温度变送器，所述温度变送器与所述控制器电连接，所述控制器接收所述温度变送器的信号，并与设定的阈值进行对比且能够调节所述短节组件的流量。

本发明的实施例还提供了一种自调流量换热器，包括板翅式换热器和换热器组件；

所述板翅式换热器设置于所述容器本体内，所述板翅式换热器包括相对的第一端和第二端，所述板翅式换热器侧壁开设有进气连通孔和出气孔，所述低温进口与所述第一端相对应且通过所述接管组件连通，所述低温出口与所述第二端相对应且通过所述接管组件连通，所述短节组件与所述进气连通孔固定连接。

本发明实施例的有益效果是：设计合理，结构简单，能够自动的调节进入板翅式换热器的流量，有效降低了流体阻力，具有换热量可动态调节，节能高效，制造成本低，节省了占地面积，易于自动化控制等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例1提供的换热器组件的示意图；

图2为图1中容器本体的示意图；

图3为图1中Ⅲ处的局部放大图；

图4为图3中的Ⅳ—Ⅳ的剖视图。

图标：100-换热器组件；10-容器本体；103-低温进口；105-低温出口；106-高温进口；108-高温出口；13-短节组件；132-第一短节；1325-第一流通孔；133-第二短节；1335-第二流通孔；1337-传动组件；134-高温进口件；16-接管组件；162-第一接管；164-第二接管；18-控制器；19-温度变送器；20-板翅式换热器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

其中图1—图4对应本发明的实施例1，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案进行详细描述。

实施例1

如图1所示，本发明实施例1提供的换热器组件100包括容器本体10、短节组件13、接管组件16以及控制器18，用于对干净介质热交换的换热器进行自动调节。

下面对该换热器组件100的各个部件的具体结构和相互之间的对应关系进行详细说明。

首先，详细介绍容器本体10，请参照图2所示，该容器本体10为空心结构，其内部能够容纳板翅式换热器20，能够实现自动调节气体流量，有效降低流体阻力的作用。

具体的，该容器本体10为圆柱状结构包括相对的两端部和侧壁，该两端部分别一一对应的设置有低温进口103和低温出口105，该低温进口103和低温出口105可以直接开设于容器本体10的端部，也可以在容器本体10的端部设置进气口接头和出气口接头，方便外界气体管件的接入。

可选的，在本发明的实施例1中，低温进口103处设置有进口接头，进口接头设置有与外界气体管件密封连接的连接部。同理，低温出口105处也设置有出口接头，出口接头处也设置有连接部。

其中，容器本体10的侧壁对应的设置有高温进口106和高温出口108，该高温进口106和高温出口108分别设置于侧壁相对的两侧，高温进口106用于与短节组件13固定连接，且短节组件13能够与容器本体10的容纳腔连通，高温出口108设置有出口接头。

可选的，在容器本体10的低温出口105处还设置有温度变送器19，该温度变送器19固定设置于低温出口105端且用于检测低温出口105处的温度，该温度变送器19与控制器18电连接，同时随时将其检测到的出口气体温度传送给控制器18。

可选的，该温度变送器19为温度传感器。

其次，详细介绍短节组件13，请参照图3和图4所示，该短节组件13固定嵌设于容器本体10的高温进口106处，具体的，该短节组件13包括第一短节132、第二短节133以及高温进口件134，下面进行详细介绍。

具体的，第一短节132固定设置于高温进口106处，该第一短节132包括固定部和连接管，其中，固定部与容器本体10的侧壁固定连接，连接管用于连接板翅式换热器20，在该第一短节132的连接管上开设有第一流通孔1325，该第一流通孔1325能够将第一短节132内的空腔与容器本体10的内腔连通。

可选的，该第一流通孔1325贯通设置于连接管的周壁且该第一流通孔1325开设的大小可以根据实际情况而定。在本发明的实施例1中，第一流通孔1325的中心轴线垂直于连接管的中心轴线，且第一流通孔1325开设于连接管的中心处使得第一流通孔1325的中心轴线与连接管的中心轴线相交，第一流通孔1325的开设角度为90°。

可选的，第二短节133插设于第一短节132的空腔内，第二短节133开设有第二流通孔1335，该第二短节133能够在第一短节132内转动，使得第二短节133的第二流通孔1335与所述第一短节132的第一流通孔1325具有重合的第一状态、交叉的第二状态以及完全错开的第三状态。

具体的，第二短节133包括旋转连接部、传动组件1337以及管件，旋转连接部与管件一体成型设置，管件插设于第一短节132的内腔中，传动组件1337用于带动旋转连接部旋转，其中，第二流通孔1335贯通设置于管件的周壁，旋转连接部位于容器本体10侧壁的外部，传动组件1337与旋转连接部连接且能够带动第二短节133旋转运动。

在本发明的实施例1中，传动组件1337包括动力源和主动齿轮，该动力源可以为电机，可选的，动力源为步进电机，该动力源包括动力输出轴，动力输出轴带动主动齿轮转动，旋转连接部的周向设置有从动齿牙，该从动齿牙能够与上述主动齿轮相啮合，主动齿轮与旋转连接部相啮合，当电机转动时，主动齿轮带动第二短节133旋转。

可选的，第二短节133的管件开设有第二流通孔1335，该第二流通孔1335与第一短节132的第一流通孔1325相对应，当第二短节133相对第一短节132旋转时，第一流通孔1325与第二流通孔1335可以完全重合，此时从外部进入板翅式换热器20的高温气体流量最小，步进电机带动第二短节133继续旋转，第一流通孔1325与第二流通孔1335可以部分重合，此时从外部进入板翅式换热器20的高温气体流量较多，当第二短节133继续旋转，第一流通孔1325与第二流通孔1335完全错开时，此时从外部进入板翅式换热器20的高温气体流量最多。

高温进口件134插设于第二短节133的空腔内，该高温进口件134用于与外接高温气体接头连接，将高温气体输送至容器内和/或板翅式换热器20，可选的，该高温进口件134的深度不能遮挡第二流通孔1335和第一流通孔1325。

再次，详细介绍接管组件16，该接管组件16分别与低温进口103和低温出口105连接且能够将低温进口103与板翅式换热器20以及低温出口105依次连通，当板翅式换热器20设置于容器本体10内后，通过接管组件16调节其水平方向的位置。

具体的，该接管组件16包括第一接管162和第二接管164，第一接管162与低温进口103连接，第一接管162的远离低温进口103的一端用于与板翅式换热器20的进口连通。

第二接管164与低温出口105连接，第二接管164的远离低温出口105的一端用于与板翅式换热器20的出口连通。

可选的，第一接管162和/或第二接管164均设置有膨胀节，方便在容器本体10的内腔中安装板翅式换热器20时水平方向的位置调节。

最后，该换热器组件100还包括控制器18，控制器18与传动组件1337的电机电连接，通过控制器18的指令来控制电机的旋转，同时，控制器18与温度变送器19电连接，温度变送器19检测到低温出口105的温度后，发送信号给控制器18，控制器18预设有温度阈值，当该控制器18接收温度变送器19所发送的信号，并与阈值进行对比判断，并能够控制电机的旋转，来达到调节短节组件13的进入到板翅式换热器20内部的高温气体流量。

本发明的实施例1提供的换热器组件100的工作原理为：低温气体从低温进口103进入到板翅式换热器20内，高温气体从短节组件13的高温进口件134进入，当第一流通孔1325与第二流通孔1335重合时，一部分气体进入到板翅式换热器20内，一部分气体进入到容器的空腔内，进入板翅式换热器20内的气体从出口处流出和容器空腔内的气体汇合后从高温出口108处流出；当第一流通孔1325与第二流通孔1335完全错开时，高温气体大部分进入到板翅式换热器20内进行热交换，然后从出口处流出和容器空腔内的气体汇合从高温出口108流出。

当温度变送器19检测到的气体温度向控制器18发送信号，控制器18对该信号与其预设的温度阈值进行对比判断，当检测到的温度较高时，控制器18控制传动组件1337带动第二短节133旋转，使第一流通孔1325与第二流通孔1335重合面积增大，流入到板翅式换热器20内的高温气体减少，低温出口105处的温度降低。当检测到的温度较低时，控制器18控制传动组件1337带动第二短节133旋转，使第一流通孔1325与第二流通孔1335重合面积减小，流入到板翅式换热器20内的高温气体增大，低温出口105处的温度升高，即可以实现自动调节进气量。

本发明实施例1提供的换热器组件100具有的有益效果是：

其设计合理，结构简单，通过第二短节133相对第一短节132的旋转来调节进入板翅式换热器20的流量，有效的降低了流体阻力，具有换热量可动态调节，节能高效，制造成本低，节省了占地面积，易于自动化控制等优点。

实施例2

本发明实施例2提供了一种自调流量换热器，包括板翅式换热器20和换热器组件100，具体说明如下：

该板翅式换热器20设置于容器本体10内，板翅式换热器20包括相对的第一端和第二端，板翅式换热器20侧壁开设有进气连通孔和出气孔，其中，低温进口103与板翅式换热器20的第一端相对应，其通过接管组件16的第一接管162连通。

低温出口105与第二端相对应且通过接管组件16的第二接管164连通，短节组件13与板翅式换热器20的进气连通孔固定连接。

该板翅式换热器20的高温气体出口是直接与容器本体10的空腔连通，在安装时，竖向方向是自由的，可依据实际悬空高度来制作支架；在横向上，两边均采用带膨胀节的接管与进出口连接，装配时弥补了横向方向上的加工误差。

高温加热介质通过第一短节132和第二短节133的相对流通孔控制流量，相对于采用分支管来控制流量，消除了三通及支管进入容器本体10的压降，压力损失小，投资和运行成本低。由于板翅式换热器20的内外压差小，板翅式换热器20可以采用较薄的板材，可进一步节省投资成本，提高换热效率。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种换热器组件，其特征在于，包括容器本体、短节组件以及接管组件；

所述容器本体包括相对的两端部和侧壁，所述两端部分别一一对应的设置有低温进口和低温出口，所述侧壁对应的设置有高温进口和高温出口；

所述短节组件固定嵌设于所述高温进口，所述接管组件分别与所述低温进口和所述低温出口连接且能够将所述低温进口与板翅式换热器以及所述低温出口依次连通；

所述接管组件设置有膨胀节；

所述短节组件包括第一短节、第二短节以及高温进口件；

所述第一短节固定设置于所述高温进口，所述第二短节插设于所述第一短节的空腔内，所述高温进口件插设于所述第二短节的空腔内；

所述第一短节开设有第一流通孔，所述第二短节开设有第二流通孔，所述第二短节能够在所述第一短节内转动，使得所述第二短节的第二流通孔与所述第一短节的第一流通孔具有重合的第一状态、交叉的第二状态以及完全错开的第三状态。

2.根据权利要求1所述的换热器组件，其特征在于，所述接管组件包括第一接管和第二接管，所述第一接管与所述低温进口连接，所述第一接管的远离所述低温进口的一端用于与板翅式换热器的进口连通；

所述第二接管与所述低温出口连接，所述第二接管的远离所述低温出口的一端用于与板翅式换热器的出口连通。

3.根据权利要求2所述的换热器组件，其特征在于，所述第一接管和/或所述第二接管均设置有膨胀节。

4.根据权利要求1所述的换热器组件，其特征在于，所述第一短节包括固定部和连接管，所述固定部与所述容器本体的侧壁固定连接，所述连接管用于连接板翅式换热器，所述第一流通孔贯通设置于所述连接管的周壁，所述第一流通孔的中心线与所述连接管的中心线垂直。

5.根据权利要求1所述的换热器组件，其特征在于，所述第二短节包括旋转连接部、传动组件以及管件；

所述管件插设于所述第一短节内，所述第二流通孔贯通设置于所述管件的周壁，所述旋转连接部位于所述容器本体侧壁的外部，所述传动组件与所述旋转连接部连接且能够带动所述第二短节旋转运动。

6.根据权利要求5所述的换热器组件，其特征在于，所述传动组件包括动力源和主动齿轮，所述动力源包括动力输出轴，所述动力输出轴带动所述主动齿轮转动；

所述旋转连接部的周向设置有与所述主动齿轮相啮合的从动齿牙，所述主动齿轮与所述旋转连接部相啮合且带动所述第二短节旋转。

7.根据权利要求5所述的换热器组件，其特征在于，所述换热器组件还包括控制器，所述传动组件与所述控制器电连接，所述控制器能够控制所述传动组件的旋转运动。

8.根据权利要求7所述的换热器组件，其特征在于，所述低温出口处还设置有温度变送器，所述温度变送器与所述控制器电连接，所述控制器接收所述温度变送器的信号，并与设定的阈值进行对比且能够调节所述短节组件的流量。

9.一种自调流量换热器，其特征在于，包括板翅式换热器和权利要求1-8任意一项所述的换热器组件；

所述板翅式换热器设置于所述容器本体内，所述板翅式换热器包括相对的第一端和第二端，所述板翅式换热器侧壁开设有进气连通孔和出气孔，所述低温进口与所述第一端相对应且通过所述接管组件连通，所述低温出口与所述第二端相对应且通过所述接管组件连通，所述短节组件与所述进气连通孔固定连接。

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