CN107560471A - 一种可调顺逆流方式的高效换热系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可调顺逆流方式的高效换热系统，包括加热器、换热器和用户，所述用户、换热器通过冷流管路连通，所述加热器出口设置有加热出水管、回水口设置有加热回水管，所述加热出水管、加热回水管之间设置有连通换热器的逆流循环管路、顺流循环管路。本发明具有更大的换热平均温差；换热器换热面积一定的情况下，可以得到更多的换热量。本发明通过可调顺逆流方式，减小了系统阻力，节省能耗；避免了把高温部分集中在换热器一端的现象，缓解了对换热器结构的不利影响。本发明根据实际需要随时调节换热器的顺逆流方式，充分发挥顺逆流各自的优势，提高了换热器性能，避免了不必要的能耗，且改造成本低廉，具有明显的经济优势。
Description
技术领域
本发明属于一种换热系统，具体涉及一种可调顺逆流方式的高效换热系统。
背景技术
换热器内冷热两流体沿传热面进行换热，其温度沿流向不断变化，温度差也在不断变化。流体在换热器中的流动方式包含有顺流和逆流。
冷、热流体平行流动且方向相同称为顺流。换热器顺流布置具有平均温差较小、换热面积大和冷流体出口温度低于热流体出口温度的特点。但顺流流动使得冷流体的高温端与热流体的高温端不在同侧，不会出现换热器一侧壁温过高的现象。
冷、热流体平行流动但方向相反称为逆流。在相同的进出口温度和传热量的情况下，由于逆流的平均温度差大于顺流，从传热方程式 Q=KA△t可知，逆流时需要的传热面积比顺流时为小；逆流时温差变化较为均匀，有利于设备的稳定。逆流流动流体间相对速度较大且冷流体的出口温度不一定低于热流体的出口温度。但逆流时，流体的最高温度和最冷温度分别集中在换热器的两端，对换热器结构不利；逆流式换热器结构复杂，阻力更大。
目前，顺流或逆流的换热方式均存在其难以解决的弊端，并且从根本上制约其换热性能。
发明内容
本发明为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种可调顺逆流方式的高效换热系统。
本发明的技术方案是：一种可调顺逆流方式的高效换热系统，包括加热器、换热器和用户，所述用户、换热器通过冷流管路连通，所述加热器出口设置有加热出水管、回水口设置有加热回水管，所述加热出水管、加热回水管之间设置有连通换热器的逆流循环管路、顺流循环管路。
所述逆流循环管路、顺流循环管路均为启闭可调的循环管路。
所述加热出水管与Ⅰ号循环泵的入水口连通，所述Ⅰ号循环泵与输入电动三通阀一端连通，所述加热回水管与回水电动三通阀连通。
所述输入电动三通阀另外两端分别与换热器的Ⅰ号进水管、Ⅱ号进水管连通，所述回水电动三通阀另外两端分别与换热器的Ⅰ号出水管、Ⅱ号出水管连通。
所述Ⅰ号进水管、Ⅰ号出水管、换热器连通形成逆流循环管路。
所述Ⅱ号进水管、Ⅱ号出水管、换热器连通形成顺流循环管路。
所述输入电动三通阀、回水电动三通阀与控制器电路连通。
所述Ⅰ号循环泵、输入电动三通阀之间设置有Ⅰ号温度传感器，所述回水电动三通阀、加热器之间设置有Ⅲ号温度传感器。
所述冷流管路中流入换热器处设置有Ⅱ号温度传感器，其流出换热器处设置有Ⅳ号温度传感器。
所述Ⅰ号温度传感器、Ⅲ号温度传感器、Ⅱ号温度传感器、Ⅳ号温度传感器均与控制器电路连通。
本发明具有更大的换热平均温差；换热器换热面积一定的情况下，可以得到更多的换热量。
本发明通过可调顺逆流方式，减小了系统阻力，节省能耗；避免了把高温部分集中在换热器一端的现象，缓解了对换热器结构的不利影响。
本发明根据实际需要随时调节换热器的顺逆流方式，充分发挥顺逆流各自的优势，提高了换热器性能，避免了不必要的能耗，且改造成本低廉，具有明显的经济优势。
附图说明
图1 是本发明的连接示意图；
其中：
1 加热器 2 Ⅰ号循环泵
3 换热器 4 Ⅱ号循环泵
5 用户 6 控制器
7 输入电动三通阀 8 回水电动三通阀
9 Ⅰ号温度传感器 10 Ⅱ号温度传感器
11 Ⅲ号温度传感器 12 Ⅳ号温度传感器
13 冷流管路 14 Ⅰ号进水管
15 Ⅰ号出水管 16 Ⅱ号进水管
17 Ⅱ号出水管 18 加热出水管
19 加热回水管。
具体实施方式
以下，参照附图和实施例对本发明进行详细说明：
如图1所示，一种可调顺逆流方式的高效换热系统，包括加热器1、换热器3和用户5，所述用户5、换热器3通过冷流管路13连通，所述加热器1出口设置有加热出水管18、回水口设置有加热回水管19，所述加热出水管18、加热回水管19之间设置有连通换热器3的逆流循环管路、顺流循环管路。
本发明中冷流管路13中冷流定向流动，所述加热器1的加热出水管18为热流流出端，其加热回水管19为热流回流端，逆流循环管路中一段与冷流管路13中一段平行且流向相反。
所述顺流循环管路中一段与冷流管路13中一段平行且流向相同。
所述逆流循环管路、顺流循环管路均为启闭可调的循环管路。从而通过对逆流循环管路、顺流循环管路中流量调节实现顺逆流方式的调整。
所述加热出水管18与Ⅰ号循环泵2的入水口连通，所述Ⅰ号循环泵2与输入电动三通阀7一端连通，所述加热回水管19与回水电动三通阀8连通。
所述输入电动三通阀7另外两端分别与换热器3的Ⅰ号进水管14、Ⅱ号进水管16连通，所述回水电动三通阀8另外两端分别与换热器3的Ⅰ号出水管15、Ⅱ号出水管17连通。
所述Ⅰ号进水管14、Ⅰ号出水管15、换热器3连通形成逆流循环管路。
所述Ⅱ号进水管16、Ⅱ号出水管17、换热器3连通形成顺流循环管路。
所述冷流管路13中设置有Ⅱ号循环泵4。
所述输入电动三通阀7、回水电动三通阀8与控制器6电路连通。所述控制器6能够检测并调节逆流循环管路、顺流循环管路中的热流流量，其流量调节方式为调节输入电动三通阀7、回水电动三通阀8各处的启闭。
所述Ⅰ号循环泵2、输入电动三通阀7之间设置有Ⅰ号温度传感器9，所述回水电动三通阀8、加热器1之间设置有Ⅲ号温度传感器11。
所述Ⅰ号温度传感器9、Ⅲ号温度传感器11能够对热流进入换热器3以及热流流出换热器3的温度进行检测，并将上述测量信息输入到控制器6中。
所述冷流管路13中流入换热器3处设置有Ⅱ号温度传感器10，其流出换热器3处设置有Ⅳ号温度传感器12。
所述Ⅱ号温度传感器10、Ⅳ号温度传感器12能够对冷流进入换热器3以及冷流流出换热器3的温度进行检测，并将上述测量信息输入到控制器6中。
所述Ⅰ号温度传感器9、Ⅲ号温度传感器11、Ⅱ号温度传感器10、Ⅳ号温度传感器12均与控制器6电路连通。
本发明的工作方式如下：
在系统动力不变、流量和流速一定的情况下，根据实际确定需热量。利用Ⅱ号温度传感器10、Ⅳ号温度传感器12、Ⅰ号温度传感器9、Ⅲ号温度传感器11分别检测换热器3热流体和冷流体出入口温度，并将所测信号反馈至控制器6；再由控制器6根据采集的温度数据计算出冷热流体入口温差△t。
实施例一：当系统需热量小时，优先考虑流场的优势，采用顺流流动方式。即由控制器6分别启动输入电动三通阀7、回水电动三通阀8调节热流体的流动方向，使热流体的流动方向与冷流体的流动方向相同，减小流动阻力。
实施例二：当系统需热量大时，优先考虑温度场的优势，采用逆流流动方式。即由控制器6分别启动启动输入电动三通阀7、回水电动三通阀8调节热流体的流动方向，使热流体的流动方向与冷流体的流动方向相反，充分发挥其换热效率高的优点。若热流体入口温度很高，并持续了一定的时间，从换热器3使用寿命角度考虑，采用顺流流动方式工作一段时间。
实施例三：当系统需热量适中时，优先采用逆流流动方式。但是如果热流体入口温度很高，并持续了一定的时间，从换热器3使用寿命角度考虑，采用顺流流动，即由控制器6下发命令，分别启动输入电动三通阀7、回水电动三通阀8调节热流体的流动方向，使热流体的流动方向与冷流体的流动方向相同；或当冷热流体入口温差△t很小时，调节流体流动方向使流体进行顺流流动一段时间。
本发明具有更大的换热平均温差；换热器换热面积一定的情况下，可以得到更多的换热量。
本发明通过可调顺逆流方式，减小了系统阻力，节省能耗；避免了把高温部分集中在换热器一端的现象，缓解了对换热器结构的不利影响。
本发明根据实际需要随时调节换热器的顺逆流方式，充分发挥顺逆流各自的优势，提高了换热器性能，避免了不必要的能耗，且改造成本低廉，具有明显的经济优势。
Claims (10)
1.一种可调顺逆流方式的高效换热系统，包括加热器（1）、换热器（3）和用户（5），所述用户（5）、换热器（3）通过冷流管路（13）连通，其特征在于：所述加热器（1）出口设置有加热出水管（18）、回水口设置有加热回水管（19），所述加热出水管（18）、加热回水管（19）之间设置有连通换热器（3）的逆流循环管路、顺流循环管路。
2.根据权利要求1所述的一种可调顺逆流方式的高效换热系统，其特征在于：所述逆流循环管路、顺流循环管路均为启闭可调的循环管路。
3.根据权利要求2所述的一种可调顺逆流方式的高效换热系统，其特征在于：所述加热出水管（18）与Ⅰ号循环泵（2）的入水口连通，所述Ⅰ号循环泵（2）与输入电动三通阀（7）一端连通，所述加热回水管（19）与回水电动三通阀（8）连通。
4.根据权利要求3所述的一种可调顺逆流方式的高效换热系统，其特征在于：所述输入电动三通阀（7）另外两端分别与换热器（3）的Ⅰ号进水管（14）、Ⅱ号进水管（16）连通，所述回水电动三通阀（8）另外两端分别与换热器（3）的Ⅰ号出水管（15）、Ⅱ号出水管（17）连通。
5.根据权利要求4所述的一种可调顺逆流方式的高效换热系统，其特征在于：所述Ⅰ号进水管（14）、Ⅰ号出水管（15）、换热器（3）连通形成逆流循环管路。
6.根据权利要求4所述的一种可调顺逆流方式的高效换热系统，其特征在于：所述Ⅱ号进水管（16）、Ⅱ号出水管（17）、换热器（3）连通形成顺流循环管路。
7.根据权利要求4所述的一种可调顺逆流方式的高效换热系统，其特征在于：所述输入电动三通阀（7）、回水电动三通阀（8）与控制器（6）电路连通。
8.根据权利要求4所述的一种可调顺逆流方式的高效换热系统，其特征在于：所述Ⅰ号循环泵（2）、输入电动三通阀（7）之间设置有Ⅰ号温度传感器（9），所述回水电动三通阀（8）、加热器（1）之间设置有Ⅲ号温度传感器（11）。
9.根据权利要求8所述的一种可调顺逆流方式的高效换热系统，其特征在于：所述冷流管路（13）中流入换热器（3）处设置有Ⅱ号温度传感器（10），其流出换热器（3）处设置有Ⅳ号温度传感器（12）。
10.根据权利要求9所述的一种可调顺逆流方式的高效换热系统，其特征在于：所述Ⅰ号温度传感器（9）、Ⅲ号温度传感器（11）、Ⅱ号温度传感器（10）、Ⅳ号温度传感器（12）均与控制器（6）电路连通。
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