CN109141090B - 一种换热面积可调节的换热器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种换热面积可调节的换热器，包括安装在底座的换热器壳体和中空换热板，通过控制电动机的转动，利用齿轮减速机构减速增大扭矩，带动固定于中空换热板隔离腔的管道轴进行旋转，使换热板进出隔离腔，进而增大或者减小换热器的换热面积，以满足不同建筑热负荷下对换热面积的需求。该发明避免了供热改造过程中对常规换热器的二次改造，节省了相应的工程费用，同时也为集中供热的运行调节提供了一种全新的调节方式—换热面积调节，提供了设备支持。
Description
技术领域
本发明涉及一种热交换装置，具体涉及一种换热面积可调节的换热器。
背景技术
随着经济的发展和人民生活水平的提高，越来越多的住宅小区选择集中供热以度过寒冷的冬天，尤其是在严寒的北方地区，集中供热已相当普遍。在过去的15-20年间，我国集中供热事业也得到快速发展。换热器，作为间接供热系统的换热装置，实现了热源侧和用户侧的热量交换，在集中供热系统中扮演着重要角色。随着技术进步，换热器不论是从外观还是性能方面都得到了极大改善，结构形式也丰富多样，常见的有间壁式换热器、混合式换热器、蓄热式换热器等。
根据传热学的知识，换热器的换热量可以通过下式计算得到：
Q＝K·A·Δt
式中，Q为换热器的换热量，K为换热器的综合传热系数，A为换热面积，Δt为换热温差。对于已安装完成的换热器，其换热面积是固定的，综合传热系数在参与计算时通常取设计工况下的固定值。因此，现有供热运行调节中，大都通过调节换热温差来改变换热器的换热量，具体可以通过质调节、量调节或质—量同时调节来实现。
定换热面积的换热器，可以实现热负荷小范围波动内的换热量调节。但对于热负荷改变较大的情况，如改建或扩建后的建筑，由于建筑结构及用户特性的改变，其热负荷发生较大变化，原有供热设计下安装的换热器已经不能很好地适应改建或扩建后的建筑，既有换热器的换热面积可能偏大，也可能偏小。因此，多数情况下还需要对换热器进行二次改造，以满足改建或扩建后建筑的供热需求，这样会耗费人力、物力以及财力。
发明内容
本发明的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种可以通过换热面积调节，满足不同建筑热负荷下对换热面积的需求的换热面积可调节的换热器。
本发明所采用的技术方案是：
一种换热面积可调节的换热器，包括底座，在所述的底座上安装有顶部为敞口的换热器壳体，在所述的换热器壳体内沿竖直方向安装有一个隔板将所述的换热器壳体分隔为换热腔和隔热腔，在所述的隔板上沿竖直方向开有安装槽，在所述的换热器壳体的顶部通过密封垫圈固定有一个壳体盖，一个沿竖直方向设置在换热腔内的第一管道轴的上端固定在壳体盖上，所述的第一管道轴的下端固定在换热腔处的换热器壳体底壁上，一个沿竖直方向设置在隔热腔内的第二管道轴的上部和下端分别固定在一个滚动轴承的内圈中，其中一个滚动轴承固定在壳体盖上，另一个滚动轴承固定在隔热腔处的换热器壳体底壁上，所述的第一管道轴和第二管道轴为中空结构且上口均为封闭端、下口为敞开端，第一管道轴的下口与直角弯头连通，第二管道轴下口与转动弯头连通；
所述的第二管道轴上端穿过滚动轴承并通过齿轮减速机构与电动机的输出轴固定相连，所述的电动机和齿轮减速机构分别通过支架安装在壳体盖上，在对应换热腔处的壳体盖上连接有第一管道接口，在对应换热腔处的换热器壳体上连接有第二管道接口，二次侧流体由第一管道接口流入换热腔内，自上至下流动，从第二管道接口流出；
一个中空换热板的一端与第一管道轴固定且连通，换热板在换热腔内盘绕有多圈，其中最后一圈换热板穿过隔板上的安装槽进入隔热腔并环绕第二管道轴多圈后与第二管道轴固定且连通，在所述的安装槽处设置有密封结构，一次侧流体由直角弯头流入换热板，在换热板内做螺旋运动，换热后由换热器壳体的换热腔向隔离腔转移，由转动弯头流出，一次侧流体与二次侧流体通过换热板的壁面换热，所述的换热板采用高弹性不锈钢材质；
要增大换热面积时，电动机逆时针旋转，通过齿轮减速机构进行减速增大扭矩，齿轮减速机构的动力输出轴带动换热板轴心处的第二管道轴逆时针旋转，使换热板由隔离腔向换热腔转移，达到所需换热面积时，停止电动机，则完成增大换热面积模式动作；
需要减小换热面积时，电动机顺时针旋转，通过齿轮减速机构进行减速增大扭矩，齿轮减速机构的动力输出轴带动换热板轴心处的第二管道轴顺时针旋转，使换热板由换热腔向隔离腔转移，达到所需换热面积时，停止电动机，则完成减小换热面积模式动作。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.本发明结构巧妙，便于安装，可根据实际需要调整装置大小。
2.本发明可根据实际需要调整换热面积，避免了供热改造过程中对常规换热器的二次改造，节省了相应的工程费用。
3.本发明为集中供热的运行调节提供了一种全新的调节方式—换热面积调节，提供了设备支持。
附图说明
图1为本发明的一种换热面积可调节的换热器的结构示意图；
图2为本发明的一种换热面积可调节的换热器的正视图；
图3为本发明的一种换热面积可调节的换热器的左视图；
图4为本发明的一种换热面积可调节的换热器的俯视图；
图5为本发明的一种换热面积可调节的换热器的换热示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明加以说明。
本发明的一种换热面积可调节的换热器，包括底座，在所述的底座上安装有顶部为敞口的换热器壳体8，在所述的换热器壳体8内沿竖直方向安装有一个隔板将所述的换热器壳体8分隔为换热腔15和隔热腔16，在所述的隔板上沿竖直方向开有安装槽，在所述的换热器壳体8的顶部通过密封垫圈6固定(可以通过紧固螺钉3固定)有一个壳体盖4，一个沿竖直方向设置在换热腔15内的第一管道轴13的上端固定在壳体盖4上，所述的第一管道轴13的下端固定在换热腔15处的换热器壳体8底壁上，一个沿竖直方向设置在隔热腔16内的第二管道轴14的上部和下端分别固定在一个滚动轴承5的内圈中，其中一个滚动轴承5固定在壳体盖4上，另一个滚动轴承5固定在隔热腔16处的换热器壳体8底壁上。所述的第一管道轴13和第二管道轴14为中空结构且上口均为封闭端、下口为敞开端。第一管道轴13的下口与直角弯头9连通，第二管道轴14下口与转动弯头10连通。
所述的第二管道轴14上端穿过滚动轴承5并通过齿轮减速机构2与电动机1的输出轴固定相连，所述的电动机1和齿轮减速机构2分别通过支架安装在壳体盖4上。在对应换热腔15处的壳体盖4上连接有第一管道接口11，在对应换热腔15处的换热器壳体8上连接有第二管道接口12，二次侧流体由第一管道接口11流入换热腔15内，自上至下流动，从第二管道接口12流出。
一个中空换热板7的一端与第一管道轴13固定且连通，换热板在换热腔15内盘绕有多圈，其中最后一圈换热板穿过隔板上的安装槽进入隔热腔16并环绕第二管道轴14多圈后与第二管道轴14固定且连通，在所述的安装槽处设置有密封结构(如可以采用U型弹簧蓄能密封圈密封)防止二次侧流体进入隔离腔16。一次侧流体由直角弯头9流入换热板，在换热板内做螺旋运动，换热后由换热器壳体8的换热腔15向隔离腔16转移，由转动弯头10流出。一次侧流体与二次侧流体通过换热板7的壁面换热。
所述的换热板采用高弹性不锈钢材质。如SUS301不锈钢等。换热板表面进行微通道处理，以增强换热性能。
本发明共有两种工作模式，分别为增大换热面积模式和减小换热面积模式。下面分别对这两种模式作详细的技术方案说明。
本发明在增大换热面积模式的工作原理是：需要增大换热面积时，电动机1逆时针旋转，通过齿轮减速机构2进行减速增大扭矩，齿轮减速机构2的动力输出轴带动换热板7轴心处的第二管道轴14逆时针旋转，使换热板由隔离腔16向换热腔15转移，达到所需换热面积时，停止电动机1，则完成增大换热面积模式动作。
本发明在减小换热面积模式的工作原理是：需要减小换热面积时，电动机1顺时针旋转，通过齿轮减速机构2进行减速增大扭矩，齿轮减速机构2的动力输出轴带动换热板7轴心处的第二管道轴14顺时针旋转，使换热板由换热腔15向隔离腔16转移，达到所需换热面积时，停止电动机1，则完成减小换热面积模式动作。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (2)
1.一种换热面积可调节的换热器，包括底座，其特征在于：在所述的底座上安装有顶部为敞口的换热器壳体，在所述的换热器壳体内沿竖直方向安装有一个隔板将所述的换热器壳体分隔为换热腔和隔热腔，在所述的隔板上沿竖直方向开有安装槽，在所述的换热器壳体的顶部通过密封垫圈固定有一个壳体盖，一个沿竖直方向设置在换热腔内的第一管道轴的上端固定在壳体盖上，所述的第一管道轴的下端固定在换热腔处的换热器壳体底壁上，一个沿竖直方向设置在隔热腔内的第二管道轴的上部和下端分别固定在一个滚动轴承的内圈中，其中一个滚动轴承固定在壳体盖上，另一个滚动轴承固定在隔热腔处的换热器壳体底壁上，所述的第一管道轴和第二管道轴为中空结构且上口均为封闭端、下口为敞开端，第一管道轴的下口与直角弯头连通，第二管道轴下口与转动弯头连通；
所述的第二管道轴上端穿过滚动轴承并通过齿轮减速机构与电动机的输出轴固定相连，所述的电动机和齿轮减速机构分别通过支架安装在壳体盖上，在对应换热腔处的壳体盖上连接有第一管道接口，在对应换热腔处的换热器壳体上连接有第二管道接口，二次侧流体由第一管道接口流入换热腔内，自上至下流动，从第二管道接口流出；
一个中空换热板的一端与第一管道轴固定且连通，换热板在换热腔内盘绕有多圈，其中最后一圈换热板穿过隔板上的安装槽进入隔热腔并环绕第二管道轴多圈后与第二管道轴固定且连通，在所述的安装槽处设置有密封结构，一次侧流体由直角弯头流入换热板，在换热板内做螺旋运动，换热后由换热器壳体的换热腔向隔离腔转移，由转动弯头流出，一次侧流体与二次侧流体通过换热板的壁面换热，所述的换热板采用高弹性不锈钢材质；
需要增大换热面积时，电动机逆时针旋转，通过齿轮减速机构进行减速增大扭矩，齿轮减速机构的动力输出轴带动换热板轴心处的第二管道轴逆时针旋转，使换热板由隔离腔向换热腔转移，达到所需换热面积时，停止电动机，则完成增大换热面积模式动作；
需要减小换热面积时，电动机顺时针旋转，通过齿轮减速机构进行减速增大扭矩，齿轮减速机构的动力输出轴带动换热板轴心处的第二管道轴顺时针旋转，使换热板由换热腔向隔离腔转移，达到所需换热面积时，停止电动机，则完成减小换热面积模式动作。
2.根据权利要求1所述的换热面积可调节的换热器，其特征在于：所述的高弹性不锈钢材质为SUS301不锈钢。
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