CN112964122A - 一种往复式换热器喷淋清洗系统及热量回收热泵机组 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种往复式换热器喷淋清洗系统及热量回收热泵机组，其中，所述换热器包括由若干换热片形成的换热片阵列，所述换热片间形成换热介质通道，所述清洗系统包括喷淋装置和至少一驱动装置，所述喷淋装置包括至少一喷嘴组，所述喷嘴组包括若干间隔设置的喷嘴，所述喷嘴对着所述换热片；一所述驱动装置驱动至少一所述喷嘴组，在运行时，所述喷嘴组在所述驱动装置的驱动下做往复式运动，其射出的水雾颗料对所述换热片阵列进行无盲区的喷淋冲刷清洗。
Description
技术领域
本发明涉及换热片表面的除尘技术领域，特别涉及一种往复式换热器喷淋清洗系统及热量回收热泵机组。
背景技术
换热器特别是翅片管换热器，在含有粉尘介质中例如含尘气流中吸放热运行，翅片上附着累积粉尘，产生新的热阻，并且堵塞翅片间换热介质通道造成换热介质流动阻力增加，降低换热器的换热能力和效率。
在换热器行业，为了提高换热器的换热能力和效率，设计中就要尽可能增加单位体积内换热面积，并且尽可能增加对换热介质的扰动破坏其边界层使之处在紊流状态，这就造成了换热器的层层叠叠的迷宫般结构。
对单位体积换热面积大、换热介质流道曲曲折折的换热器进行清洗，去除粉尘和污垢，使换热器的换热能力得到再生，并且保证换热器换热面不受损伤不发生换热介质泄漏，已经成为了一个复杂的行业技术问题。
例如，对谷物烘干机等烘干装置出风热量进行回收的热泵机组，其吸热模块通常采用翅片管蒸发器，翅片管蒸发器都设置在烘干装置的出风通道中，回收热量过程中蒸发器翅片上布满冷凝水，冷凝水吸附溶解烘干装置出风中携带的大量粉尘，造成蒸发器翅片间遍布“污泥浊水”，不仅增加热阻、风阻，污泥浊水还对蒸发器产生霉菌、腐蚀作用，危害蒸发器和热泵系统的可靠性和安全性。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种往复式换热器喷淋清洗系统，所述换热器包括由若干换热片形成的换热片阵列，所述换热片间形成换热介质通道，所述清洗系统包括喷淋装置和至少一驱动装置，所述喷淋装置包括至少一喷嘴组，所述喷嘴组包括若干间隔设置的喷嘴，所述喷嘴对着所述换热片；一所述驱动装置驱动至少一所述喷嘴组，在运行时，所述喷嘴组在所述驱动装置的驱动下做往复式运动，其射出的水雾颗料对所述换热片阵列进行无盲区的喷淋冲刷清洗。
较佳地，所述喷嘴组在所述驱动装置的驱动下做摆动往复运动。
较佳地，所述喷淋装置还包括固定安装支架、驱动杆、若干摆动杆和至少一水管，所述水管固定安装在所述固定安装支架上，一所述喷嘴组的若干所述喷嘴分别通过一连接软管连通设置在所述水管上；
所述驱动杆滑动设置在所述固定安装支架上，若干所述摆动杆平行且间隔设置，并分别转动设置在所述固定安装支架上，所述摆动杆与所述驱动杆垂直且活动连接，所述喷嘴组的若干所述喷嘴分别与若干所述摆动杆固定连接；
所述驱动装置与所述驱动杆驱动连接，在运行时，所述驱动杆在所述驱动装置的带动下做直线往复运动，若干所述摆动杆在所述驱动杆的带动下做摆动往复运动，若干所述摆动杆带动若干所述喷嘴做摆动往复运动。
较佳地，所述驱动装置包括驱动电机，所述驱动电机的输出轴上固设一转盘，所述转盘上垂直且固设一拨动杆，所述拨动杆偏离所述转盘的旋转轴；
所述驱动杆上间隔且垂直且固设第一连接板和若干第二连接板，所述第一连接板上开设第一条形孔，所述拨动杆插入位于所述第一条形孔，所述拨动杆在随着所述转盘转动的过程中，既在此第一条形孔内转动，又沿着此第一条形孔移动；
所述第二连接板上开设第二条形孔；若干所述摆动杆上分别垂直且固设若干与所述第二连接板对应的第三连接板，所述第三连接板上垂直且固设一插杆，所述插杆插入对应的第二条形孔内，在所述驱动杆做直线往复运动的过程中，所述插杆既可在所述第二条形孔内转动，又沿着此第二条形孔移动。
较佳地，所述喷嘴组在所述驱动装置的驱动下做直线往复运动。
较佳地，所述喷淋装置还包括活动安装支架和至少一水管，所述水管固定设置在所述活动安装支架上，一所述喷嘴组的若干所述喷嘴分别连通设置在一所述水管上；
所述活动安装支架通过所述驱动装置带动做直线往复运动。
较佳地，所述驱动装置包括驱动电机，所述驱动电机的输出轴上固定设置一转盘，所述转盘上垂直且固设一拨动杆，所述拨动杆偏离所述转盘的旋转轴；
所述活动安装支架上设置第四连接板，所述第四连接板上开设第三条形孔，所述拨动杆插入所述第三条形孔内，所述拨动杆在随着所述转盘转动的过程中，既在此第三条形孔内转动，又沿着此第三条形孔移动。
较佳地，所述换热介质通道水平设置或竖直设置，所述喷淋装置对着所述换热介质通道的入口设置。
较佳地，所述喷嘴为扇形喷嘴。
较佳地，所述喷嘴组的若干所述喷嘴的安装方向相同。
本发明还提供一种热量回收热泵机组，对烘干装置的出风热量进行回收，包括至少一蒸发器，所述蒸发器包括由若干换热片形成的换热片阵列，所述换热片间形成换热介质通道，所述蒸发器采用上述的清洗系统进行清洗。
与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：
通常翅片管换热器、管板式换热器、开放板式换热器等各类换热器的换热片(板)为矩阵式布局；本发明面向矩阵式换热器换热片(板)，构建矩阵式水雾布局，在驱动装置带动下，喷嘴组和矩阵式水雾往复式运动，扇形喷嘴组射出矩阵式的水雾颗粒，能够对换热器换热片(板)实施无盲区的全覆盖；本发明扇形喷嘴组射出的矩阵式水雾颗粒在驱动装置带动和同向气流裹挟下，往复运动，对换热器换热片(板)阵列实施喷淋冲刷清洗，均匀无死角，全面消除附着在换热器换热片(板)上的粉尘污垢，降低换热片(板)的热阻，使换热器的换热能力和换热效率得到再生。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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的附图。附图中：
图1为本发明的优选实施例1提供的采用摆动式单排扇形喷嘴组的清洗系统的结构示意图；
图2为本发明的优选实施例1提供的采用摆动式单排扇形喷嘴组的清洗系统的喷淋清洗运行示意图；
图3为本发明的优选实施例提供的换热器的换热介质通道水平设置时的喷淋清洗系统的结构示意图；
图4为本发明的优选实施例提供的换热器的换热介质通道水平设置时的喷淋清洗系统的运行示意图；
图5为本发明的优选实施例2提供的采用摆动式双排扇形喷嘴组的清洗系统的结构示意图；
图6为本发明的优选实施例2提供的采用摆动式双排扇形喷嘴组的清洗系统的喷淋清洗运行示意图；
图7为本发明的优选实施例3提供的采用单排扇形喷嘴组的清洗系统应用于热量回收热泵机组的运行示意图；
图8为本发明的优选实施例3提供的采用双排扇形喷嘴组的清洗系统应用于热量回收热泵机组的运行示意图。
具体实施方式
本发明提供一种往复式换热器喷淋清洗系统，所述换热器包括由若干换热片形成的换热片阵列，所述换热片间形成换热介质通道，所述清洗系统包括喷淋装置和至少一驱动装置，所述喷淋装置包括至少一喷嘴组，所述喷嘴组包括若干间隔设置的喷嘴，所述喷嘴对着所述换热片；一所述驱动装置驱动至少一所述喷嘴组，所述喷嘴组在所述驱动装置的驱动下做往复式运动。
喷嘴优选扇形喷嘴，在清洗系统运行时，喷嘴组射出矩阵式的水雾颗粒，覆盖翅片管换热器、管板式换热器、开放板式换热器等各类换热器的换热片(板)；在驱动装置带动下扇形喷嘴组做往复式摆动，同向气流(换热介质通道通过的是气体)裹挟下，扇形喷嘴组射出的矩阵式水雾颗粒对换热器换热片(板)阵列实施无盲区的扫描式喷淋冲刷清洗，消除附着在换热器换热片(板)上的粉尘污垢，降低换热片(板)的热阻，使换热器的换热能力和换热效率得到再生。
以下将结合附图对本发明提供的一种往复式换热器喷淋清洗系统进行详细描述，以下几个实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例，本领域技术人员在不改变本发明精神和内容的范围内，能够对其进行修改和润色。
实施例1
请参考图1至图4，本实施例提供一种往复式换热器喷淋清洗系统2，所述换热器1包括由若干换热片11形成的换热片阵列，所述换热片11间形成换热介质通道，所述清洗系统2包括喷淋装置21和至少一驱动装置22，所述喷淋装置21包括至少一喷嘴组，所述喷嘴组包括若干间隔设置的喷嘴2106，所述喷嘴2106对着所述换热片11；一所述驱动装置22驱动至少一所述喷嘴组，所述喷嘴组在所述驱动装置22的驱动下做往复式运动。清洗系统2可以包括一个驱动装置22，也可以包括多个驱动装置22，一驱动装置22可以驱动一组喷嘴，也同时可以驱动几组喷嘴。本实施例以一个驱动装置22驱动一组喷嘴为例，即在本实施例中，所述清洗系统2包括喷淋装置21和一驱动装置22，所述喷淋装置21包括一组喷嘴，这组喷嘴在驱动装置22的驱动下做直线往复运动。直线往复运动包括摆动往复运动和直线往复运动，以下针对这两个不同的往复运动做详细描述。
请参考图1和图2，喷嘴组在所述驱动装置22的驱动下做摆动往复运动：
所述喷淋装置21还包括固定安装支架2101、驱动杆2108、若干摆动杆2107和至少一水管2104，所述水管2104固定安装在所述固定安装支架2101上，一所述喷嘴组的若干所述喷嘴2106排成一字型，且分别通过一连接软管2105连通设置在所述水管2104上；水管2104通过阀门2102与进水管2103连接，进水管2103与水箱23连接；
所述驱动杆2108滑动设置在所述固定安装支架2101上，若干所述摆动杆2107平行且间隔设置，并分别转动设置在所述固定安装支架2101上，所述摆动杆2107与所述驱动杆2108垂直且活动连接，所述喷嘴组的若干所述喷嘴2106分别与若干所述摆动杆2107固定连接，即一喷嘴2106与一摆动杆2107固定连接；
所述驱动装置22与所述驱动杆2108驱动连接，在运行时，所述驱动杆2108在所述驱动装置22的带动下做直线往复运动，若干所述摆动杆2107在所述驱动杆2108的带动下做小角度摆动往复运动，若干所述摆动杆2107带动若干所述喷嘴2106做摆动往复运动。
以所述驱动装置22为驱动电机为例，所述驱动电机的输出轴上固设一转盘221，所述转盘221上垂直且固设一拨动杆222，所述拨动杆222偏离所述转盘221的旋转轴，即拨动杆222不在所述转盘221的旋转轴上；
所述驱动杆2108上间隔且垂直且固设第一连接板2109和若干第二连接板2110，所述第一连接板2109上开设第一条形孔21091，所述拨动杆222插入位于所述第一条形孔21091，所述拨动杆222在随着所述转盘221转动的过程中，既在此第一条形孔21091内转动，又沿着此第一条形孔21091移动；
所述第二连接板2110上开设第二条形孔2110；若干所述摆动杆2107上分别垂直且固设若干与所述第二连接板2110对应的第三连接板2112，所述第三连接板2112上垂直且固设一插杆2111，所述插杆2111插入对应的第二条形孔2110内，在所述驱动杆2108做直线往复运动的过程中，所述插杆2111既可在所述第二条形孔2110内转动，又沿着此第二条形孔2110移动。
喷嘴组在所述驱动装置22的驱动下做直线往复运动：
喷淋装置21还包括活动安装支架和至少一水管2104，活动安装支架上述的固定安装支架2101，驱动装置22与活动安装支架的驱动方式与上述的驱动装置22与驱动杆2108的驱动方式相同。具体如下：
在本实施例中，所述水管2104固定设置在所述活动安装支架上，一所述喷嘴组的若干所述喷嘴2106分别连通设置在一所述水管2104上；水管2104通过阀门2102与进水管2103连接，进水管2103与水箱23连接；
所述活动安装支架通过所述驱动装置22带动做直线往复运动，由于喷嘴组固定在活动安装支架上，因此，喷嘴组随着活动安装支架在驱动装置22的带动下做直线往复运动。
以驱动装置22为驱动电机为例，所述驱动电机的输出轴上固定设置一转盘，所述转盘上垂直且固设一拨动杆，所述拨动杆偏离所述转盘的旋转轴，即拨动杆不在所述转盘的旋转轴上；
所述活动安装支架上设置第四连接板，所述第四连接板上开设第三条形孔，所述拨动杆插入所述第三条形孔内，所述拨动杆在随着所述转盘221转动的过程中，既在此第三条形孔内转动，又沿着此第三条形孔移动。
作为一种实施例，请参考图3和图4，所述换热介质通道水平设置，喷淋装置21设置在换热器1的侧面并对着所述换热介质通道的入口。以换热介质通道内流动的换热介质是气体为例，在清洗系统2运行时，驱动装置22带动扇形喷嘴组及喷射出的水雾在铅直面内往复运动，往复运动的水雾在水平气流裹挟下穿越直立换热器的翅片组，对换热器翅片组实施扫描式喷淋冲刷清洗，清洗效率更高更彻底。
作为另外一种实施例，请参考图1和图2，所述换热介质通道竖直设置，喷淋装置21设置在换热器1的上方并对着所述换热介质通道的入口。以换热介质通道内流动的换热介质是气体为例，在清洗系统2运行时，驱动装置22带动扇形喷嘴组及喷射出的水雾在铅直面内往复运动，往复运动的水雾在竖直气流裹挟下穿越直立换热器的翅片组，对换热器翅片组实施扫描式喷淋冲刷清洗，清洗效率更高更彻底。
在本实施例中，所述喷嘴组的若干所述喷嘴2106的安装方向相同。以这组喷嘴的若干喷嘴沿换热片阵列的长度方向分布，运行时，喷嘴组与高压水管2104间的阀门2102打开，每个扇形喷嘴喷出的水雾均可以完全覆盖换热片阵列的宽度，驱动装置22带动这组喷嘴往复运动，扇形喷嘴组射出的水雾既可以完全覆盖换热片阵列的宽度，又可以完全覆盖换热片阵列的长度，即扇形喷嘴组射出的矩阵式水雾颗粒对换热器换热片(板)阵列实施无盲区的扫描式喷淋冲刷清洗，消除附着在换热器换热片(板)上的粉尘污垢，降低换热片(板)的热阻，使换热器的换热能力和换热效率得到再生。
实施例2
本实施例与实施例1的基本结构和原理相同，不同之处在于，实施例1提供的清洗系统2包括一驱动装置22和一组喷嘴，即采用单排喷嘴组；而本实施例2提供的清洗系统2包括一驱动装置22和两组喷嘴，即采用双排喷嘴组，请参考图5和图6，这两组喷嘴平行设置，这两组喷嘴上的一喷嘴分别对应设置在同一根摆动杆2107，即一根摆动杆2107同时驱动两个喷嘴2106，这两个喷嘴分别位于两组喷嘴上。在本实施例中，这两组喷嘴由一驱动装置22同时驱动，实施例2所述的清洗系统2适合长直管的翅片管换热器，运行时，驱动系统能够带动双排扇形喷嘴组及喷射出的水雾在铅直面内小角度摆动或直线往复运动，清洗效率更均匀更彻底。
实施例3
请参考图7和图8，本实施例提供一种热量回收热泵机组，对谷物烘干机等烘干装置的出风热量进行回收，其包括回风热量回收与粉尘在线清洗蒸发器模块，此蒸发器模块参见本申请人于2020年12月30日向国家知识产权局提交的申请号为202011642689.X的发明专利申请，其包括至少一蒸发器，蒸发器采用上述实施例1或实施例2所述的换热器1，通常采用翅片管换热器，翅片管蒸发器都设置在烘干装置的出风通道中；所述蒸发器模块的风道为竖向风道，所述竖向风道从上到下依次包括：
风雾混合段，为所述蒸发器模块的进风段；所述风雾混合段设有上述实施例1所述的清洗系统2(请参考图7)或实施例2所述的清洗系统2(请参考图8)，在对所述蒸发器进行清洗时，所述喷淋装置21喷出的水雾与来自烘干装置的暖湿回风在此段混合；
吸热吸附段，所述吸热吸附段由所述蒸发器竖向设置的风道构成；运行时，所述蒸发器的翅片从烘干装置的暖湿回风中吸热，使暖湿回风中的水蒸汽在所述蒸发器翅片表面冷凝，产生的水膜吸附所述暖湿回风中的粉尘；
风污分离段，为所述蒸发器模块的出风段；在对所述蒸发器进行清洗时，所述清洗系统2喷出的水雾在其重力和来自烘干装置的暖湿回风裹挟下冲刷清洗所述蒸发器翅片表面，倾泻而下的回风和污水在此段分离。
Claims (11)
1.一种往复式换热器喷淋清洗系统，所述换热器包括由若干换热片形成的换热片阵列，所述换热片间形成换热介质通道，其特征在于，所述清洗系统包括喷淋装置和至少一驱动装置，所述喷淋装置包括至少一喷嘴组，所述喷嘴组包括若干间隔设置的喷嘴，所述喷嘴对着所述换热片；一所述驱动装置驱动至少一所述喷嘴组，在运行时，所述喷嘴组在所述驱动装置的驱动下做往复式运动，其射出的水雾颗料对所述换热片阵列进行无盲区的喷淋冲刷清洗。
2.如权利要求1所述的一种往复式换热器喷淋清洗系统，其特征在于，所述喷嘴组在所述驱动装置的驱动下做摆动往复运动。
3.如权利要求2所述的一种往复式换热器喷淋清洗系统，其特征在于，所述喷淋装置还包括固定安装支架、驱动杆、若干摆动杆和至少一水管，所述水管固定安装在所述固定安装支架上，一所述喷嘴组的若干所述喷嘴分别通过一连接软管连通设置在所述水管上；
所述驱动杆滑动设置在所述固定安装支架上，若干所述摆动杆平行且间隔设置，并分别转动设置在所述固定安装支架上，所述摆动杆与所述驱动杆垂直且活动连接，所述喷嘴组的若干所述喷嘴分别与若干所述摆动杆固定连接；
所述驱动装置与所述驱动杆驱动连接，在运行时，所述驱动杆在所述驱动装置的带动下做直线往复运动，若干所述摆动杆在所述驱动杆的带动下做摆动往复运动，若干所述摆动杆带动若干所述喷嘴做摆动往复运动。
4.如权利要求3所述的一种往复式换热器喷淋清洗系统，其特征在于，所述驱动装置包括驱动电机，所述驱动电机的输出轴上固设一转盘，所述转盘上垂直且固设一拨动杆，所述拨动杆偏离所述转盘的旋转轴；
所述驱动杆上间隔且垂直且固设第一连接板和若干第二连接板，所述第一连接板上开设第一条形孔，所述拨动杆插入位于所述第一条形孔，所述拨动杆在随着所述转盘转动的过程中，既在此第一条形孔内转动，又沿着此第一条形孔移动；
所述第二连接板上开设第二条形孔；若干所述摆动杆上分别垂直且固设若干与所述第二连接板对应的第三连接板，所述第三连接板上垂直且固设一插杆，所述插杆插入对应的第二条形孔内，在所述驱动杆做直线往复运动的过程中，所述插杆既可在所述第二条形孔内转动，又沿着此第二条形孔移动。
5.如权利要求1所述的一种往复式换热器喷淋清洗系统，其特征在于，所述喷嘴组在所述驱动装置的驱动下做直线往复运动。
6.如权利要求5所述的一种往复式换热器喷淋清洗系统，其特征在于，所述喷淋装置还包括活动安装支架和至少一水管，所述水管固定设置在所述活动安装支架上，一所述喷嘴组的若干所述喷嘴分别连通设置在一所述水管上；
所述活动安装支架通过所述驱动装置带动做直线往复运动。
7.如权利要求6所述的一种往复式换热器喷淋清洗系统，其特征在于，所述驱动装置包括驱动电机，所述驱动电机的输出轴上固定设置一转盘，所述转盘上垂直且固设一拨动杆，所述拨动杆偏离所述转盘的旋转轴；
所述活动安装支架上设置第四连接板，所述第四连接板上开设第三条形孔，所述拨动杆插入所述第三条形孔内，所述拨动杆在随着所述转盘转动的过程中，既在此第三条形孔内转动，又沿着此第三条形孔移动。
8.如权利要求1所述的一种往复式换热器喷淋清洗系统，其特征在于，所述换热介质通道水平设置或竖直设置，所述喷淋装置对着所述换热介质通道的入口设置。
9.如权利要求1所述的一种往复式换热器喷淋清洗系统，其特征在于，所述喷嘴为扇形喷嘴。
10.如权利要求1所述的一种往复式换热器喷淋清洗系统，其特征在于，所述喷嘴组的若干所述喷嘴的安装方向相同。
11.一种热量回收热泵机组，对烘干装置的出风热量进行回收，包括至少一蒸发器，所述蒸发器包括由若干换热片形成的换热片阵列，所述换热片间形成换热介质通道，其特征在于，所述蒸发器采用上述权利要求1至10任一项所述的清洗系统进行清洗。
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