CN112964123A - 一种换热器翅片双面喷淋清洗系统及热量回收热泵机组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种换热器翅片双面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驱动装置，所述喷淋装置包括喷嘴方向斜交的至少两组喷嘴，这两组喷嘴指向所述换热片的两侧面，并与所述驱动装置驱动连接；在运行时，这两组排喷嘴在所述驱动装置的驱动下做往复式运动，并且射出的水雾颗粒对所述换热片阵列的双面实施无盲区的喷淋冲刷清洗。

Description

一种换热器翅片双面喷淋清洗系统及热量回收热泵机组

技术领域

本发明涉及换热片表面的除尘技术领域，特别涉及一种换热器翅片双面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，其吸热模块的清洗难度巨大；因为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，含有生物质成分的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，本发明提供了一种换热器翅片双面喷淋清洗系统，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驱动装置，所述喷淋装置包括喷嘴方向斜交的至少两组喷嘴，这两组喷嘴指向所述换热片的两侧面，并与所述驱动装置驱动连接；在运行时，这两组排喷嘴在所述驱动装置的驱动下做往复式运动，并且射出的水雾颗粒对所述换热片阵列的双面实施无盲区的喷淋冲刷清洗。

较佳地，每组喷嘴包括若干间隔设置的喷嘴，每组喷嘴同向安装，并指向所述换热片的同一侧面。

较佳地，每组喷嘴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、若干摆动杆和水管，所述水管固定安装在所述固定安装支架上；

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；

所述摆动杆为空心管结构，所述水管通过若干软管分别与若干所述摆动杆相连通；

喷嘴方向斜交的至少两组喷嘴分别连通设置在若干所述摆动杆上；

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，同一所述摆动杆上设置至少一正向喷嘴或/和反向喷嘴，当正向喷嘴和反向喷嘴设置在同一所述摆动杆上时，则这同一所述摆动杆上的正向喷嘴和反向喷嘴分布在此摆动杆的两侧。

较佳地，每组喷嘴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若干平行且固定设置在所述活动安装支架上的水管，喷嘴方向斜交的至少两组喷嘴分别连通设置在若干所述水管上；

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。

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，其特征在于，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：

1.对换热器全覆盖

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；本发明针对矩阵式换热器换热片(板)的双面，构建两组矩阵式气流水雾布局，两组喷嘴组射出的两组矩阵式水雾颗粒，能够对换热器换热片(板)双面实施无盲区的全覆盖；

2.喷淋清洗效果卓越

本发明喷嘴组射出的两组矩阵式水雾颗粒在气流裹挟下，对换热器换热片(板)阵列双面实施喷淋冲刷清洗，均匀无死角，全面消除附着在换热器换热片(板)双面上的粉尘污垢，降低换热片(板)每一侧面的热阻，使换热器的换热能力和换热效率得到再生。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

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提供的一种换热器翅片双面喷淋清洗系统的结构示意图；

图2为本发明的优选实施例1提供的一种换热器翅片双面喷淋清洗系统的运行图；

图3为本发明的优选实施例2提供的一种换热器翅片双面喷淋清洗系统的结构示意图；

图4为本发明的优选实施例2提供的一种换热器翅片双面喷淋清洗系统的运行图；

图5为本发明的优选实施例3提供的回风热量回收与粉尘在线清洗蒸发器模块的清洗运行图。

具体实施方式

本发明提供一种换热器翅片双面喷淋清洗系统，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驱动装置，所述喷淋装置包括喷嘴方向斜交的至少两组喷嘴，这两组喷嘴指向所述换热片的两侧面，并与所述驱动装置驱动连接；在运行时，这两组喷嘴在所述驱动装置的驱动下做往复式运动，并且射出的水雾颗粒对所述换热片阵列的双面实施无盲区的喷淋冲刷清洗。

喷嘴优选扇形喷嘴，在清洗系统运行时，喷嘴方向斜交的至少两组喷嘴射出至少两组矩阵式的水雾颗粒，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换热片(板)的双面；在气流(换热介质通道通过的是气体)裹挟下，喷嘴组射出的两组矩阵式水雾颗粒对换热器换热片(板)阵列的双面实施无盲区的喷淋冲刷清洗，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；本发明还可以将两组喷嘴采用两个阀门控制，两个阀门交错打开，对换热器换热片(板)的双面进行交错喷淋清洗。

在本发明中，每组喷嘴包括若干间隔设置的喷嘴，每组喷嘴同向安装，并指向所述换热片的同一侧面。

以下将结合附图对本发明提供的一种换热器翅片双面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和图2，一种换热器翅片双面喷淋清洗系统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和驱动装置22，所述喷淋装置21包括至少一组正向设置的喷嘴和至少一组反向设置的喷嘴，每一组正向设置的喷嘴均包括若干正向设置的喷嘴2105，这些正向设置的喷嘴2105均指向换热片11的一侧面；每一组反向设置的喷嘴均包括若干反向设置的喷嘴2108，这些反向设置的喷嘴2108均指向换热片11的另一侧面。本实施例对正向设置的喷嘴具体有几组不做限制，同理，对反向设置的喷嘴具体有几组不做限制，具体可根据换热片阵列的大小具体设定。图1所示为两组(排)正向喷嘴和两组(排)反向喷嘴。在运行时，喷嘴在所述驱动装置22的驱动下做往复式运动。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2103、驱动杆2102、若干摆动杆2104和高压水管2109，所述水管2109固定安装在所述固定安装支架2103上；

所述驱动杆2102滑动设置在所述固定安装支架2103上，若干所述摆动杆2104平行且间隔设置，并分别转动设置在所述固定安装支架2103上，所述摆动杆2104与所述驱动杆2102垂直且活动连接；

所述摆动杆2104为空心管结构，所述水管2109通过若干软管2111分别与若干所述摆动杆2104相连通，所述摆动杆2104上连通设置喷嘴；

以驱动杆2102的两端方向为固定安装支架2103的前后两端，摆动杆2104的两端方向为固定安装支架2103的左右两侧，因此，同一固定安装支架2103的两侧分别设置一排正向喷嘴2105和一排反向喷嘴2108，同一排的若干喷嘴间隔设置在一摆动杆2104上，且这两排喷嘴位于换热板阵列的外侧，目的是使得喷嘴喷出的水雾能覆盖到换热板阵列的边缘位置；且每一根摆动杆2104的中部还设置一喷嘴，每一根摆动杆2104上的喷嘴方向相同。在本实施例中，若干摆动杆2104中部的正向喷嘴2105和反向喷嘴2108相间设置，即固定安装支架2103中部的一排正向喷嘴2105和一排反向喷嘴2108相间成一排正反向喷嘴2108。

所述驱动装置22与所述驱动杆2102驱动连接，在运行时，所述驱动杆2102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2104在所述驱动杆2102的带动下做摆动往复运动，若干所述摆动杆2104带动若干所述喷嘴做摆动往复运动。

进一步的，所述驱动装置22包括驱动电机，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；

所述驱动杆2102上间隔且垂直且固设第一连接板2101和若干第二连接板2107，所述第一连接板2101上开设第一条形孔，所述拨动杆222插入位于所述第一条形孔，所述拨动杆222在随着所述转盘221转动的过程中，既在此第一条形孔内转动，又沿着此第一条形孔移动；

所述第二连接板2107上开设第二条形孔；若干所述摆动杆2104上分别垂直且固设若干与所述第二连接板2107对应的第三连接板2106，所述第三连接板2106上垂直且固设一插杆2112，所述插杆2112插入对应的第二条形孔内，在所述驱动杆2102做直线往复运动的过程中，所述插杆2112既可在所述第二条形孔内转动，又沿着此第二条形孔移动。

喷嘴在所述驱动装置22的驱动下做直线往复运动：

所述喷淋装置21还包括活动安装支架和若干平行且固定设置在所述活动安装支架上的水管，喷嘴方向斜交的至少两排喷嘴分别连通设置在若干所述水管上；

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。

进一步的，所述驱动装置22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221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。

在本实施例中，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，由于喷嘴是通过水管固定在活动安装支架上，因此，喷嘴随着活动安装支架在驱动装置的带动下做直线往复运动。

作为一种实施例，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1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。

实施例2

本实施例与实施例1的基本结构和原理相同，不同之处在于摆动杆2104上喷嘴的分布不同，本实施例采用在同一根空心摆动杆2104上设置双排斜交喷嘴组，请参考图3和图4，其中一排喷嘴组承担换热器所有翅片同一个侧面的喷淋清洗，另一排喷嘴组承担换热器所有翅片另一个侧面的喷淋清洗；双排斜交喷嘴组喷射的斜交错排水雾颗粒，在气流裹挟下，对换热器所有翅片的两面实施喷淋冲刷清洗。运行时，驱动装置22带动双排喷嘴组及喷射出的斜交错排水雾在铅直面内小角度摆动，对所有翅片的两个侧面实施摇摆式喷淋冲刷清洗，清洗效率更高更彻底。

在本实施例中，每根摆动杆2104间隔设置四个喷嘴，其中包括两个正向喷嘴2105和两个反向喷嘴2108，这两个正向喷嘴2105位于摆动杆2104的右端，这两个反向喷嘴2108位于摆动杆2104的左端，且正向喷嘴2105和反向喷嘴2108位于此摆动杆2104的两侧。若干摆动杆2104同一位置上的喷嘴排成一排。

实施例3

请参考图5，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或实施例2所述的清洗系统2，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 (12)

1.一种换热器翅片双面喷淋清洗系统，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驱动装置，所述喷淋装置包括喷嘴方向斜交的至少两组喷嘴，这两组喷嘴指向所述换热片的两侧面，并与所述驱动装置驱动连接；在运行时，这两组排喷嘴在所述驱动装置的驱动下做往复式运动，并且射出的水雾颗粒对所述换热片阵列的双面实施无盲区的喷淋冲刷清洗。

2.如权利要求1所述的一种换热器翅片双面喷淋清洗系统，其特征在于，每组喷嘴包括若干间隔设置的喷嘴，每组喷嘴同向安装，并指向所述换热片的同一侧面。

3.如权利要求2所述的一种换热器翅片双面喷淋清洗系统，其特征在于，每组喷嘴在所述驱动装置的驱动下做摆动往复运动。

4.如权利要求3所述的一种换热器翅片双面喷淋清洗系统，其特征在于，所述喷淋装置还包括固定安装支架、驱动杆、若干摆动杆和水管，所述水管固定安装在所述固定安装支架上；

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；

所述摆动杆为空心管结构，所述水管通过若干软管分别与若干所述摆动杆相连通；

喷嘴方向斜交的至少两组喷嘴分别连通设置在若干所述摆动杆上；

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。

5.如权利要求4所述的一种换热器翅片双面喷淋清洗系统，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。

6.如权利要求4所述的一种换热器翅片双面喷淋清洗系统，其特征在于，同一所述摆动杆上设置至少一正向喷嘴或/和反向喷嘴，正向喷嘴指向所述换热片的一个侧面，反向喷嘴指向所述换热片的另一个侧面；当正向喷嘴和反向喷嘴设置在同一所述摆动杆上时，则这同一所述摆动杆上的正向喷嘴和反向喷嘴分布在此摆动杆的两侧。

7.如权利要求1所述的一种换热器翅片双面喷淋清洗系统，其特征在于，每组喷嘴在所述驱动装置的驱动下做直线往复运动。

8.如权利要求7所述的一种换热器翅片双面喷淋清洗系统，其特征在于，所述喷淋装置还包括活动安装支架和若干平行且固定设置在所述活动安装支架上的水管，喷嘴方向斜交的至少两组喷嘴分别连通设置在若干所述水管上；

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。

9.如权利要求8所述的一种换热器翅片双面喷淋清洗系统，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。

10.如权利要求1所述的一种换热器翅片双面喷淋清洗系统，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。

11.如权利要求1所述的一种换热器翅片双面喷淋清洗系统，其特征在于，所述喷嘴为扇形喷嘴。

12.一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11任一项所述的清洗系统进行清洗。

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