CN207797815U - 串级u型管换热器及换热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种串级U型管换热器及换热系统，涉及换热器技术领域。该串级U型管换热器包括壳体、循环水管和冷却水管；壳体形成换热腔，壳体上设有与换热腔连通的空气进口和空气出口；循环水管包括循环水出口和循环水进口，循环水管的至少部分位于换热腔内，循环水管的一端与循环水出口连通，循环水管的另一端与循环水进口连通，循环水出口和循环水进口位于壳体外；冷却水管包括冷却水出口和冷却水进口，冷却水管的至少部分位于换热腔内，冷却水管的一端与冷却水出口连通，冷却水管的另一端与冷却水进口连通，冷却水进口和所述冷却水出口位于壳体外。该串级U型管换热器的结构合理，换热效率高、减小了气体的压降、降低了换热能耗。

Description

串级U型管换热器及换热系统

技术领域

本实用新型涉及换热器技术领域，具体而言，涉及一种串级U型管换热器及换热系统。

背景技术

在空气干燥领域，需要将空气冷却到露点进行除湿，达到干燥空气的目的。因此，一般需要将空气冷却到20℃以下。直接采用高口味的冷冻水进行冷却，需要耗费大量能源进行冷冻水的制作。若先采用循环水进行冷却，再采用冷却水进行冷却，则需要两台以上的换热器，气体的压降、投资成本占地面积则会大幅增加。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种串级U型管换热器，该串级U型管换热器的结构合理，其在一台换热器中实现了采用两种不同温度的冷却介质对空气进行冷却，减小了气体的压降、降低了换热能耗。

本实用新型的另一目的在于提供一种换热系统，该换热系统具有上述串级U型管换热器的全部功能。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种串级U型管换热器，包括壳体、循环水管和冷却水管；

所述壳体形成换热腔，所述壳体上设有与所述换热腔连通的空气进口和空气出口；

所述循环水管包括循环水出口和循环水进口，所述循环水管的至少部分位于所述换热腔内，所述循环水管的一端与所述循环水出口连通，所述循环水管的另一端与所述循环水进口连通，所述循环水出口和所述循环水进口位于所述壳体外；

所述冷却水管包括冷却水出口和冷却水进口，所述冷却水管的至少部分位于所述换热腔内，所述冷却水管的一端与所述冷却水出口连通，所述冷却水管的另一端与所述冷却水进口连通，所述冷却水进口和所述冷却水出口位于所述壳体外。

另外，根据本实用新型实施例提供的串级U型管换热器，还可以具有如下附加的技术特征：

本实用新型可选的实施例中，所述循环水出口和所述循环水进口位于所述壳体的一端，所述冷却水进口和所述冷却水出口位于所述壳体的另一端；

所述空气进口与所述换热腔内的所述循环水管相对应，所述空气出口与所述换热腔内的所述冷却水管相对应。

本实用新型可选的实施例中，所述串级U型管换热器还包括循环水第一管箱和循环水第二管箱，所述循环水第一管箱和所述循环水第二管箱设置于所述壳体内的一端，所述循环水管的一端与所述循环水第一管箱连通，所述循环水管的另一端与所述循环水第二管箱连通，所述循环水进口设置于所述壳体且与所述循环水第二管箱连通，所述循环水出口设置于所述壳体且与所述循环水第一管箱连通。

本实用新型可选的实施例中，所述串级U型管换热器还包括冷却水第一管箱和冷却水第二管箱，所述冷却水第一管箱和所述冷却水第二管箱设置于所述壳体内的另一端，所述冷却水管的一端与所述冷却水第一管箱连通，所述冷却水管的另一端与所述冷却水第二管箱连通，所述冷却水进口设置于所述壳体且与所述冷却水第二管箱连通，所述冷却水出口设置于所述壳体且与所述冷却水第一管箱连通。

本实用新型可选的实施例中，所述循环水管和所述冷却水管均呈U型，且所述循环水管和所述冷却水管相对设置。

本实用新型可选的实施例中，所述串级U型管换热器还包括多个折流板，多个所述折流板设置于所述换热腔内且位于所述空气进口和所述空气出口之间；

所述循环水管和所述冷却水管分别穿过相对的所述折流板，多个所述折流板将所述空气进口和所述空气出口之间的部分所述换热腔构造为蜿蜒延伸的流道。

本实用新型可选的实施例中，所述串级U型管换热器还包括绕流板，所述绕流板设置于所述换热腔内且位于所述循环水管和所述冷却水管之间，所述绕流板的延伸方向与相邻的两个所述折流板的延伸方向相反，所述绕流板的远离所述空气进口的一端形成用于空气流通的缺口。

本实用新型可选的实施例中，所述绕流板的靠近所述空气进口的一端具有多个通孔。

本实用新型可选的实施例中，所述串级U型管换热器还包括第一管板和第二管板；

所述第一管板设置于所述换热腔与所述循环水第一管箱、所述循环水第二管箱之间，所述循环水管设置于所述第一管板；

所述第二管板设置于所述换热腔与所述冷却水第一管箱、所述冷却水第二管箱之间，所述冷却水管设置于所述第二管板。

本实用新型实施例还提供一种换热系统，包括上述的串级U型管换热器。

本实用新型实施例的有益效果是：该串级U型管换热器的结构合理，实用性强，换热效率高、其减小了气体的压降、降低了换热能耗，节省了投资成本和占地面积。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，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实用新型的某些实施例，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为本实用新型实施例1提供的串级U型管换热器的结构示意图；

图2为折流板的结构示意图；

图3为折流板的另一种结构示意图；

图4为绕流板的结构示意图。

图标：1-循环水进口；2-循环水出口；3-循环水隔板；4-循环水第二管箱；5-循环水第一管箱；6-第一管板；7-空气进口；8-壳体；9-循环水管；10-冷却水管；11-第二管板；12-冷却水第一管箱；13-冷却水出口；14-冷却水隔板；15-冷却水进口；16-冷却水第二管箱；17-空气出口；18-绕流板；19-折流板。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1

参阅图1所示，本实用新型实施例提供一种串级U型管换热器，该串级U型管换热器包括壳体8、循环水第一管箱5、循环水第二管箱4、循环水管9、冷却水第一管箱12、冷却水第二管箱16和冷却水管10。

本实施例中，壳体8的形状大致为：中间呈圆柱状，壳体8的两端为圆弧状。当然，壳体8也可以为其他形状。

壳体8内具有换热腔，该换热腔即对应壳体8的中间部分的内部，因此，该换热腔也呈圆柱状，以图1所示的状态为例，在壳体8的上部设有空气进口7和空气出口17，且该空气进口7和空气出口17分别与换热腔连通，可以理解，空气进口7用于空气的进入，而空气出口17则用于空气的排出，空气进口7和空气出口17的位置可以调换。

循环水第一管箱5、循环水第二管箱4、冷却水第一管箱12和冷却水第二管箱16可以为壳体8的一部分，也可以是与壳体8为相互独立的部件。

参阅图1所示，该串级U型管换热器还包括第一管板6、第二管板11、循环水隔板3和冷却水隔板14，其中，第一管板6和第二管板11均呈圆形的板状结构，其与壳体8中部的内径相适配，而循环水隔板3和冷却水隔板14大致呈半圆状且二者与壳体8两端的形状相适配，当循环水第一管箱5、循环水第二管箱4、冷却水第一管箱12和冷却水第二管箱16为壳体8的一部分时，第一管板6和第二管板11设置于壳体8内且沿壳体8的径向分布，而循环水隔板3垂直连接于第一管板6的远离壳体8中心的一侧，冷却水隔板14垂直连接于第二管板11的远离壳体8中心的一侧，由此，第一管板6和循环水隔板3将壳体8的一端分为两个腔体，两个腔体可为上述的循环水第一管箱5和循环水第二管箱4，相应地，壳体8的另一端分为冷却水第一管箱12和冷却水第二管箱16。

当循环水第一管箱5、循环水第二管箱4、冷却水第一管箱12和冷却水第二管箱16与壳体8为相互独立的部件时，循环水第一管箱5、循环水第二管箱4、冷却水第一管箱12和冷却水第二管箱16对应设置于壳体8内部即可。

循环水管9设置在第一管板6上，其分布的形状大致为U型，具体为循环水管9的进口和出口分别朝向远离壳体8中心的方向，而循环水管9的大部分则位于换热腔内，且循环水管9的出口与循环水第一管箱5连通，循环水管9的进口与循环水第二管箱4连通；冷却水管10设置在第二管板11上，其分布的形状大致为U型，具体为冷却水管10的进口和出口分别朝向远离壳体8中心的方向，而冷却水管10的大部分也位于换热腔内，此外，循环水管9与冷却水管10相对设置，本实施例中，循环水管9和冷却水管10均呈U型，且其数量为分别为至少两根。

参阅图1所示，具体地，循环水管9包括循环水出口2和循环水进口1，循环水出口2和循环水进口1均设置于壳体8的一端，循环水出口2与循环水第一管箱5连通，循环水进口1与循环水第二管箱4连通，由此，循环水经循环水进口1、循环水第二管箱4、循环水管9、循环水第一管箱5和循环水出口2进行流通。

参阅图1所示，冷却水管10包括冷却水出口13和冷却水进口15，冷却水出口13和冷却水出口13位于壳体8的另一端，冷却水出口13和冷却水第一管箱12连通，冷却水进口15与冷却水第二管箱16连通，由此，冷却水经冷却水进口15、冷却水第二管箱16、冷却水管10、冷却水第一管箱12和冷却水出口13进行流通。

需要说明的是，空气进口7与换热腔内的循环水管9对应，而空气出口17与换热腔内的冷却水管10对应，此处的对应是指，以图1所示的状态为例，则空气进口7位于循环水管9的上方，而空气出口17位于冷却水管10的上方。

由此，循环水管9和冷却水管10均能对由空气进口7进入换热腔内的空气进行冷却。

结合图1、图2和图4所示，本实施例中，为进一步延长循环水管9和冷却水管10对空气的冷却时间，提高冷却效率，以降低系统的换热能耗。该串级U型管换热器还包括多个折流板19和一绕流板18。

折流板19和绕流板18均位于换热腔内且位于空气进口7和空气出口17之间。

其中，折流板19的数量根据壳体8的实际大小而定，优选为四个以上，其中两个折流板19位于循环水管9的区域，另外两个折流板19位于冷却水管10的区域，且折流板19和绕流板18的外形大致相同，折流板19和绕流板18可以由圆形的钢板制成，并在圆形的钢板上截取弦长为小于其直径的一部分而成，简而言之，折流板19和绕流板18具有缺口，且该缺口位于圆形的边缘。

此外，结合图1和图3所示，每个折流板上19上也可以穿设四根或者六根循环水管9或者冷却水管10。

参阅图2所示，具体地，折流板19固定连接在壳体8的内壁且沿壳体8的径向分布，根据循环水管9和冷却水管10的具体数量，在折流板19上开设有对应的通孔，以供循环水管9和冷却水管10穿过，折流板19可焊接在壳体8的内壁上。

以图1所示状态以及对应于循环水管9的两个折流板19为例，靠近空气进口7的折流板19焊接在壳体8内的上部，远离空气进口7的折流板19焊接在壳体8内的下部，这样，经空气进口7进入的空气在折流板19之间绕流，即呈蜿蜒状的流动，这样使得空气与循环水管9的接触时间增长，有利于提高冷却效率，相应地，以对应于冷却水管10的两个折流板19为例，靠近空气出口17的折流板19焊接在壳体8内的上部，远离空气进口7的折流板19焊接在壳体8内的下部，这样，空气也可以在两个折流板19之间绕流。

参阅图1所示，本实施例中，绕流板18位于循环水管9和冷却水管10之间，绕流板18焊接在壳体8内的上部，且在绕流板18远离其缺口的一端开设有流通孔，该流通孔贯穿绕流板18，流通孔的作用在于，其可以避免气体在此处徘徊并形成流动死区。

如此，折流板19和绕流板18共同形成蜿蜒延伸的流道以供空气流动。

需要说明的是，当折流板19的数量为偶数时，绕流板18的延伸方向与相邻的两个折流板19的延伸方向相反，当折流板19的数量为奇数时，绕流板18的延伸方向与其中一个折流板19的延伸方向相同，与另外一个折流板19的延伸方向相反，如此，也可以构成蜿蜒延伸的流道。

综上，该串级U型管换热器的结构合理，其换热效率高，系统的换热能耗较低，有利于节省投资成本和占地面积。

实施例2

本实用新型实施例还提供一种换热系统，该换热系统包括上述的串级U型管换热器。

该换热系统具有上述串级U型管换热器的全部效果。

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

Claims (10)

1.一种串级U型管换热器，其特征在于，包括壳体、循环水管和冷却水管；

所述壳体形成换热腔，所述壳体上设有与所述换热腔连通的空气进口和空气出口；

所述循环水管包括循环水出口和循环水进口，所述循环水管的至少部分位于所述换热腔内，所述循环水管的一端与所述循环水出口连通，所述循环水管的另一端与所述循环水进口连通，所述循环水出口和所述循环水进口位于所述壳体外；

所述冷却水管包括冷却水出口和冷却水进口，所述冷却水管的至少部分位于所述换热腔内，所述冷却水管的一端与所述冷却水出口连通，所述冷却水管的另一端与所述冷却水进口连通，所述冷却水进口和所述冷却水出口位于所述壳体外。

2.根据权利要求1所述的串级U型管换热器，其特征在于，所述循环水出口和所述循环水进口位于所述壳体的一端，所述冷却水进口和所述冷却水出口位于所述壳体的另一端；

所述空气进口与所述换热腔内的所述循环水管相对应，所述空气出口与所述换热腔内的所述冷却水管相对应。

3.根据权利要求1所述的串级U型管换热器，其特征在于，所述串级U型管换热器还包括循环水第一管箱和循环水第二管箱，所述循环水第一管箱和所述循环水第二管箱设置于所述壳体内的一端，所述循环水管的一端与所述循环水第一管箱连通，所述循环水管的另一端与所述循环水第二管箱连通，所述循环水进口设置于所述壳体且与所述循环水第二管箱连通，所述循环水出口设置于所述壳体且与所述循环水第一管箱连通。

4.根据权利要求3所述的串级U型管换热器，其特征在于，所述串级U型管换热器还包括冷却水第一管箱和冷却水第二管箱，所述冷却水第一管箱和所述冷却水第二管箱设置于所述壳体内的另一端，所述冷却水管的一端与所述冷却水第一管箱连通，所述冷却水管的另一端与所述冷却水第二管箱连通，所述冷却水进口设置于所述壳体且与所述冷却水第二管箱连通，所述冷却水出口设置于所述壳体且与所述冷却水第一管箱连通。

5.根据权利要求4所述的串级U型管换热器，其特征在于，所述循环水管和所述冷却水管均呈U型，且所述循环水管和所述冷却水管相对设置。

6.根据权利要求1所述的串级U型管换热器，其特征在于，所述串级U型管换热器还包括多个折流板，多个所述折流板设置于所述换热腔内且位于所述空气进口和所述空气出口之间；

所述循环水管和所述冷却水管分别穿过相对的所述折流板，多个所述折流板将所述空气进口和所述空气出口之间的部分所述换热腔构造为蜿蜒延伸的流道。

7.根据权利要求6所述的串级U型管换热器，其特征在于，所述串级U型管换热器还包括绕流板，所述绕流板设置于所述换热腔内且位于所述循环水管和所述冷却水管之间，所述绕流板的延伸方向与相邻的两个所述折流板的延伸方向相反，所述绕流板的远离所述空气进口的一端形成用于空气流通的缺口。

8.根据权利要求7所述的串级U型管换热器，其特征在于，所述绕流板的靠近所述空气进口的一端具有多个通孔。

9.根据权利要求7所述的串级U型管换热器，其特征在于，所述串级U型管换热器还包括第一管板和第二管板；

所述第一管板设置于所述换热腔与所述循环水第一管箱、所述循环水第二管箱之间，所述循环水管设置于所述第一管板；

所述第二管板设置于所述换热腔与所述冷却水第一管箱、所述冷却水第二管箱之间，所述冷却水管设置于所述第二管板。

10.一种换热系统，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的串级U型管换热器。