CN212645028U - 壳管式换热器和热泵机组 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种壳管式换热器及其控制方法和热泵机组。该壳管式换热器包括壳体，所述壳体内设有第一流体的流通通道；加热件，所述加热件设在所述壳体内，用于加热所述流通通道内的第一流体。将加热件设在壳管式换热器的内部，合理的利用了换热器空间，可很好地达到加热效果，解决了低温换热效率低和无法启动的问题；且换热器结构简单，容易装配。

Description

壳管式换热器和热泵机组

技术领域

本申请属于热泵机组技术领域，具体涉及一种壳管式换热器和热泵机组。

背景技术

壳管式换热器作为一种热交换的换热器件，由于其具有换热效率高，安装方便且具有介质储液功能等优点，被广泛的应用在商用空调机组和冷冻设备中。而目前条件下的壳管式换热器，一般仅考虑在常温条件下的使用环境，但在一些低温的极端环境下，壳管式换热器的换热效率会大大降低，甚至使热交换系统无法正常启动。

现有技术中一般采用在系统外单独添加电加热模块，或者在机组外添加电加热系统，来加热壳管式换热器，以使得换热系数增加；但这些方式占用空间位置大，安装成本高，功能实现复杂。

实用新型内容

因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种壳管式换热器和热泵机组，能够简化结构，使得在低温环境下提升换热率。

为了解决上述问题，本申请提供一种壳管式换热器，包括：

壳体，所述壳体内设有第一流体的流通通道；

加热件，所述加热件设在所述壳体内，用于加热所述流通通道内的第一流体。

可选地，所述加热件包括电加热模块，所述电加热模块插设于所述流通通道中。

可选地，所述壳体内设有换热件，所述换热件设在所述流通通道中，与所述第一流体进行热交换；沿所述第一流体的流动方向，所述加热件位于所述换热件的上游。

可选地，所述换热件包括换热管路，所述换热管路内流通有第二流体；所述第二流体的温度小于所述第一流体的温度。

可选地，所述壳体内设有筒体，所述筒体的一端与所述流通通道的入口连通；所述加热件设在所述筒体内，所述换热件设在所述筒体和所述壳体之间。

可选地，所述换热件包括换热管路时，所述换热管路由单根管对称折弯且螺旋缠绕在所述筒体外壁上。

可选地，所述壳体包括竖直设置的直筒，所述直筒的上下端都设有密封配合的端盖，下端盖上设有与所述流通通道入口端连通的进液管，所述直筒的壁上设有与所述流通通道出口端连通的出液管；所述加热件固定在上端盖上。

可选地，所述壳体内设有筒体时，所述筒体竖直设置，下端口与所述下端盖密封固定，且与所述进液管导通；上端口低于所述上端盖，所述加热件部分插入所述筒体内；所述出液管设在所述直筒的壁的下部。

根据本申请的另一方面，提供了一种如上所述壳管式换热器的控制方法，包括：

测量第一流体进入壳管式换热器的温度T1；T1与预设温度T0进行比较；在T1小于T0时，开启加热件，加热所述第一流体，直至T1不小于T0。

根据本申请的另一方面，提供了一种热泵机组，包括如上所述的壳管式换热器。

本申请提供的一种壳管式换热器，包括：壳体，所述壳体内设有第一流体的流通通道；加热件，所述加热件设在所述壳体内，用于加热所述流通通道内的第一流体。将加热件设在壳管式换热器的内部，合理的利用了换热器空间，可很好地达到加热效果，解决了低温换热效率低和无法启动的问题；且换热器结构简单，容易装配。

附图说明

图1为本申请实施例的壳管式换热器爆炸图；

图2为本申请实施例的壳管式换热器的外部示意图；

图3为本申请实施例图2中A-A向剖视图；

图4为本申请实施例的壳体结构示意图；

图5为本申请实施例的下端盖结构示意图；

图6为本申请实施例的换热管路的结构示意图；

图7为本申请实施例的商用油冷机的控制方法。

附图标记表示为：

1、螺栓组件；2、上端盖；3、橡胶垫；4、壳体；5、出液管；6、左安装支架；7、筒体；8、右安装支架；9、换热管路；10、下端盖；11、进液管； 101、通孔；102、通孔；103、通孔；201、通孔；301、通孔；402、通孔；202、电加热模块；401、螺纹孔；901、制冷剂进口；902、制冷剂出口。

具体实施方式

结合参见图1至图7所示，根据本申请的实施例，一种壳管式换热器，包括：

壳体4，所述壳体4内设有第一流体的流通通道；

加热件，所述加热件设在所述壳体4内，用于加热所述流通通道内的第一流体。

在壳管式换热器的壳体4内，设置加热件，能对流通通道内的流体进行加热；这样能合理地利用换热器的空间，简化了换热器的结构，并起到很好地加热效果，解决了低温换热效率低下甚至无法启动的问题。

在一些实施例中，加热件包括电加热模块202，所述电加热模块202插设于所述流通通道中。

采用电加热模块202插入至流通通道中，能方便地对流体进行加热，效率高，容易控制。

在一些实施例中，壳体4内设有换热件，所述换热件设在所述流通通道中，与所述第一流体进行热交换；沿所述第一流体的流动方向，所述加热件位于所述换热件的上游。

加热件设在换热件的上游，能及时加热第一流体，促进第一流体流动，方便与换热件发生热交换，从而提高了低温换热效率。

在一些实施例中，换热件包括换热管路9，所述换热管路9内流通有第二流体；所述第二流体的温度小于所述第一流体的温度。

换热件具体采用管理结构，通过管路里注入低温第二流体，能与第一流体发生热交换，同时不影响第一流体的流动。

在一些实施例中，壳体4内设有筒体7，所述筒体7的一端与所述流通通道的入口连通；所述加热件设在所述筒体7内，所述换热件设在所述筒体7和所述壳体4之间。

在壳体4内设置筒体7，将加热件和换热件巧妙地设在筒体7的内外侧，能延长第一流体的流动路程，分别在不同流程上与第一流体发生换热作用。

在一些实施例中，换热件包括换热管路9时，所述换热管路9由单根管对称折弯且螺旋缠绕在所述筒体7外壁上。

将换热管设为单根管对称折弯，并螺旋缠绕在筒体7外壁上，制作和装配容易，提高换热面积和效率。

在一些实施例中，壳体4包括竖直设置的直筒，所述直筒的上下端都设有密封配合的端盖，下端盖10上设有与所述流通通道入口端连通的进液管11，所述直筒的壁上设有与所述流通通道出口端连通的出液管5；所述加热件固定在上端盖2上。

采用竖直设置的直筒，配合上下端盖10，构成换热器的整体外壳结构，使得换热器的结构简单，装配容易。

在一些实施例中，壳体4内设有筒体7时，所述筒体7竖直设置，下端口与所述下端盖10密封固定，且与所述进液管11导通；上端口低于所述上端盖 2，所述加热件部分插入所述筒体7内；所述出液管5设在所述直筒的壁的下部。

筒体7竖直设在壳体4内，使得第一流体从进料管进入，沿筒体7上升，同时被加热件，在溢过筒体7上端口后，与换热件发生热交换，达到提高低温换热效率的效果。

下面结合图1-6所示，对带电加热壳管式换热器的结构进行详细说明，壳管式换热器主要包括：螺栓组件1、上端盖2、橡胶垫3、壳体4、出液管5、左安装支架6、筒体7、右安装支架8、换热管路9、下端盖10、进液管11。其中，壳体为带法兰的圆筒结构，法兰上均布六个规格相同的螺纹孔401，底部存在圆形通孔402；上端盖上均布六个大小相同的圆形通孔201，电加热模块202嵌入上端盖2中；橡胶垫3上均布与圆形通孔201大小相同的圆形通孔 301；下端盖10存在三个圆形通孔101、102、103；换热管路9里可流通制冷剂，一端为制冷剂进口901，另一端为制冷剂出口902；换热管路9由单根管对称折弯后，再折弯呈双股螺旋缠绕结构，螺旋角为10°-30°。

具体制作时，先将出液管5与圆形通孔402配合后，通过满焊与壳体4成为一体，进液管11与圆形通孔103配合后，通过满焊与下端盖10成为一体，然后将筒体7与下端盖10配合后，通过满焊连接；换热管路9通过螺旋缠绕的方式紧贴于筒体7外壁，制冷剂进口901与圆形通孔101配合穿出，制冷剂进口902与圆形通孔102配合穿出，配合面通过满焊完成密封固定，再将下端盖10整体置于壳体4内部，接触面通过满焊连接。上端盖2装配时，与壳体4中间需加橡胶垫3，均布圆形通孔201、圆形通孔301和螺纹孔401装配时一一对应，然后通过螺栓组件1紧固密封。左安装支架6和右安装支架8焊接于壳体4两侧，用于与机组安装固定。换热器工作时，制冷剂由制冷剂进口901 流入，制冷剂出口902流出完成循环。载冷剂由进液口11进入筒体7并逐渐充满，电加热模块202可完成对载冷剂的加热，当筒体7被充满后，由于筒体 7与壳体4存在高度差，载冷剂会逐渐溢出填满筒体7与壳体4后，与换热管路9充分接触，完成热交换，然后通过出液管5流出壳体。

换热管路9对称弯折后，通过双股螺旋缠绕的方式紧贴于筒体7外壁，增加了换热效率。进液管11和出液管5设置在壳体4底部，不仅可以作为载冷剂进出口，还可以用于壳体内部排污，清洁。

根据本申请的另一实施例，提供了一种如上所述壳管式换热器的控制方法，包括：

测量第一流体进入壳管式换热器的温度T1；T1与预设温度T0进行比较；在T1小于T0时，开启加热件，加热所述第一流体，直至T1不小于T0。

根据本申请的另一实施例，提供了一种热泵机组，包括如上所述的壳管式换热器。

热泵机组包括商用空调机组和冷冻设备，如商用油冷机，通过使用该换热器，可很好的实现电加热功能，解决低温换热效率低，无法启动的问题；且换热效率高，安装简单，清洁方便；同时该换热器也可实现储液功能，视为油箱使用。

商用油冷机的热交换系统，存在开启的临界温度T0，其油温温度控制的流程如图7所示，当进口油温T1≥T0时，热交换系统开启，输出出口油温；当T1≤T0时，电加热开启，完成对油加热，当达到T1≥T0时，电加热关闭，热交换系统开启，输出出口油温。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各实施方式可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种壳管式换热器，其特征在于，包括：

壳体(4)，所述壳体(4)内设有第一流体的流通通道；

加热件，所述加热件设在所述壳体(4)内，用于加热所述流通通道内的第一流体。

2.根据权利要求1所述的壳管式换热器，其特征在于，所述加热件包括电加热模块(202)，所述电加热模块(202)插设于所述流通通道中。

3.根据权利要求1所述的壳管式换热器，其特征在于，所述壳体(4)内设有换热件，所述换热件设在所述流通通道中，与所述第一流体进行热交换；沿所述第一流体的流动方向，所述加热件位于所述换热件的上游。

4.根据权利要求3所述的壳管式换热器，其特征在于，所述换热件包括换热管路(9)，所述换热管路(9)内流通有第二流体；所述第二流体的温度小于所述第一流体的温度。

5.根据权利要求3所述的壳管式换热器，其特征在于，所述壳体(4)内设有筒体(7)，所述筒体(7)的一端与所述流通通道的入口连通；所述加热件设在所述筒体(7)内，所述换热件设在所述筒体(7)和所述壳体(4)之间。

6.根据权利要求5所述的壳管式换热器，其特征在于，所述换热件包括换热管路(9)时，所述换热管路(9)由单根管对称折弯且螺旋缠绕在所述筒体(7)外壁上。

7.根据权利要求1所述的壳管式换热器，其特征在于，所述壳体(4)包括竖直设置的直筒，所述直筒的上下端都设有密封配合的端盖，下端盖(10)上设有与所述流通通道入口端连通的进液管(11)，所述直筒的壁上设有与所述流通通道出口端连通的出液管(5)；所述加热件固定在上端盖(2)上。

8.根据权利要求7所述的壳管式换热器，其特征在于，所述壳体(4)内设有筒体(7)时，所述筒体(7)竖直设置，下端口与所述下端盖(10)密封固定，且与所述进液管(11)导通；上端口低于所述上端盖(2)，所述加热件部分插入所述筒体(7)内；所述出液管(5)设在所述直筒的壁的下部。

9.一种热泵机组，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的壳管式换热器。

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