CN213179555U - 一种管板式换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种管板式换热器，包括第一介质集流管及与其相连的第一介质出口、第一介质分流管及与其相连的第一介质进口、第二介质集流管及与其相连的第二介质出口、第二介质分流管及与其相连的第二介质进口和多根换热管，每根换热管的一端与所述第一介质集流管相连通，另一端与第一介质分流管相连通，且所述换热管沿所述第一介质集流管和第一介质分流管的轴向方向排列，每根换热管外还套设有外管，所述外管的两端与所述换热管相密封，且外管与换热管之间的间隙形成换热腔，第二介质集流管和第二介质分流管分别连通于所述外管的两端，且所述第二介质集流管位于所述第二介质分流管的上方；该管板式换热器具有结构合理、换热效率高的优点。

Description

一种管板式换热器

技术领域

本实用新型属于热交换设备技术领域，具体涉及一种管板式换热器。

背景技术

换热器，又称为热交换器，是一种在不同温度的两种或两种以上的介质间进行热量传递交换的设备。例如，在生活当中经常能见到的空调中的蒸发器或是冷凝器便是属于换热器中的一种。常见的换热器种类主要有壳管式换热器和管板式换热器，其中管板式换热器由于具有结构紧凑轻巧、占地面积小、使用寿命长的优点，因此管板式换热器已广泛应用于冶金、矿山、石油、化工、电力、医药、食品、化纤、造纸、轻纺、船舶、供热等部门，如用于加热、冷却、蒸发、冷凝、杀菌消毒、余热回收等场合。但是现有技术中的管板式换热器在使用时存在着热交换效率相对较低的情况，特别是应用在高制冷量或高制热量相对较高的中央空调、热水机组、冷水机组中时也会降机压缩机组的能效。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种结构合理、换热效率高的管板式换热器。

为了解决上述技术问题，本实用新型所使用的技术方案是：

一种管板式换热器，包括第一介质集流管及与其相连通的第一介质出口、第一介质分流管及与其相连通的第一介质进口、第二介质集流管及与其相连通的第二介质出口、第二介质分流管及与其相连通的第二介质进口和多根换热管，每根所述换热管的一端与所述第一介质集流管相连通，另一端与所述第一介质分流管相连通，且所述换热管沿所述第一介质集流管和第一介质分流管的轴向方向排列，每根所述换热管外还套设有外管，所述外管的两端与所述换热管相密封，且所述外管与换热管之间的间隙形成换热腔，所述第二介质集流管和第二介质分流管分别连通于所述外管的两端，且所述第二介质集流管位于所述第二介质分流管的上方。

作为对管板式换热器的进一步改进，所述第一介质集流管位于所述第一介质分流管的下方。

作为对管板式换热器的进一步改进，所述换热管的外壁和/或内壁上开设有螺旋槽，所述换热管的外壁与所述外管的内壁相抵，且所述螺旋槽由所述换热管的一端延伸至另一端，所述螺旋槽与外管内壁的间隙形成所述换热腔。

作为对管板式换热器的进一步改进，所述换热管的外壁和/或内壁上环设有多根凹槽，所述凹槽沿所述换热管的一端延伸至另一端，所述凹槽与外管内壁的间隙形成所述换热腔。

作为对管板式换热器的进一步改进，所述外管的两端还分别设置有封头，所述封头套设于换热管和外管外，且所述封头的一端与外管密封连接，另一端与换热管密封连接。

作为对管板式换热器的进一步改进，所述第一介质集流管或第一介质分流管的直径大于所述换热管的直径，且所述第一介质集流管或所述第一介质分流管与所述换热管管径比为2-2.3：1。

作为对管板式换热器的进一步改进，所述第二介质集流管与所述外管之间，以及所述第二介质分流管与所述外管之间皆设置有多根分支导管，每根所述分支导管的一端分别与每根所述外管相连通，另一端与所述第二介质集流管相连通，且每根所述分支导管的一端分别与每根所述外管相连通，另一端与所述第二介质分流管相连通。

作为对管板式换热器的进一步改进，所述第二介质集流管或所述第二介质分流管与所述分支导管的管径比为2.8-3.2：1。

作为对管板式换热器的进一步改进，所述多根换热管呈纵向设置并排列成平板状。

本实用新型的有益效果主要体现在：由于将第二介质集流管连接于外管的顶端处，第二介质分流管连接于外管的底端处，并在外管内(换热腔)通入冷媒，使得作为第二介质的冷媒在在换热腔内形成下进上出的形式，当冷媒在换热腔内进行热交换后，即冷媒放热后会形成液态而存在于换热腔内的下部，从而对穿过的换热腔的换热管形成浸泡或是包裹，即此时的液态冷媒相对于换热腔内仍处于气态的冷媒能进一步增加与通过换热管内的第一介质(水)的换热速度，从而提高了换热器的换热效率或者说可进一步提高压缩机组的能效。

附图说明

通过附图中所示的本实用新型优选实施例更具体说明，本实用新型上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。

图1为本实用新型一种管板式换热器的整体结构示意图；

图2为本实用新型一种管板式换热器的剖面图；

图3为本实用新型一种管板式换热器的立体结构图；

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定，在本实施例中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本实用新型，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；另，在本具体实施方式中如未特别说明部件之间的连接或固定方式，其连接或固定方式均可为通过现有技术中常用的螺栓固定或焊接固定或销轴固定等方式，因此，在本实施例中不再详述。

如图1-3所示，本实施例提供了一种管板式换热器，包括第一介质集流管1及与其相连通的第一介质出口11、第一介质分流管2及与其相连通的第一介质进口21、第二介质集流管3及与其相连通的第二介质出口31、第二介质分流管4及与其相连通的第二介质进口41和多根换热管5；其中，每根换热管5的一端与第一介质集流管1相连通，换热管5的另一端与第一介质分流管2相连通，换热管5位于第一介质集流管1和第一介质分流管2之间，且换热管5沿第一介质集流管1和第一介质分流管2的轴向方向排列，多根换热管5呈纵向设置并排列成平板状，每根换热管5外还套设有外管6，外管6沿换热管5的一端延伸至另一端，外管6的两端皆与换热管5相密封，且外管6与换热管5之间的间隙形成换热腔61，第二介质集流管3和第二介质分流管4分别连通于外管6的两端，且第二介质集流管3位于第二介质分流管4的上方。

如图1-2所示，换热器在使用时第一介质(水)由第一介质进口21进入到第一介质分流管2内并流入到每根换热管5中，最后注入第一介质集流管1中并从第一介质出口11流邮；而第二介质(冷媒)则由第二介质分流管4进入到外管6与换热管5所形成的换热腔61中进而与第一介质进行热交换，最终第二介质进入到第二介质集流管3中并从第二介质出口31流出；其中，由于将第二介质集流管3连接于外管6的顶端处，第二介质分流管4连接于外管6的底端处，并在外管6内(换热腔61)通入冷媒，使得作为第二介质的冷媒在在换热腔61内形成下进上出的形式，当冷媒在换热腔61内进行热交换后，即冷媒放热后会形成液态而聚积在换热腔61内的下半部处，从而对穿过的换热腔61的换热管5形成浸泡或是包裹，即此时的液态冷媒相对于换热腔61内仍处于气态的冷媒能进一步增加与通过换热管5内的第一介质(水)的换热速度；如果将第二介质集流管3连接于外管6的底部，则会使得呈液态的冷媒不能在换热腔61内形成大量的聚积；即，此时换热腔61内的气态状冷媒势必会多于液态状冷媒或者说此时的换热腔61无法聚积液态的冷媒，因此，相对于液态冷媒对换热管5的浸润包裹而降低了换热器的换热效率。

如图1所示，在优选实施例中，第一介质集流管1位于第一介质分流管2的下方。当机组停机后，在重力的作用下第一介质(水)可以自然排出避免了在换热管5内形成积留；例如，当机组停机后，如果换热管5内有积留的第一介质(水)并遇到低温而结冰膨胀则可能会损坏换热管5，进而造成机组的运行故障。

如图2所示，在优选实施例中，换热管5的外壁和/或内壁上开设有螺旋槽，换热管5的外壁与外管6的内壁相抵，且螺旋槽由换热管5的一端延伸至另一端，螺旋槽与外管6内壁的间隙形成换热腔61。在换热管5上设置的螺旋槽可以有效增大换热管5的表面面积；由于换热管5的外壁与外管6的内壁相抵，此时，处于换热腔61内的第二介质(冷媒)可以沿着螺旋槽进行流动，增加了冷媒的流程，从而有助于第一介质和第二介质之间进行充分的热交管，即提高换热效率。

在优选实施例中，换热管5的外壁和/或内壁上环设有多根凹槽，凹槽沿换热管5的一端延伸至另一端，凹槽与外管6内壁的间隙形成换热腔61。其中，换热管5的外壁可以与外管6的内壁相抵，从而使得第二介质可以在换热腔61内充分扩散，即第二介质可以沿着凹槽进行流动，同时由于凹槽的设置也加大了换热管5的表面积，有助于第一介质和第二介质之间进行充分的热交管，即提高换热效率

如图1-3在优选实施例中，外管6的两端还分别设置有封头7，封头7套设于换热管5和外管6外，且封头7的一端与外管6焊接密封，另一端与换热管5焊接密封，封头7有助于外管6与换热管5形成密封连接。在本实施中，对外管6的两端进行缩管操作(缩小外管6的管端直径)进而形成封头7。

如图1所示，在优选实施例中，第二介质集流管3与外管6之间，以及第二介质分流管4与外管6之间皆设置有多根分支导管8，每根分支导管8的一端分别与每根外管6相连通，另一端与第二介质集流管3相连通，且每根分支导管8的一端分别与每根外管6相连通，另一端与第二介质分流管4相连通。第一介质集流管1或第一介质分流管2的直径大于换热管5的直径，且第一介质集流管1或第一介质分流管2与换热管5管径比为2-2.3：1，在本实施例中第一介质集流管1或第一介质分流管2与换热管5管径比为2.1：1。第二介质集流管3或第二介质分流管4与分支导管8的管径比为2.8-3.2：1；在本实施例中第二介质集流管3或第二介质分流管4与分支导管8的管径比为3：1。通过对管径的限制以分别对第一介质和第二介质的流量形成限制，以使得第一介质(水)与第二介质(冷媒)在比热容上能达到一个最佳的匹配，即，使得换热器达到最佳的换热效能。

本实用新型的有益效果主要体现在：由于将第二介质集流管连接于外管的顶端处，第二介质分流管连接于外管的底端处，并在外管内(换热腔)通入冷媒，使得作为第二介质的冷媒在在换热腔内形成下进上出的形式，当冷媒在换热腔内进行热交换后，即冷媒放热后会形成液态而存在于换热腔内的下部，从而对穿过的换热腔的换热管形成浸泡或是包裹，即此时的液态冷媒相对于换热腔内仍处于气态的冷媒能进一步增加与通过换热管内的第一介质(水)的换热速度，从而提高了换热器的换热效率或者说可进一步提高压缩机组的能效。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种管板式换热器，其特征在于：包括第一介质集流管及与其相连通的第一介质出口、第一介质分流管及与其相连通的第一介质进口、第二介质集流管及与其相连通的第二介质出口、第二介质分流管及与其相连通的第二介质进口和多根换热管，每根所述换热管的一端与所述第一介质集流管相连通，另一端与所述第一介质分流管相连通，且所述换热管沿所述第一介质集流管和第一介质分流管的轴向方向排列，每根所述换热管外还套设有外管，所述外管的两端与所述换热管相密封，且所述外管与换热管之间的间隙形成换热腔，所述第二介质集流管和第二介质分流管分别连通于所述外管的两端，且所述第二介质集流管位于所述第二介质分流管的上方。

2.如权利要求1所述的管板式换热器，其特征在于：所述第一介质集流管位于所述第一介质分流管的下方。

3.如权利要求1所述的管板式换热器，其特征在于：所述换热管的外壁和/或内壁上开设有螺旋槽，所述换热管的外壁与所述外管的内壁相抵，且所述螺旋槽由所述换热管的一端延伸至另一端，所述螺旋槽与外管内壁的间隙形成所述换热腔。

4.如权利要求1所述的管板式换热器，其特征在于：所述换热管的外壁和/或内壁上环设有多根凹槽，所述凹槽沿所述换热管的一端延伸至另一端，所述凹槽与外管内壁的间隙形成所述换热腔。

5.如权利要求1-4任一项所述的管板式换热器，其特征在于：所述外管的两端还分别设置有封头，所述封头套设于换热管和外管外，且所述封头的一端与外管密封连接，另一端与换热管密封连接。

6.如权利要求1所述的管板式换热器，其特征在于：所述第一介质集流管或第一介质分流管的直径大于所述换热管的直径，且所述第一介质集流管或所述第一介质分流管与所述换热管管径比为2-2.3：1。

7.如权利要求6所述的管板式换热器，其特征在于：所述第二介质集流管与所述外管之间，以及所述第二介质分流管与所述外管之间皆设置有多根分支导管，每根所述分支导管的一端分别与每根所述外管相连通，另一端与所述第二介质集流管相连通，且每根所述分支导管的一端分别与每根所述外管相连通，另一端与所述第二介质分流管相连通。

8.如权利要求7所述的管板式换热器，其特征在于：所述第二介质集流管或所述第二介质分流管与所述分支导管的管径比为2.8-3.2：1。

9.如权利要求1所述的管板式换热器，其特征在于：所述多根换热管呈纵向设置并排列成平板状。

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