CN214148933U - 一种具有防垢、除垢、除氧、灭菌藻功能的板式换热器 - Google Patents

Abstract

一种具有防垢、除垢、除氧、灭菌藻功能的板式换热器，包括基体，在基体的四个角上分别设有热水进口、热水出口、冷水进口和冷水出口，在基体的中部还设有控制器，在冷水进口上缠绕有线圈，所述线圈用于产生高频振荡磁场避免水垢的产生；所述控制器包括主控芯片，所述线圈与主控芯片相连；所述主控芯片的型号为STM32F103C8T6，所述主控芯片连接有触摸屏，所述触摸屏用于工作人员控制高频振荡磁场接通、断开及高频磁场强度；在主控芯片上通过AD转换器连接有温度传感器，所述温度传感器用于分别检测热水进口、热水出口、冷水进口和冷水出口的温度参数；在主控芯片上还连接有声光报警器。

Description

一种具有防垢、除垢、除氧、灭菌藻功能的板式换热器

技术领域：

本实用新型涉及一种具有防垢、除垢、除氧、灭菌藻功能的板式换热器。

背景技术：

板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种高效换热器。各种板片之间形成薄矩形通道，通过板片进行热量交换；板式换热器是液—液、液—汽进行热交换的理想设备，它具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、应用广泛、使用寿命长等特点；在相同压力损失情况下，其传热系数比管式换热器高3-5倍，占地面积为管式换热器的三分之一，热回收率可高达90％以上。

一般情况下，我们主要根据结构来区分板式换热器，也就是根据外形来区分，可分为四大类：①可拆卸板式换热器、②焊接板式换热器、③螺旋板式换热器、④板卷式换热器；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，可用于加热、冷却、蒸发、冷凝、杀菌消毒、余热回收等各种情况。

板式换热器长时间工作之后，会在换热器上产生水垢，水垢是由饱和溶液中的矿物质形成的，在过饱和溶液中的微晶核因表面有电荷而吸附在管道内壁，经过不断生长，逐渐层积为垢；而现有的除垢方式往往都是增加热源的流量或拆开板式换热器清洗板片表面的水垢，操作步骤较为繁琐，清洗效果不佳，不能对板式换热器的水垢进行彻底清洗。

实用新型内容：

本实用新型实施例提供了一种具有防垢、除垢、除氧、灭菌藻功能的板式换热器，结构设计合理，基于电磁波产生高频振荡磁场的扰动作用，水中原有大颗粒水分子链发生断裂成为更加细小的分子，水中的钙离子、镁离子被细小的分子所包裹而始终处于游离状态，无法与碳酸根离子结合，事实上切断了形成碳酸盐的路径，从而达到了阻垢的目的，操作步骤简便，清洗效果好，解决了现有技术中存在的问题。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种具有防垢、除垢、除氧、灭菌藻功能的板式换热器，包括基体，在基体的四个角上分别设有热水进口、热水出口、冷水进口和冷水出口，在基体的中部还设有控制器，在冷水进口上缠绕有线圈，所述线圈用于产生高频振荡磁场避免水垢的产生；所述控制器包括主控芯片，所述线圈与主控芯片相连；所述主控芯片的型号为STM32F103C8T6，所述主控芯片连接有触摸屏，所述触摸屏用于工作人员控制高频振荡磁场接通、断开及高频磁场强度；在主控芯片上通过AD转换器连接有温度传感器，所述温度传感器用于分别检测热水进口、热水出口、冷水进口和冷水出口的温度参数；在主控芯片上还连接有声光报警器。

在冷水进口的下管壁还嵌入有多个高频电磁波探头，所述电磁波探头用于在水中释放高频振荡电磁波对水进行干扰避免水垢的产生；所述电磁波探头包括电磁波发生器和电磁波调节器。

在主控芯片上设有64个引脚，在主控芯片的一号引脚上连接有稳压器，所述主控芯片通过十六号引脚与AD转换器相连，所述主控芯片通过十七号引脚和二十号引脚与声光报警器相连，所述主控芯片通过三十三号引脚与电磁波调节器相连，所述主控芯片通过三十四号引脚与电磁波发生器相连，所述主控芯片通过四十号引脚与触摸屏相连。

所述AD转换器的型号为AD8551，在AD转换器上设有8个引脚，所述AD转换器通过六号引脚与主控芯片的十六号引脚相连。

所述温度传感器的型号为SHT20，在温度传感器上设有4个引脚，所述温度传感器的二号引脚与AD转换器的三号引脚相连，所述温度传感器的三号引脚与AD转换器的二号引脚相连。

所述稳压器的型号为LM317，在稳压器上设有3个引脚，所述稳压器的三号引脚与主控芯片的一号引脚相连；在稳压器的一号引脚和二号引脚之间设有第一电阻和第一电容，在稳压器的二号引脚和三号引脚之间设有第二电阻和第二电容。

所述声光报警器包括通过第五电阻与主控芯片的十七号引脚相连的LED灯，还包括三极管，所述三极管的基极通过第三电阻与主控芯片的二十号引脚相连，在三极管的基极和发射极之间设有第四电阻，所述三极管的集电极连接有扬声器。

本实用新型采用上述结构，采用两种方式和装置进行防垢、除垢、灭菌藻，通过线圈或电磁波探头发出高频振荡电磁波产生感生电场的扰动作用，加剧离子间的碰撞，阻止水垢的形成；通过主控芯片的集成控制作用，依次将触摸屏、线圈、AD转换器、声光报警器和电磁波探头等电气元件连接到主控芯片上，构成整体电路结构，从而进行水垢的防护和清除；通过温度传感器来检测基体上每个管口相对应的参数，当出现异常时会通过声光报警器进行报警，具有简便实用、安全可靠的优点。

附图说明：

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1的侧视图。

图3为本实用新型的电磁波探头的结构示意图。

图4为本实用新型的控制原理图。

图5为本实用新型的主控芯片的电气原理图。

图6为本实用新型的AD转换器的电气原理图。

图7为本实用新型的温度传感器的电气原理图。

图8为本实用新型的稳压器的电气原理图。

图9为本实用新型的声光报警器的电气原理图。

图中，1、基体，2、控制器，3、线圈，4、电磁波探头。

具体实施方式：

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。

如图1-9中所示，一种具有防垢、除垢、除氧、灭菌藻功能的板式换热器，包括基体1，在基体1的四个角上分别设有热水进口、热水出口、冷水进口和冷水出口，在基体1的中部还设有控制器2，在冷水进口上缠绕有线圈3，所述线圈3用于产生高频振荡磁场避免水垢的产生；所述控制器2包括主控芯片，所述线圈3与主控芯片相连；所述主控芯片的型号为STM32F103C8T6，所述主控芯片连接有触摸屏，所述触摸屏用于工作人员控制高频振荡磁场接通、断开及高频磁场强度；在主控芯片上通过AD转换器连接有温度传感器，所述温度传感器用于分别检测热水进口、热水出口、冷水进口和冷水出口的温度参数；在主控芯片上还连接有声光报警器。

在冷水进口的下管壁还嵌入有多个高频电磁波探头4，所述电磁波探头4用于在水中释放高频振荡电磁波对水进行干扰避免水垢的产生；所述电磁波探头4包括电磁波发生器和电磁波调节器。

在主控芯片上设有64个引脚，在主控芯片的一号引脚上连接有稳压器，所述主控芯片通过十六号引脚与AD转换器相连，所述主控芯片通过十七号引脚和二十号引脚与声光报警器相连，所述主控芯片通过三十三号引脚与电磁波调节器相连，所述主控芯片通过三十四号引脚与电磁波发生器相连，所述主控芯片通过四十号引脚与触摸屏相连。

所述AD转换器的型号为AD8551，在AD转换器上设有8个引脚，所述AD转换器通过六号引脚与主控芯片的十六号引脚相连。

所述温度传感器的型号为SHT20，在温度传感器上设有4个引脚，所述温度传感器的二号引脚与AD转换器的三号引脚相连，所述温度传感器的三号引脚与AD转换器的二号引脚相连。

所述稳压器的型号为LM317，在稳压器上设有3个引脚，所述稳压器的三号引脚与主控芯片的一号引脚相连；在稳压器的一号引脚和二号引脚之间设有第一电阻和第一电容，在稳压器的二号引脚和三号引脚之间设有第二电阻和第二电容。

所述声光报警器包括通过第五电阻与主控芯片的十七号引脚相连的LED灯，还包括三极管，所述三极管的基极通过第三电阻与主控芯片的二十号引脚相连，在三极管的基极和发射极之间设有第四电阻，所述三极管的集电极连接有扬声器。

本实用新型实施例中的一种具有防垢、除垢、除氧、灭菌藻功能的板式换热器的工作原理为：基于电磁波产生高频振荡磁场的扰动作用，水中原有大颗粒水分子链发生断裂成为更加细小的分子，水中的钙离子、镁离子被细小的分子所包裹而始终处于游离状态，无法与碳酸根离子结合，事实上切断了形成碳酸盐的路径，无法吸附在管道的内壁上，从而从根本上避免水垢的产生，彻底消除换热器上的水垢。

一般情况下，可以通过线圈3和电磁波探头4两种途径进行实现，其本质是通过调节磁场强度和变化速度来产生需要的感生电场，在感生电场的扰动作用下，加剧离子间的碰撞，使微晶核相互结合，迅速长成很大的晶体颗粒，只能被水流带走，无法形成水垢；根据实际使用场景，可以选取其中一种或两种方式进行防垢除垢。

在整体方案中，控制器2包括主控芯片，主控芯片的型号为STM32F103C8T6,在主控芯片上设有64个引脚，在主控芯片的一号引脚上连接有稳压器，主控芯片通过十六号引脚与AD转换器相连，主控芯片通过十七号引脚和二十号引脚与声光报警器相连，主控芯片通过三十三号引脚与电磁波调节器相连，主控芯片通过三十四号引脚与电磁波发生器相连，主控芯片通过四十号引脚与触摸屏相连；从而构成了整个电路结构，并且依托上述电路结构来实现水垢的防护和清除。

优选的，AD转换器的型号为AD8551，温度传感器的型号为SHT20，能够精准快速检测所需要的温度参数并转换成主控芯片所能识别的数据参量，进行存储和数据运算。

优选的，声光报警器包括通过第五电阻与主控芯片的十七号引脚相连的LED灯，还包括三极管，三极管的基极通过第三电阻与主控芯片的二十号引脚相连，在三极管的基极和发射极之间设有第四电阻，三极管的集电极连接与扬声器；当初先异常状况时，扬声器和LED灯同时作用来提示工作人员，工作人员从而能够及时解决出现的故障保证装置的正常运行。

本实用新型实施例的一种具有防垢、除垢、除氧、灭菌藻功能的板式换热器主要包括防垢功能、除垢功能和除氧功能；其中，防垢功能的具体工作过程为：本设备正常接电后，控制器产生的电流通过缠绕在冷水进口上线圈时产生高频振荡磁场，并透过管壁推进到瞬间流经管内的循环水中，在高频磁场的作用下，水中原有大颗粒水分子链发生断裂成为更加细小的分子，水中的钙离子、镁离子被细小的分子所包裹而始终处于游离状态，无法与碳酸根离子结合，事实上切断了形成碳酸盐的路径，从而达到了防垢的目的。

而除垢功能的具体工作过程为：对于二次系统在以往运行过程中，由于保护措施不利已有盐垢(碳酸钙与碳酸镁的混合物)生成的板式换热器，本产品在正常使用条件下，高频振荡磁场的电磁波会增加盐垢分子间的偶极矩，盐垢分子在外力的作用下，会随时间的推移发生松动，进而产生龟裂，质地原本坚硬的分子会逐渐产生絮状变化，在高频振荡磁场和水流冲击的双重作用下，坚硬的盐垢会逐渐剥落，最终沉淀至板式换热器底部，待设备进行运行维护时予以清除。

对于除氧功能，水中的溶解氧是造成管线氧化腐蚀的杀手，本产品亦具备有效阻止溶解氧腐蚀二次管网管线之功效。其具体工作机理如下：被高频电磁场所作用的水分子，其原有的分子链断裂后，更加细小的分子致密的包裹在溶解氧周围，从而切断了溶解氧进行氧化反应的途径，使水中原有的相对不太稳定的氧化物三氧化二铁(铁红)，逐渐生成更加稳定的氧化物-四氧化三铁(黑色稳定物质)。并附着于管壁表面，形成一层坚固致密的保护膜，阻止管线进一步氧化。达到了延长板式换热器使用寿命的功效。

综上所述，本实用新型实施例中的一种具有防垢、除垢、除氧、灭菌藻功能的板式换热器基于电磁波产生高频振荡磁场的扰动作用，水中原有大颗粒水分子链发生断裂成为更加细小的分子，水中的钙离子、镁离子被细小的分子所包裹而始终处于游离状态，无法与碳酸根离子结合，事实上切断了形成碳酸盐的路径，无法吸附在管道的内壁上，从而从根本上避免水垢的产生，彻底消除换热器上的水垢。操作步骤简便，清洗效果好，能够应用的场景和环境十分广泛。

上述具体实施方式不能作为对本实用新型保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。

本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (7)

1.一种具有防垢、除垢、除氧、灭菌藻功能的板式换热器，其特征在于：包括基体，在基体的四个角上分别设有热水进口、热水出口、冷水进口和冷水出口，在基体的中部还设有控制器，在冷水进口上缠绕有线圈，所述线圈用于产生高频振荡磁场避免水垢的产生；所述控制器包括主控芯片，所述线圈与主控芯片相连；所述主控芯片的型号为STM32F103C8T6，所述主控芯片连接有触摸屏，所述触摸屏用于工作人员控制高频振荡磁场接通、断开及高频磁场强度；在主控芯片上通过AD转换器连接有温度传感器，所述温度传感器用于分别检测热水进口、热水出口、冷水进口和冷水出口的温度参数；在主控芯片上还连接有声光报警器。

2.根据权利要求1所述的一种具有防垢、除垢、除氧、灭菌藻功能的板式换热器，其特征在于：在冷水进口的下管壁还嵌入有多个高频电磁波探头，所述电磁波探头用于在水中释放高频振荡电磁波对水进行干扰避免水垢的产生；所述电磁波探头包括电磁波发生器和电磁波调节器。

3.根据权利要求2所述的一种具有防垢、除垢、除氧、灭菌藻功能的板式换热器，其特征在于：在主控芯片上设有64个引脚，在主控芯片的一号引脚上连接有稳压器，所述主控芯片通过十六号引脚与AD转换器相连，所述主控芯片通过十七号引脚和二十号引脚与声光报警器相连，所述主控芯片通过三十三号引脚与电磁波调节器相连，所述主控芯片通过三十四号引脚与电磁波发生器相连，所述主控芯片通过四十号引脚与触摸屏相连。

4.根据权利要求3所述的一种具有防垢、除垢、除氧、灭菌藻功能的板式换热器，其特征在于：所述AD转换器的型号为AD8551，在AD转换器上设有8个引脚，所述AD转换器通过六号引脚与主控芯片的十六号引脚相连。

5.根据权利要求4所述的一种具有防垢、除垢、除氧、灭菌藻功能的板式换热器，其特征在于：所述温度传感器的型号为SHT20，在温度传感器上设有4个引脚，所述温度传感器的二号引脚与AD转换器的三号引脚相连，所述温度传感器的三号引脚与AD转换器的二号引脚相连。

6.根据权利要求3所述的一种具有防垢、除垢、除氧、灭菌藻功能的板式换热器，其特征在于：所述稳压器的型号为LM317，在稳压器上设有3个引脚，所述稳压器的三号引脚与主控芯片的一号引脚相连；在稳压器的一号引脚和二号引脚之间设有第一电阻和第一电容，在稳压器的二号引脚和三号引脚之间设有第二电阻和第二电容。

7.根据权利要求3所述的一种具有防垢、除垢、除氧、灭菌藻功能的板式换热器，其特征在于：所述声光报警器包括通过第五电阻与主控芯片的十七号引脚相连的LED灯，还包括三极管，所述三极管的基极通过第三电阻与主控芯片的二十号引脚相连，在三极管的基极和发射极之间设有第四电阻，所述三极管的集电极连接有扬声器。

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