CN217737991U - 一种新型多流体箱套复合式换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种新型多流体箱套复合式换热器，包括第一左腔体、第一右腔体、第二左腔体、第二右腔体；第一左腔体和第一右腔体左右间隔设置并由第一管道连通，第一管道至少设有两个；第二左腔体和第二右腔体左右间隔设置并由第二管道连通，第二管道至少设有两个；第一管道贯穿第二左腔体和第二右腔体设置；第一管道嵌套设置于第二管道内部；第一左腔体和/或第一右腔体上设有第一流通口；第二左腔体和/或第二右腔体上设有第二流通口。与传统的管壳式换热器相比，换热的场所和流通流体的管路均有所增加，充分保证了换热的效果，增加了应用场景的广适性。

Description

一种新型多流体箱套复合式换热器

技术领域

本实用新型涉及换热器技术领域，具体涉及一种新型多流体箱套复合式换热器。

背景技术

换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器在化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产中占有重要地位，其在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用非常广泛。

由于应用场景和应用环境的差异，各式各样的换热器应运而生，常见的有间壁式换热器、套管式换热器、管壳式换热器等，其中管壳式换热器是应用较广泛的一种，其包括承载热介质流通的柱形腔体，和设置于柱形腔内用于承载冷介质流通的回流管道，当冷热介质同时流通时，即可通过冷介质的回流管道壁进行热交换，该种换热器仅能通过回流管道壁来进行热交换，换热器换热工质一般只有两种，不便于多种流体同时换热，应用场合有限。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种新型多流体箱套复合式换热器，以解决传统的管壳式换热器不便于多种流体同时换热而导致的应用场合受限的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种新型多流体箱套复合式换热器，包括第一左腔体、第一右腔体、第二左腔体、第二右腔体；

所述第一左腔体和第一右腔体左右间隔设置并由第一管道连通，第一管道至少设有两个；所述第二左腔体和第二右腔体左右间隔设置并由第二管道连通，第二管道至少设有两个；

所述第一管道贯穿第二左腔体和第二右腔体设置；

所述第一管道嵌套设置于第二管道内部；

所述第一左腔体和/或第一右腔体上设有第一流通口；

所述第二左腔体和/或第二右腔体上设有第二流通口。

进一步地，所述第一流通口包括第一进口和第一出口；所述第二流通口包括第二进口和第二出口；

所述第一左腔体上设有第一进口，所述第一右腔体上设有第一出口；所述第二左腔体上设有第二出口，所述第二右腔体上设有第二进口。

进一步地，所述第一流通口包括第一进口和第一出口；所述第二流通口包括第二进口和第二出口；

所述第一左腔体上设有第一出口，所述第一右腔体上设有第一进口；所述第二左腔体上设有第二进口，所述第二右腔体上设有第二出口。

进一步地，所述第一流通口包括第一进口和第一出口；所述第二流通口包括第二进口和第二出口；

所述第一左腔体或第一右腔体内设有将所述第一左腔体或第一右腔体分隔为两个第一隔离腔的第一隔板；所述两个第一隔离腔上分别设有第一进口和第一出口；

所述第二左腔体或第二右腔体内设有将所述第二左腔体或第二右腔体分隔为两个第二隔离腔的第二隔板；所述两个第二隔离腔上分别设有第二进口和第二出口。

进一步地，所述第一隔板设置在所述第一左腔体内；所述第二隔板设置在所述第二右腔体内。

进一步地，所述第一隔板设置在所述第一右腔体内；所述第二隔板设置在所述第二左腔体内。

进一步地，所述第二左腔体和所述第二右腔体位于所述第一左腔体和第一右腔体之间；且所述第二左腔体左侧与所述第一左腔体右侧重合，所述第二右腔体右侧与所述第二右腔体左侧重合。

进一步地，所述复合式换热器还包括外壳体；所述外壳体设置在第二左腔体和第二右腔体上，且与其外侧壁围成密封的第三腔体；所述第三腔体上设有第三进口和第三出口；

所述第三腔体轮廓为长方体结构或圆筒状结构。

进一步地，所述第一左腔体和第一右腔体轮廓为半圆柱状结构或圆柱状结构。

进一步地，所述第二左腔体和所述第二右腔体轮廓为长方体结构或半圆柱状结构。

本实用新型的有益效果：

一种新型多流体箱套复合式换热器，包括第一左腔体、第一右腔体、第二左腔体和第二右腔体，第一左腔体和第一右腔体左右间隔设置并由至少两个第一管道连通；第二左腔体和第二右腔体左右间隔设置并由至少两个第二管道连通；第一管道贯穿第二左腔体和第二右腔体设置；第一管道嵌套设置于第二管道内部；第一管道贯穿第二左腔体和第二右腔体设置。第一左腔体中的流体和第二左腔体中的流体之间的热交换可以通过相互套设的第一管道和第二管道实现，还可以通过贯穿于第二左腔体、第二右腔体中的第一管道进行，充分利用其独特的结构来保证换热的效果；可以同时流通三种流体进行换热工序，双重保证换热效果；与传统的管壳式换热器相比，换热的场所和流通流体的管路均有所增加，适用于多种流体之间换热的应用场景，提高了换热效率；第一管道和第二管道嵌套设置，降低了第二左和右腔体内流体的充注量。

附图说明

图1是该实用新型整体结构示意图；

图2是该实用新型俯视效果示意图；

图3是该实用新型正视示意图；

图4是图3中放大示意图；

图5是蒸发冷凝应用原理关系图；

图6是冷凝、自然冷却双效换热应用原理关系图；

图7是风冷、水冷换热应用原理关系图。

图中各标记对应的名称：

1、第一左腔体，10、第一进口，11、第一出口，12、第一隔板，2、第一右腔体，3、第二左腔体，4、第二右腔体，40、第二进口，41、第二出口，42、第二隔板，5、外壳体，50、第三腔体，51、第三进口，52、第三出口，53、翅片，6、第二管道，7、风机，70、喷淋泵，71、喷淋装置，72、出风口，73、填料，74、进风口，75、水槽，8、板式换热器，80、第一回路进入端，81、第一回路排出端，82、膨胀阀，83、压缩机，84、第一阀门，85、第二阀门，9、第一管道。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的实施例1：

如图1-4图所示，一种新型多流体箱套复合式换热器，包括第一左腔体1、第一右腔体2、第二左腔体3、第二右腔体4和外壳体5。

第一左腔体1和第一右腔体2左右间隔设置并由第一管道9连通，第一管道9共设有若干个；第二左腔体3和第二右腔体4左右间隔设置并由第二管道6连通，第二管道6共设有若干个；第一管道9贯穿第二左腔体3和第二右腔体4设置但不与其连通，第一管道9嵌套设置于第二管道6内部；与传统的套管结构类似。

第一右腔体2上设有第一流通口；第一流通口包括第一进口10和第一出口11；第二左腔体3设有第二流通口；第二流通口包括第二进口40和第二出口41。

如图2所示，在本实施例中，第一右腔体2的内部设有第一隔板12，第一隔板12将第一右腔体2分隔为两个第一隔离腔，两个第一隔离腔中，其中一个上设有第一进口10，另一个上设有第一出口11，分别用于流体的进入和排出，值得指出的是，具体哪一个第一隔离腔上设有第一进口10并不影响本技术方案的实施。设置第一隔板12的目的在于：当从第一进口10进入第一隔离腔的流体需经过第一管道9流入第一左腔体1，再从第一左腔体1经其它第一管道9回流至另一个第一隔离腔中，以避免进入的流体不经第一管道9直接再从第一右腔体2排出，达不到换热效果。

第二左腔体3的内部设有第二隔板42，第二隔板42将第一左腔体1分隔为两个第二隔离腔，两个第二隔离腔中，其中一个上设有第二进口40，另一个上设有第二出口41，分别用于流体的进入和排出，值得说明的是，具体哪一个第而隔离腔上设有第二进口40并不影响本技术方案的实施。设置第二隔板42的目的在于：当从第二进口40进入第一隔离腔的流体需经过第二管道6流入第二右腔体4，再从第二右腔体4经其他第二管道6回流至另一个第二隔离腔中，以避免进入的流体不经第二管道6直接再从第二左腔体3排出，达不到换热的效果。

本换热器还包括外壳体5，外壳体5为左右两端相通的半包围结构，外壳体5的左端与第二左腔体3相互连接，外壳体5的右端与第二右腔体4相互连接，并共同形成密封的第三腔体50，第二管道6位于第三腔体50内部；第三腔体50上设有第三进口51和第三出口52，用于进入流体和排出流体。第三腔体50中的流体可以通过第二管道6壁与第二左腔体3中的流体进行换热工序。

在本实施例中，第一左腔体1和第一右腔体2优选半圆柱状结构，第二左腔体3和第二右腔体4优选长方体状结构，第一管道9和第二管道6均采用圆形管道，在其他实施例中也可采用其他形状。

更具体的说，第一左腔体1和第二左腔体3中的平面部分相对设置。

本实施例中，第一左腔体1中的右侧平面与第二左腔体3的左侧平面共面设置，即实际上第一左腔体1的右侧壁即为第二左腔体3的左侧壁，这样可以保证第一管道9的端部充分与第二左腔体3中的流体进行换热工序，同时减少了本新型换热器的整体体积，而且共用同一个侧壁，减少了制造的成本。同样的，第二右腔体4和第一右腔体2也一该方式连接，此处不再赘述。

实施例2：

本实施例与实施例1的区别在于：第一隔板、第二隔板、第一流通口和第二流通口设置的位置不同，具体为：

第一左腔体上设有第一流通口，第二右腔体第二流通口。

第一隔板设置在第一左腔体中，第一进口和第一出口分别设置在分隔形成的两个第一隔离腔上。

第二隔板设置在第二右腔体中，第二进口和第二出口分别设置在分隔形成的两个第二隔离腔上。

其余均相同。

实施例3：

本实施例与实施例1的区别在于：未设有第一隔板和第二隔板，且第一流通口和第二流通口设置的位置不同，具体为：

第一左腔体上设有第一进口，第一右腔体上设有第一出口。

第二左腔体上设有第二出口，第二右腔体上设有第二进口。

其余均相同。

实施例4：

本实施例与实施例1的区别在于：未设有第一隔板和第二隔板，且第一流通口和第二流通口设置的位置不同，具体为：

第一左腔体上设有第一出口，第一右腔体上设有第一进口。

第二左腔体上设有第二进口，第二右腔体上设有第二出口。

其余均相同。

工作原理：

1、于蒸发冷凝器中应用原理。

本原理旨在将高温气态相变工质冷凝为液态。

本原理基于实施例3进行描述。

本原理中外壳体5需要事先进行拆除。

本原理中相变工质可以是制冷剂，如氟或氨，也可以是化工冷却工质。

如图5所示，冷却水从第一左腔体1的第一进口进入，经第一管道9进入第一右腔体2，并从第一出口排出；相变工质从第二进口进入到第二右腔体4中，经第二管道6进入第二左腔体3中，经第二出口排出，该过程中冷却水与相变工质在第二左腔体3和第二右腔体4中通过第一管道9壁进行热交换，同时流通于第一管道9内部的冷却水与流通于第二管道6的相变工质通过第一管道9壁进行热交换，以此冷却相变工质。

从第一出口流出的已与相变工质发生热交换的冷却水再通过喷淋装置71喷淋冷却，直接喷淋在第二管道6的外壁上，重新与第二管道6中的相变工质进行热交换，二次对相变工质进行冷却，最终通过填料73落入水槽75中，重新由喷淋泵70引流进入第一左腔体1，形成循环。

喷淋水自上而下流通，风机7带动气流从进风口74到出风口72自下而上流通，充分于填料73中冷却冷却水。

该应用中，相变工质通过双壁面换热，尤其第一管道9外壁换热是典型的管外冷凝换热方式，具备较高换热效率。且相变工质所处第一管道9和第二管道6之间的环形空间内，可大大节约相变工质充注量。

2、冷凝、自然冷却双效换热原理。

本原理基于实施例4进行描述。

本原理中的应用将配合板式换热器8共同时使用。

如图6所示，冷却水从第二进口40进入第二左腔体3，经第二管道6进入第二右腔体4中，再从第二出口41排出进入喷淋装置71，喷淋装置71将冷却水喷淋在填料73上，该处与蒸发冷凝器中应用原理相同，喷淋水自上而下流通，风机7带动气流自下而上流通，充分于填料73中冷却冷却水，从填料73中排出的冷却水进入水槽75，再流通进第二左腔体3中，形成循环。

待冷却流体经第一回路进入端80后分成两个支路，第一支路经第一经阀门84进入板式换热器8中，在内部发生换热工序，完成换热后以支路的形式连通第一回路排出端81。第二支路经第二阀门85从复合式换热器第一进口进入第一右腔体2，再通过第一管道9进入第一左腔体1，最终以支路的形式连通在第一回路排出端81上，冷却后的流体从第一回路排出端81排出。

板式换热器8中，第一回路内的待冷却流体与第二回路中的相变工质进行换热工序，第二回路中的两端分别与第三进口和第三出口相连通。该处相变工质，在进入第三腔体50之前，会经过压缩机83压缩后，会形成高温高压气体，再于复合式换热器中与冷却水进行换热工序，再流进第二回路。在流进第二回路之前，会先经过膨胀阀82将其转变为低温低压的湿蒸汽，形成循环。

第一支路与第二支路分别在不同气温条件下接通。当气温较低时，关闭压缩机83和第一阀门84，仅通过待冷却流体与复合式换热器中的冷却水进行换热工序即可达到冷却的要求；当气温较高时，自然冷却不再起制冷效果，关闭第二阀门85，打开压缩机83和第一阀门84，通过第二回路中的相变工质和板式换热器8，对待冷却流体进行冷却。

该应用中，复合式换热器必须带有外壳体5，相变工质在第三腔体50内通过第二管道6壁面与冷却塔水换热，为提高复合式换热器承压能力，外壳体5优选圆柱状或圆筒状。

3、风冷、水冷换热的应用原理。

本原理基于实施例3进行描述。

如图7所示，第一进口10通入水槽75中温度较低的冷却水，自第一左腔体1中通过第一管道9进入第一右腔体2，从第一右腔体2出来后进入喷淋装置71中，喷淋装置71将其喷淋在填料73上，充分降温以后落入水槽75中，形成循环。

待冷却流体从第二右腔体4进入，经过第二管道6流入第二左腔体3，再从第二出口流出。

本原理中设有风机7，风机7使气流从下向上流通，自下而上的气流穿过第二管道6外壁。在本原理中，外壳体5需要事先拆除，并在第二管道6的外部加设翅片53以增加气流与第二管道6的接触面积。

该应用中，气温高于冰点时，喷淋泵70、喷淋装置71和风机7同时开启，低温冷却塔水和低温气流同时对待冷却流体进行冷却。当气温低于冰点时，关闭冷却塔水所形成的回路，仅开启风机7通过低温气流实现对待冷却流体的冷却。

Claims (10)

1.一种新型多流体箱套复合式换热器，其特征在于：包括第一左腔体、第一右腔体、第二左腔体、第二右腔体；

所述第一左腔体和第一右腔体左右间隔设置并由第一管道连通，第一管道至少设有两个；所述第二左腔体和第二右腔体左右间隔设置并由第二管道连通，第二管道至少设有两个；

所述第一管道贯穿第二左腔体和第二右腔体设置；

所述第一管道嵌套设置于第二管道内部；

所述第一左腔体和/或第一右腔体上设有第一流通口；

所述第二左腔体和/或第二右腔体上设有第二流通口。

2.根据权利要求1所述的一种新型多流体箱套复合式换热器，其特征在于：所述第一流通口包括第一进口和第一出口；所述第二流通口包括第二进口和第二出口；

所述第一左腔体上设有第一进口，所述第一右腔体上设有第一出口；所述第二左腔体上设有第二出口，所述第二右腔体上设有第二进口。

3.根据权利要求1所述的一种新型多流体箱套复合式换热器，其特征在于：所述第一流通口包括第一进口和第一出口；所述第二流通口包括第二进口和第二出口；

所述第一左腔体上设有第一出口，所述第一右腔体上设有第一进口；所述第二左腔体上设有第二进口，所述第二右腔体上设有第二出口。

4.根据权利要求1所述的一种新型多流体箱套复合式换热器，其特征在于：所述第一流通口包括第一进口和第一出口；所述第二流通口包括第二进口和第二出口；

所述第一左腔体或第一右腔体内设有将所述第一左腔体或第一右腔体分隔为两个第一隔离腔的第一隔板；所述两个第一隔离腔上分别设有第一进口和第一出口；

所述第二左腔体或第二右腔体内设有将所述第二左腔体或第二右腔体分隔为两个第二隔离腔的第二隔板；所述两个第二隔离腔上分别设有第二进口和第二出口。

5.根据权利要求4所述的一种新型多流体箱套复合式换热器，其特征在于：所述第一隔板设置在所述第一左腔体内；所述第二隔板设置在所述第二右腔体内。

6.根据权利要求4所述的一种新型多流体箱套复合式换热器，其特征在于：所述第一隔板设置在所述第一右腔体内；所述第二隔板设置在所述第二左腔体内。

7.根据权利要求1所述的一种新型多流体箱套复合式换热器，其特征在于：所述第二左腔体和所述第二右腔体位于所述第一左腔体和第一右腔体之间；且所述第二左腔体左侧与所述第一左腔体右侧重合，所述第二右腔体右侧与所述第二右腔体左侧重合。

8.根据权利要求1所述的一种新型多流体箱套复合式换热器，其特征在于：所述复合式换热器还包括外壳体；所述外壳体设置在第二左腔体和第二右腔体上，且与其外侧壁围成密封的第三腔体；所述第三腔体上设有第三进口和第三出口；

所述第三腔体轮廓为长方体结构或圆筒状结构。

9.根据权利要求1所述的一种新型多流体箱套复合式换热器，其特征在于：所述第一左腔体和第一右腔体轮廓为半圆柱状结构或圆柱状结构。

10.根据权利要求1所述的一种新型多流体箱套复合式换热器，其特征在于：所述第二左腔体和所述第二右腔体轮廓为长方体结构或半圆柱状结构。

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