CN105466251B - 一种模组式管板换热器及其换热方法 - Google Patents
一种模组式管板换热器及其换热方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种模组式管板换热器及其换热方法，其换热器包括冷热源产生部分、冷热吸收部分以及隔离传导部分，其中，该冷热源产生部分与该冷热吸收部分相互独立设置，该隔离传导部分隔离设置在该冷热源产生部分与该冷热吸收部分之间，提供冷热源的第一介质在该冷热源产生部分中循环流动，并同步将其热量传导到该隔离传导部分中，而后由该隔离传导部分将该热量传导到该冷热吸收部分中循环流动的第二介质中，从而实现该冷热源产生部分中的该第一介质与该冷热吸收部分中的该第二介质之间的热量传递。
Description
技术领域
本发明涉及一种换热器及其换热方法，特别是指一种换热器包括冷热源产生部分、冷热吸收部分以及隔离传导部分，其中，该冷热源产生部分与该冷热吸收部分相互独立设置，该隔离传导部分隔离设置在该冷热源产生部分与该冷热吸收部分之间，提供冷热源的第一介质在该冷热源产生部分中循环流动，并同步将其热量传导到该隔离传导部分中，而后由该隔离传导部分将该热量传导到该冷热吸收部分中循环流动的第二介质中，从而实现该冷热源产生部分中的该第一介质与该冷热吸收部分中的该第二介质之间的热量传递。
背景技术
众所周知，在食品、医药及化工等行业，存在着许许多多的工艺需要将一种原料（液体的或者气体的）冷却或者加热到一定温度后再进行使用，而冷源或者热源的载体与原料在非同一样物质的情况下，现有的换热器***的做法是将原料通入可传热的器件（如管路）中，再将该通入原料的器件放入有冷源或热源载体的器件（如更大的管路或器皿）中，这样通过通入原料的器件的外壁传热进行热交换，又或者放置位置相反，但在上述的换热器***中，一旦赖以传热的器件外壁发生破损，就会引起原料和冷热源载体两种物质之间因泄漏而发生相互污染的情况，进而造成意想不到的严重后果，而此是为传统技术的主要缺点。
发明内容
本发明所采取的技术方案是：一种模组式管板换热器，其包括冷热源产生部分、冷热吸收部分以及隔离传导部分，其中，该冷热源产生部分与该冷热吸收部分相互独立设置，该隔离传导部分隔离设置在该冷热源产生部分与该冷热吸收部分之间，液态以及气态介质能够分别在该冷热源产生部分以及该冷热吸收部分中循环流动，该冷热源产生部分、该冷热吸收部分以及该隔离传导部分由导热材料制成，提供冷热源的第一介质在该冷热源产生部分中循环流动，并同步将其热量传导到该隔离传导部分中，而后由该隔离传导部分将该热量传导到该冷热吸收部分中循环流动的第二介质中，从而实现该冷热源产生部分中的该第一介质与该冷热吸收部分中的该第二介质之间的热量传递，借助该冷热源产生部分与该冷热吸收部分相互独立的设置方式以及该隔离传导部分隔离设置在该冷热源产生部分与该冷热吸收部分之间的设置方式，使该第一介质与该第二介质在上述热量传递的过程中不会接触。
该冷热源产生部分以及该冷热吸收部分为循环盘管，该循环盘管具有介质入口、介质出口以及管腔，该介质入口以及该介质出口分别设置在该管腔两端，该第一介质或者该第二介质从该介质入口流入在盘旋流过该管腔后从该介质出口流出。
该循环盘管包括若干管体任意相邻的该管体头尾相连。若干该管体之间相互平行设置。
该隔离传导部分包括第一端板、中间板以及第二端板，其中，该中间板隔离设置在该冷热源产生部分与该冷热吸收部分之间，该第一端板设置在该冷热源产生部分另外一侧，该第二端板设置在该冷热吸收部分另外一侧，该冷热源产生部分被夹设在该第一端板与该中间板之间，而该冷热吸收部分被夹设在该中间板与该第二端板之间，通过该第一端板、该中间板以及该第二端板使该冷热源产生部分与该冷热吸收部分完全相互独立，进一步，使该第一介质与该第二介质完全独立循环流动，从而避免该第一介质与该第二介质相互污染。
在该中间板的一侧面上分别开设有中间板槽体，该中间板的另一侧面为平面，该第一端板的两个侧面为平面，与该中间板侧面上的该中间板槽体相对应在该第二端板的侧面上开设有第二端板槽体，借助该第一端板的一个该平面与该中间板的该中间板槽体围绕形成第一腔室，借助该中间板的该平面与该第二端板的该第二端板槽体，围绕形成第二腔室，该冷热源产生部分设置在该第一腔室中，而该冷热吸收部分设置在该第二腔室中。
该第一端板、该中间板以及该第二端板相互平行设置，该第一端板、该中间板以及该第二端板通过连接器连接在一起。该连接器为紧固螺丝。
一种换热器的换热方法，其包括如下步骤：
将冷热源产生部分以及冷热吸收部分分别设置在隔离传导部分两侧面，使该冷热源产生部分与该冷热吸收部分相互独立，液态以及气态介质能够分别在该冷热源产生部分以及该冷热吸收部分中循环流动，该冷热源产生部分、该冷热吸收部分以及该隔离传导部分由导热材料制成。
控制能够提供冷热源的第一介质在该冷热源产生部分中循环流动，同时控制第二介质在该冷热吸收部分中循环流动，在该第一介质以及该第二介质循环流动的过程中，该第一介质将将其热量传导到该隔离传导部分中，而后由该隔离传导部分将该热量传导到该第二介质中，从而实现该冷热源产生部分中的该第一介质与该冷热吸收部分中的该第二介质之间的热量传递。
该冷热源产生部分以及该冷热吸收部分为循环盘管，该循环盘管具有介质入口、介质出口以及管腔，该介质入口以及该介质出口分别设置在该管腔两端，该第一介质或者该第二介质从该介质入口流入在盘旋流过该管腔后从该介质出口流出，该循环盘管包括若干管体任意相邻的该管体头尾相连，若干该管体之间相互平行设置。
该隔离传导部分包括第一端板、中间板以及第二端板，其中，该中间板隔离设置在该冷热源产生部分与该冷热吸收部分之间，该第一端板设置在该冷热源产生部分另外一侧，该第二端板设置在该冷热吸收部分另外一侧，该冷热源产生部分被夹设在该第一端板与该中间板之间，而该冷热吸收部分被夹设在该中间板与该第二端板之间，通过该第一端板、该中间板以及该第二端板使该冷热源产生部分与该冷热吸收部分完全相互独立，进一步，使该第一介质与该第二介质完全独立循环流动，从而避免该第一介质与该第二介质相互污染。
在该中间板的一侧面上分别开设有中间板槽体，该中间板的另一侧面为平面，该第一端板的两个侧面为平面，与该中间板侧面上的该中间板槽体相对应在该第二端板的侧面上开设有第二端板槽体，借助该第一端板的一个该平面与该中间板的该中间板槽体围绕形成第一腔室，借助该中间板的该平面与该第二端板的该第二端板槽体，围绕形成第二腔室，该冷热源产生部分设置在该第一腔室中，而该冷热吸收部分设置在该第二腔室中，该第一端板、该中间板以及该第二端板相互平行设置，该第一端板、该中间板以及该第二端板通过连接器连接在一起。
本发明的有益效果为：本发明公开了一种模组式管板换热器及其换热方法，其为一个完全换热介质隔离，安全，高效，低成本易于加工及维护的换热***，以及一种换热方法，在具体实施的时候不同的介质在两个循环盘管内流动，两者之间的温度差使得热量能够通过该冷热源产生部分、该冷热吸收部分以及该隔离传导部分进行传递实现换热效果。使用中即使其中一个循环盘管发生破损泄漏，也不会造成另外一个循环盘管内的介质被污染，使换热过程安全可靠，该隔离传导部分中的槽体的加工难度很低，特别对于铝、铜这样的普通材料来说，同样对于循环盘管也只是采用等弯距的设计，便于工业化批量制造。另外由于本发明中各个部件之间采用螺丝紧固装配，因此装配、维修更换部件非常简单易行。
附图说明
图1为本发明的立体分解结构示意图。
图2为本发明的侧视结构示意图。
图3为本发明的剖面结构示意图。
图4为本发明的中间板、第二端板的剖面结构示意图。
图5为本发明的第一端板的剖面结构示意图。
图6为本发明的循环盘管的主视图。
图7为本发明的循环盘管的侧视图。
具体实施方式
如图1至7所示，一种模组式管板换热器，其包括冷热源产生部分10、冷热吸收部分20以及隔离传导部分30，其中，该冷热源产生部分10与该冷热吸收部分20相互独立设置，该隔离传导部分30隔离设置在该冷热源产生部分10与该冷热吸收部分20之间，液态以及气态介质能够分别在该冷热源产生部分10以及该冷热吸收部分20中循环流动。
该冷热源产生部分10、该冷热吸收部分20以及该隔离传导部分30由导热材料制成，比如，金属铝、铜等。
提供冷热源的第一介质在该冷热源产生部分10中循环流动，并同步将其热量传导到该隔离传导部分30中，而后由该隔离传导部分30将该热量传导到该冷热吸收部分20中循环流动的第二介质中，从而实现该冷热源产生部分10中的该第一介质与该冷热吸收部分20中的该第二介质之间的热量传递。
借助该冷热源产生部分10与该冷热吸收部分20相互独立的设置方式以及该隔离传导部分30隔离设置在该冷热源产生部分10与该冷热吸收部分20之间的设置方式，使该第一介质与该第二介质在上述热量传递的过程中不会接触，从而避免发生传统技术中由于传热的器件外壁发生破损，导致原料和冷热源载体两种物质之间因泄漏而发生相互污染情况的发生。
在具体实施的时候，该冷热源产生部分10以及该冷热吸收部分20为循环盘管。
该循环盘管具有介质入口11、介质出口12以及管腔13，该介质入口11以及该介质出口12分别设置在该管腔13两端，该第一介质或者该第二介质从该介质入口11流入在盘旋流过该管腔13后从该介质出口12流出。
在具体实施的时候，该循环盘管包括若干管体14任意相邻的该管体14头尾相连，若干该管体14之间相互平行设置。
在具体实施的时候，该隔离传导部分30包括第一端板31、中间板32以及第二端板33，其中，该中间板32隔离设置在该冷热源产生部分10与该冷热吸收部分20之间。
该第一端板31设置在该冷热源产生部分10另外一侧，该第二端板33设置在该冷热吸收部分20另外一侧。
该冷热源产生部分10被夹设在该第一端板31与该中间板32之间，而该冷热吸收部分20被夹设在该中间板32与该第二端板33之间。
通过该第一端板31、该中间板32以及该第二端板33使该冷热源产生部分10与该冷热吸收部分20完全相互独立，进一步，使该第一介质与该第二介质完全独立循环流动，从而避免该第一介质与该第二介质相互污染。
在具体实施的时候，在该中间板32的一侧面上分别开设有中间板槽体321，该中间板32的另一侧面为平面322，该第一端板31的两个侧面为平面311。与该中间板32侧面上的该中间板槽体321相对应在该第二端板33的侧面上开设有第二端板槽体331，借助该第一端板31的一个该平面311与该中间板32的该中间板槽体321围绕形成第一腔室，借助该中间板32的该平面322与该第二端板33的该第二端板槽体331，围绕形成第二腔室。
该冷热源产生部分10设置在该第一腔室中，而该冷热吸收部分20设置在该第二腔室中，该中间板槽体321以及该第二端板槽体331为U型槽。
在具体实施的时候，该第一端板31、该中间板32以及该第二端板33相互平行设置，该第一端板31、该中间板32以及该第二端板33通过连接器40连接在一起，在具体实施的时候，该连接器40为紧固螺丝。
如图1至7所示，一种换热器的换热方法，其包括如下步骤：
将冷热源产生部分10以及冷热吸收部分20分别设置在隔离传导部分30两侧面，使该冷热源产生部分10与该冷热吸收部分20相互独立，液态以及气态介质能够分别在该冷热源产生部分10以及该冷热吸收部分20中循环流动，该冷热源产生部分10、该冷热吸收部分20以及该隔离传导部分30由导热材料制成。
控制能够提供冷热源的第一介质在该冷热源产生部分10中循环流动，同时控制第二介质在该冷热吸收部分20中循环流动，在该第一介质以及该第二介质循环流动的过程中，该第一介质将将其热量传导到该隔离传导部分30中，而后由该隔离传导部分30将该热量传导到该第二介质中，从而实现该冷热源产生部分10中的该第一介质与该冷热吸收部分20中的该第二介质之间的热量传递。
该冷热源产生部分10以及该冷热吸收部分20为循环盘管，该循环盘管具有介质入口11、介质出口12以及管腔13，该介质入口11以及该介质出口12分别设置在该管腔13两端，该第一介质或者该第二介质从该介质入口11流入在盘旋流过该管腔13后从该介质出口12流出，该循环盘管包括若干管体14任意相邻的该管体14头尾相连，若干该管体14之间相互平行设置。
该隔离传导部分30包括第一端板31、中间板32以及第二端板33，其中，该中间板32隔离设置在该冷热源产生部分10与该冷热吸收部分20之间。
该第一端板31设置在该冷热源产生部分10另外一侧，该第二端板33设置在该冷热吸收部分20另外一侧。
该冷热源产生部分10被夹设在该第一端板31与该中间板32之间，而该冷热吸收部分20被夹设在该中间板32与该第二端板33之间。
通过该第一端板31、该中间板32以及该第二端板33使该冷热源产生部分10与该冷热吸收部分20完全相互独立，进一步，使该第一介质与该第二介质完全独立循环流动，从而避免该第一介质与该第二介质相互污染。
在该中间板32的一侧面上分别开设有中间板槽体321，该中间板32的另一侧面为平面322，该第一端板31的两个侧面为平面311。与该中间板32侧面上的该中间板槽体321相对应在该第二端板33的侧面上开设有第二端板槽体331，借助该第一端板31的一个该平面311与该中间板32的该中间板槽体321围绕形成第一腔室，借助该中间板32的该平面322与该第二端板33的该第二端板槽体331，围绕形成第二腔室。
该冷热源产生部分10设置在该第一腔室中，而该冷热吸收部分20设置在该第二腔室中。
在具体实施的时候，该第一端板31、该中间板32以及该第二端板33相互平行设置，该第一端板31、该中间板32以及该第二端板33通过连接器40连接在一起，在具体实施的时候，该连接器40为紧固螺丝。
本发明公开了一种模组式管板换热器及其换热方法，其为一个完全换热介质隔离，安全，高效，低成本易于加工及维护的换热***，以及一种换热方法，在具体实施的时候不同的介质在两个循环盘管内流动，两者之间的温度差使得热量能够通过该冷热源产生部分10、该冷热吸收部分20以及该隔离传导部分30进行传递实现换热效果。使用中即使其中一个循环盘管发生破损泄漏，也不会造成另外一个循环盘管内的介质被污染，使换热过程安全可靠，该隔离传导部分30中的槽体的加工难度很低，特别对于铝、铜这样的普通材料来说，同样对于循环盘管也只是采用等弯距的设计，便于工业化批量制造。另外由于本发明中各个部件之间采用螺丝紧固装配，因此装配、维修更换部件非常简单易行。
Claims (8)
1.一种模组式管板换热器，其特征在于：包括冷热源产生部分、冷热吸收部分以及隔离传导部分，其中，该冷热源产生部分与该冷热吸收部分相互独立设置，该隔离传导部分隔离设置在该冷热源产生部分与该冷热吸收部分之间，液态以及气态介质能够分别在该冷热源产生部分以及该冷热吸收部分中循环流动，该冷热源产生部分、该冷热吸收部分以及该隔离传导部分由导热材料制成，提供冷热源的第一介质在该冷热源产生部分中循环流动，并同步将其热量传导到该隔离传导部分中，而后由该隔离传导部分将该热量传导到该冷热吸收部分中循环流动的第二介质中，从而实现该冷热源产生部分中的该第一介质与该冷热吸收部分中的该第二介质之间的热量传递，借助该冷热源产生部分与该冷热吸收部分相互独立的设置方式以及该隔离传导部分隔离设置在该冷热源产生部分与该冷热吸收部分之间的设置方式，使该第一介质与该第二介质在上述热量传递的过程中不会接触;
该隔离传导部分包括第一端板、中间板以及第二端板，其中，该中间板隔离设置在该冷热源产生部分与该冷热吸收部分之间，该第一端板设置在该冷热源产生部分另外一侧，该第二端板设置在该冷热吸收部分另外一侧，该冷热源产生部分被夹设在该第一端板与该中间板之间，而该冷热吸收部分被夹设在该中间板与该第二端板之间，通过该第一端板、该中间板以及该第二端板使该冷热源产生部分与该冷热吸收部分完全相互独立，进一步，使该第一介质与该第二介质完全独立循环流动，从而避免该第一介质与该第二介质相互污染。
2.如权利要求1所述的一种模组式管板换热器，其特征在于：该冷热源产生部分以及该冷热吸收部分为循环盘管，该循环盘管具有介质入口、介质出口以及管腔，该介质入口以及该介质出口分别设置在该管腔两端，该第一介质或者该第二介质从该介质入口流入在盘旋流过该管腔后从该介质出口流出。
3.如权利要求2所述的一种模组式管板换热器，其特征在于：该循环盘管包括若干管体任意相邻的该管体头尾相连。
4.如权利要求3所述的一种模组式管板换热器，其特征在于：若干该管体之间相互平行设置。
5.如权利要求1所述的一种模组式管板换热器，其特征在于：在该中间板的一侧面上分别开设有中间板槽体，该中间板的另一侧面为平面，该第一端板的两个侧面为平面，与该中间板侧面上的该中间板槽体相对应在该第二端板的侧面上开设有第二端板槽体，借助该第一端板的一个该平面与该中间板的该中间板槽体围绕形成第一腔室，借助该中间板的该平面与该第二端板的该第二端板槽体，围绕形成第二腔室，该冷热源产生部分设置在该第一腔室中，而该冷热吸收部分设置在该第二腔室中。
6.如权利要求5所述的一种模组式管板换热器，其特征在于：该第一端板、该中间板以及该第二端板相互平行设置，该第一端板、该中间板以及该第二端板通过连接器连接在一起。
7.如权利要求6所述的一种模组式管板换热器，其特征在于：该连接器为紧固螺丝。
8.一种换热器的换热方法，其特征在于，包括如下步骤：
将冷热源产生部分以及冷热吸收部分分别设置在隔离传导部分两侧面，使该冷热源产生部分与该冷热吸收部分相互独立，液态以及气态介质能够分别在该冷热源产生部分以及该冷热吸收部分中循环流动，该冷热源产生部分、该冷热吸收部分以及该隔离传导部分由导热材料制成，
控制能够提供冷热源的第一介质在该冷热源产生部分中循环流动，同时控制第二介质在该冷热吸收部分中循环流动，在该第一介质以及该第二介质循环流动的过程中，该第一介质将将其热量传导到该隔离传导部分中，而后由该隔离传导部分将该热量传导到该第二介质中，从而实现该冷热源产生部分中的该第一介质与该冷热吸收部分中的该第二介质之间的热量传递，
该冷热源产生部分以及该冷热吸收部分为循环盘管，该循环盘管具有介质入口、介质出口以及管腔，该介质入口以及该介质出口分别设置在该管腔两端，该第一介质或者该第二介质从该介质入口流入在盘旋流过该管腔后从该介质出口流出，该循环盘管包括若干管体任意相邻的该管体头尾相连，若干该管体之间相互平行设置，
该隔离传导部分包括第一端板、中间板以及第二端板，其中，该中间板隔离设置在该冷热源产生部分与该冷热吸收部分之间，该第一端板设置在该冷热源产生部分另外一侧，该第二端板设置在该冷热吸收部分另外一侧，该冷热源产生部分被夹设在该第一端板与该中间板之间，而该冷热吸收部分被夹设在该中间板与该第二端板之间，通过该第一端板、该中间板以及该第二端板使该冷热源产生部分与该冷热吸收部分完全相互独立，进一步，使该第一介质与该第二介质完全独立循环流动，从而避免该第一介质与该第二介质相互污染，
在该中间板的一侧面上分别开设有中间板槽体，该中间板的另一侧面为平面，该第一端板的两个侧面为平面，与该中间板侧面上的该中间板槽体相对应在该第二端板的侧面上开设有第二端板槽体，借助该第一端板的一个该平面与该中间板的该中间板槽体围绕形成第一腔室，借助该中间板的该平面与该第二端板的该第二端板槽体，围绕形成第二腔室，该冷热源产生部分设置在该第一腔室中，而该冷热吸收部分设置在该第二腔室中，该第一端板、该中间板以及该第二端板相互平行设置，该第一端板、该中间板以及该第二端板通过连接器连接在一起。
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