CN106323046A - 盘管换热器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种盘管换热器。其中，该盘管换热器包括：一端开口的壳体、盖设于壳体开口端的端盖、置于壳体内的盘管、折流板和支撑体；其中，支撑体的一端连接于端盖，支撑体悬置于壳体内；折流板连接于支撑体；盘管绕设于折流板，盘管设置有第一换热介质输入管和第一换热介质输出管，第一换热介质输入管和第一换热介质输出管穿设且连接于端盖；壳体的侧壁靠近端盖的位置开设有换热介质进口，壳体的底部开设有换热介质出口。本发明中，盘管换热器壳体内设置盘管和折流板，输入壳体的流体能沿折流板流动，盘管绕设于折流板，折流板上流动的流体能够与盘管内的流体进行充分换热，提高了盘管换热器的换热效率。

Description

盘管换热器

技术领域

本发明涉及热交换设备技术领域，具体而言，涉及一种盘管换热器。

背景技术

工业生产和生活中通常产生大量污水，而污水中含有大量低质余热，回收利用这部分余热对节能减排具有重要意义。通常情况下，污水中的余热是通过换热器进行回收的，常见的换热器主要有管壳式换热器和板式换热器两大类。

管壳式换热器中的盘管换热器是应用较为广泛的一种，目前，盘管换热器主要由壳体和盘管两部分组成，盘管置于壳体内，一般而言，壳体顶部开设有进口，壳体底部开设有出口，通过进口进入的流体在壳体内壁自上而下流动的过程中会流经盘管，并与盘管中的流体进行换热，换热后从壳体的出口排出。可以看出，从壳体进口进入的流体，在自身重力作用下会在壳体内直接向下流动，在壳体内的停留时间较短，造成其与盘管内流体换热的时间较短，甚至有部分流体未与盘管内流体换热就从出口排出，导致了换热器的换热效率较低。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种盘管换热器，旨在解决现有盘管换热器换热效率较低的问题。

一个方面，本发明提出了一种盘管换热器，该盘管换热器包括：一端开口的壳体、盖设于所述壳体开口端的端盖、置于所述壳体内的盘管、折流板和支撑体；其中，所述支撑体的一端连接于所述端盖，所述支撑体悬置于所述壳体内；所述折流板连接于所述支撑体；所述盘管绕设于所述折流板，所述盘管设置有第一换热介质输入管和第一换热介质输出管，所述第一换热介质输入管和所述第一换热介质输出管穿设且连接于所述端盖；所述壳体的侧壁靠近端盖的位置开设有换热介质进口，所述壳体的底部开设有换热介质出口。

进一步地，上述盘管换热器中，所述折流板在所述支撑体外呈螺旋状绕设。

进一步地，上述盘管换热器中，呈螺旋状绕设的所述折流板的螺距相等。

进一步地，上述盘管换热器中，所述折流板与所述支撑体垂直设置；或者，所述折流板相对于所述支撑体倾斜向下设置。

进一步地，上述盘管换热器中，所述盘管至少为两层，并且，各层所述盘管在所述支撑体和所述壳体之间依次排列。

进一步地，上述盘管换热器中，各层所述盘管错位排布。

进一步地，上述盘管换热器中，所述盘管的内径为为预设值，所述盘管的内径用于使所述盘管内的流体流速大于1米/秒。

进一步地，上述盘管换热器中，所述盘管嵌设于所述折流板。

进一步地，上述盘管换热器中，所述盘管置于所述折流板的外部。

进一步地，上述盘管换热器还包括：锥斗；其中，所述锥斗设置在所述壳体内的底部，所述锥斗口径较小的一端与所述换热介质出口相连通。

进一步地，上述盘管换热器还包括：锁斗；所述换热介质出口与所述锁斗相连接。

本发明中，通过在盘管换热器壳体内设置盘管和折流板，输入至壳体内的流体能够沿折流板在壳体内流动，延长了流体在壳体内的流动时间，由于盘管绕设于折流板，所以折流板上流动的流体能够与盘管内的流体进行充分换热，提高了盘管换热器的换热效率。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的盘管换热器的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的盘管换热器的又一结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参见图1和图2，图中示出了本实施例提供的盘管换热器的优选结构。该盘管换热器包括：一端开口的壳体1、盖设于所述壳体1开口端的端盖5、置于壳体1内的盘管2、折流板3和支撑体4。其中，壳体1的侧壁靠近端盖5的位置开设有换热介质进口11，壳体1的底部开设有换热介质出口12。支撑体4的一端连接于端盖5，并且，支撑体4悬置于壳体1内；折流板3连接于支撑体4。具体地，支撑体4可以为柱状体，该柱状体可以为空心结构或实心结构。支撑体4的材质与形状可以根据具体情况确定，本实施例对其不作限定。

本实施例中，折流板3是用来改变流体流向的板，折流板3可以为多块环形板，并且各环形板按照预设间距沿支撑体4的外壁设置。具体实施时，该预设间距可以根据流体的流速要求来确定。折流板3也可以为螺旋连续的板块，具体实施时，折流板3的螺距可以根据流体的流速要求来确定。

盘管2绕设于折流板3，盘管2设置有第一换热介质输入管6和第一换热介质输出管7，第一换热介质输入管6和第一换热介质输出管7穿设于端盖5。具体地，盘管2为螺旋状，盘管2悬置于壳体1内，并且，盘管2置于折流板3的外部，即盘管2靠近折流板3的外沿设置。具体地，折流板3的外沿与盘管2之间有预设间距，在本实施例中，该预设间距优选为15-20mm。盘管2的入口与第一换热介质输入管6相连通，盘管2的出口与第一换热介质输出管7相连通。第一换热介质输入管6和第一换热介质输出管7均穿设于端盖5且均部分置于壳体1外。

本实施例中，盘管2具有一定的刚度，并且盘管2具有预设壁厚，具体实施时，该预设壁厚可以根据实际情况来确定，只要能够满足利于换热的要求即可，本实施例对其不作任何限制。

在上述实施例中，盘管2的内径为预设值，盘管2的内径用于使盘管2内的流体流速大于1米/秒，从而能够有效地防止流体中固体颗粒的沉降。具体实施时，盘管2的内径可以根据实际情况中，流体的流量及流速要求来确定，本实施例对其不作限定。

本实施例中，盘管2内部的区域为管侧，从第一换热介质输入管6输入至盘管2内的流体为管侧流体；盘管2外壁与壳体1内壁之间的区域为壳侧，从换热介质进口11输入壳体1内的流体为壳侧流体。若管侧流体是冷流体，则壳侧流体是热流体；若管侧流体是热流体，则壳侧流体是冷流体。管侧流体和壳侧流体进行换热过程中，管侧流体和壳侧流体的温度属性根据具体换热要求来选择，本实施例对其不作限定。

具体实施时，由于折流板3连接于支撑体4，支撑体4连接于端盖5，并且，盘管2通过第一换热介质输入管6和第一换热介质输出管7连接于端盖5，所以当打开端盖5时，盘管2与折流板3被端盖5整体带出，便于壳体1的清洗。

工作时，外界具有一定温度的流体从换热介质进口11输入至壳体1内，并沿支撑体4上的折流板3自上而下(相对于图1而言)流动，形成壳侧流体。待换热流体从第一换热介质输入管6输入至盘管2，并在盘管2内呈螺旋状连续流动，形成管侧流体。管侧流体在支撑体4的一侧(图1所示的右侧)自上而下流动，与壳侧流体进行逆流换热；管侧流体在支撑体4的另一侧(图1所示的左侧)自下而上流动，与壳侧流体进行并流换热。换热后，管侧流体从第一换热介质输出管7输出，壳侧流体从换热介质出口12输出。

可以看出，本实施例中，通过在盘管换热器壳体内设置盘管2和折流板3，输入至壳体1内的流体能够沿折流板3在壳体1内自上而下流动，延长了流体在折流板3上的流动时间，由于盘管2绕设于折流板3，所以折流板3上流动的流体能够与盘管2内的螺旋连续流动的流体进行充分换热，提高了盘管换热器的换热效率。

上述实施例中，优选地，折流板3在支撑体4外呈螺旋状绕设，即：折流板为螺旋折流板，螺旋折流板的流体流通通道是连续的螺旋状通道，壳侧流体会被强制在螺旋流道内作连续的螺旋状流动，增加了壳侧流体的流动路程，延长了壳侧流体的停留时间，进而提高了盘管换热器的换热效率，同时降低了流体中固体颗粒的沉降风险。

进一步优选地，呈螺旋状绕设的折流板3的螺距相等，折流板3的螺距可以根据壳侧流体的流速来确定，以保证壳侧流体的速度达到壳侧流体中固体颗粒的临界夹带速度，从而使得固体颗粒在自身重力的作用下沉降至壳体1的底部，最终被排出壳体。需要说明的是，临界夹带速度是指流态化操作中流体速度的上限速度值，其值近似于颗粒的终端速度或自由沉降速度，当流体速度稍大于此速度时，颗粒就会被流体夹带走。

上述各实施例中，折流板3与支撑体4垂直设置。具体地，支撑体4可以为柱状体，折流板3呈螺旋状绕设于支撑体4的外部，绕设于支撑体4的每一层折流板3所在的平面与支撑体4的横截面平行。也就是说，折流板3的轴心与支撑体4的轴心共线。

上述各实施例中，折流板3也可以相对于支撑体4倾斜向下设置。具体地，绕设于支撑体4的每一层折流板3所在的平面相对于支撑体4的横截面向下倾斜预定角度，也就是说，在支撑体4外呈螺旋状绕设的折流板3的轴线相对于支撑体4的轴线向下倾斜预定角度，该倾斜向下的角度可以根据实际情况进行选择，本实施例对其不作限定。

上述各实施例中，盘管2至少为两层，并且，各层盘管2在支撑体4和壳体1之间依次排列。具体地，当盘管2设置有两层时，第一层盘管紧邻支撑体4绕设设置于各层折流板3之间，第二层盘管则紧邻第一层盘管绕设设置。当盘管2设置有两层以上时，各层盘管依次在支撑体4至壳体1内壁之间的空间内逐层绕设设置。相邻的两层盘管2之间具有预设间距，该预设间距可以根据实际换热要求进行确定，本实施例对其不作任何限制。每层盘管2的螺距可以根据盘管材料自身的特性进行选择，只要能够留有足够的膨胀距离即可，本实施例对其不作限定。

如图1、图2所示，当盘管2为两层时，第一层盘管的入口与第一换热介质输入管6相连通，第一层盘管的出口与第一换热介质输出管7相连通。第二层盘管设置有第二换热介质输入管8和第二换热介质输出管9，第二换热介质输入管8与第二层盘管的入口相连通，第二换热介质输出管9与第二层盘管2的出口相连通，第二换热介质输入管8和第二换热介质输出管9也穿设于端盖5。第二换热介质输入管8和第一换热介质输入管6之间有预设间距，第二换热介质输出管9与第一换热介质输出管7之间具有预设间距，该预设间距可以根据实际情况进行选择，本实施例对其不作限定。

本实施例中，盘管换热器还可以设置有分配器，该分配器设置于壳体1的外部，该分配器的出口均与第一换热介质输入管6和第二换热介质输入管8相连通，流体经该分配器分配后分别通过第一换热介质输入管6和第二换热介质输入管8进入两层盘管2内，大大降低了单层盘管2的换热负荷，同时提高了盘管换热器的换热效率。

可以看出，通过设置至少两层盘管2，壳体1内的流体与各层盘管2内的流体均进行换热，大大增加了管侧流体与壳侧流体之间的接触时间，保证了充足的换热面积，提高了换热效果。此外，各盘管2内均设置有等径且连续的流体通道，避免了因盘管内径变化导致的含固流体流速的突变进而引起的颗粒沉降问题，并且，盘管2为螺旋状，则流体通道也为螺旋状，螺旋状的流体通道的离心力能够更好地加强流体通道内流体的湍流程度和对固体颗粒的夹带作用，在一定程度上可以将含固流体中的固体颗粒排至壳体的底部。

参见图1和图2，各层盘管2可以并列排布，也可以错位排布，优选地，各层盘管2错位排布。具体地，各层盘管在壳体1的高度方向错开设置，即：各层盘管2在壳体1的任意一个横截面上具有预设高度差。具体实施时，该预设高度差可以根据实际情况来确定，本实施例对其不作任何限制。

可以看出，本实施例中，各层盘管2错位排布时，各盘管2之间的间隙较小，使得壳侧流体和盘管2进行充分接触，增加了壳侧流体与管侧流体的换热面积，强化了换热效果；同时，提高了盘管换热器的空间利用率。

参见图2，上述各实施例中，盘管2嵌设于折流板3，折流板3可以设置成与盘管2等螺距的形式。具体地，每层盘管2均嵌入折流板3相邻板块之间，这样可以将盘管2直接旋进折流板3之间。优选的，当盘管2设置有一层时，该盘管2的外径与折流板3的外沿直径相同；当盘管2至少为两层时，各层盘管2均由内到外，即：由靠近支撑体4一侧向远离支撑体4一侧；或者，由外到内，即：由远离支撑体4一侧向靠近支撑体4一侧，依次嵌设于折流板3的相邻板块之间，并且最外侧的盘管2的外径与折流板3的外沿直径相同。

可以看出，本实施例中，盘管2嵌设于折流板3之间，使得每层盘管2与折流板3之间的间距进一步缩小；同时，盘管2与折流板3的排布结构更紧凑，一方面，进一步增加了管侧流体和壳侧流体换热的面积，加强了盘管换热器的换热效果；另一方面，节省了盘管换热器的内部空间，提高了盘管换热器的空间利用率。

参见图1和图2，上述各实施例中，该盘管换热器还可以包括：锥斗10。其中，锥斗10设置在壳体1内的底部，锥斗10口径较小的一端与换热介质出口12相连通。具体地，锥斗10可以为两端开口的圆锥板，其中，口径较小的一端为圆锥板的锥底端，该圆锥板的锥底端环绕设置在支撑体4侧壁底部的折流板3下方，该圆锥板的锥顶端朝向壳体1的底部且与换热介质出口12相连通，并且该圆锥板与壳体1的轴线之间的夹角β小于60°。

可以看出，本实施例中，通过在壳体1的底部设置锥斗10，使得换热后的流体沿锥斗10滑落并由换热介质出口12输出，尤其是流体中的固体颗粒能够更好地输出壳体1，避免固体颗粒在壳体1的底部聚集。

上述实施例中，该盘管换热器还可以包括：锁斗。其中，换热介质出口12与锁斗相连接，锁斗接收换热介质出口12输出的换热后的流体，并将流体中的固体颗粒收集起来，实现连续收渣。具体实施时，可以根据需要配套相应的冲压、泄压及清洗设施。

壳体1底部的换热介质出口12处也可以设置有收渣罐，该收渣罐可以根据实际情况采用间歇收渣操作，在一定周期内收集一定量的固体颗粒，之后停车或切换换热器，间歇的将固体颗粒排出***之外。具体的收渣操作，可根据实际情况进行选择，本实施例对其不作限定。

综上，本发明中，通过在盘管换热器壳体内设置盘管和折流板，输入至壳体1内的流体能够沿折流板3在壳体1内流动，延长了流体在壳体1内的流动时间，由于盘管2绕设于折流板3，所以折流板3上流动的流体能够与盘管2内的流体进行充分换热，提高了盘管换热器的换热效率；此外，支撑体4的设置充分利用了盘管换热器壳体内的空间，提高了盘管换热器的空间利用率。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种盘管换热器，其特征在于，包括：一端开口的壳体(1)、盖设于所述壳体(1)开口端的端盖(5)、置于所述壳体(1)内的盘管(2)、折流板(3)和支撑体(4)；其中，

所述支撑体(4)的一端连接于所述端盖(5)，所述支撑体(4)悬置于所述壳体(1)内；所述折流板(3)连接于所述支撑体(4)；

所述盘管(2)绕设于所述折流板(3)，所述盘管(2)设置有第一换热介质输入管(6)和第一换热介质输出管(7)，所述第一换热介质输入管(6)和所述第一换热介质输出管(7)穿设于所述端盖(5)；

所述壳体(1)的侧壁靠近端盖(5)的位置开设有换热介质进口(11)，所述壳体(1)的底部开设有换热介质出口(12)。

2.根据权利要求1所述的盘管换热器，其特征在于，所述折流板(3)在所述支撑体(4)外呈螺旋状绕设。

3.根据权利要求2所述的盘管换热器，其特征在于，呈螺旋状绕设的所述折流板(3)的螺距相等。

4.根据权利要求2所述的盘管换热器，其特征在于，所述折流板(3)与所述支撑体(4)垂直设置；或者，所述折流板(3)相对于所述支撑体(4)倾斜向下设置。

5.根据权利要求1所述的盘管换热器，其特征在于，所述盘管(2)至少为两层，并且，各层所述盘管(2)在所述支撑体(4)和所述壳体(1)之间依次排列。

6.根据权利要求5所述的盘管换热器，其特征在于，各层所述盘管(2)错位排布。

7.根据权利要求1所述的盘管换热器，其特征在于，所述盘管(2)的内径为预设值，所述盘管(2)的内径用于使所述盘管(2)内的流体流速大于1米/秒。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的盘管换热器，其特征在于，所述盘管(2)嵌设于所述折流板(3)。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的盘管换热器，其特征在于，所述盘管(2)置于所述折流板(3)的外部。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的盘管换热器，其特征在于，还包括：锥斗(10)；其中，所述锥斗(10)设置在所述壳体(1)内的底部，所述锥斗(10)口径较小的一端与所述换热介质出口(12)相连通。

11.根据权利要求1至7中任一项所述的盘管换热器，其特征在于，还包括：锁斗；所述换热介质出口(12)与所述锁斗相连接。