CN107091546A - 壳管式换热器 - Google Patents

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CN107091546A CN201710302288.1A CN201710302288A CN107091546A CN 107091546 A CN107091546 A CN 107091546A CN 201710302288 A CN201710302288 A CN 201710302288A CN 107091546 A CN107091546 A CN 107091546A
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龙忠铿
张丙
罗炽亮
王亚飞
王双亮
李莹
钟丹艳
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Abstract

本发明公开了一种壳管式换热器，包括具有内部空间的壳体和位于内部空间的换热管，壳管式换热器还包括设置在内部空间的隔板，隔板沿壳体的轴向方向设置，并将内部空间分隔为第一腔室和第二腔室，第一腔室和第二腔室沿壳体径向方向相对设置且相互独立；换热管一部分位于第一腔室内、另一部分位于第二腔室内，换热管的进口和出口位于壳体轴向方向的同一端；壳体上设置有与第一腔室连通的第一冷媒进口和第一冷媒出口；壳体上设置有与第二腔室连通的第二冷媒进口和第二冷媒出口。本发明提供的壳管式换热器换热效率高。

Description

壳管式换热器
技术领域
本发明涉及制冷技术领域，具体而言，涉及一种壳管式换热器。
背景技术
现有技术中，制冷***的壳管式换热器的换热效率低，进而对整个***提升蒸发器、冷凝器的换热效率十分有限。
发明内容
本发明实施例中提供一种壳管式换热器，以解决现有技术中壳管式换热器换热效率低的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种壳管式换热器，包括具有内部空间的壳体和位于内部空间的换热管，壳管式换热器还包括设置在内部空间的隔板，隔板沿壳体的轴向方向设置，并将内部空间分隔为第一腔室和第二腔室，第一腔室和第二腔室沿壳体径向方向相对设置且相互独立；换热管一部分位于第一腔室内、另一部分位于第二腔室内，换热管的进口和出口位于壳体轴向方向的同一端；壳体上设置有与第一腔室连通的第一冷媒进口和第一冷媒出口；壳体上设置有与第二腔室连通的第二冷媒进口和第二冷媒出口。
进一步地，第一腔室和第二腔室内均设置有均气板，均气板位于第一腔室的顶部位置，均气板位于第二腔室的顶部位置。
进一步地，第一腔室的体积与第二腔室的体积相同。
进一步地，位于第一腔室内的换热管数量与位于第二腔室内的换热管数量相同。
进一步地，换热管为回转管路，换热管的管程由第一腔室的第一端延伸至第一腔室的第二端，再从第二腔室的第二端延伸至第二腔室的第一端；第一腔室的第一端与第二腔室的第一端位于壳体的同一端。
进一步地，壳管式换热器为冷凝器或者蒸发器。
***A的冷媒流体从第一冷媒进口进入到第一腔室内，与换热管换热后由第一冷媒出口流出；***B的冷媒流体从第二冷媒进口进入到第二腔室内，与换热管换热后由第二冷媒出口流出。结合图，换热管内是制冷***中的冷却水，冷却水为管程流体，冷却水由换热管进入到第一腔室内，与***A的冷媒流体进行换热，冷却水沿壳体的轴向方向流动走完至第一腔室的管程后，回转到第二腔室中进行换热，并走完第二腔室的管程后流出，换热管的进口和出口位于壳体轴向方向的同一端，这样保证了管程流体的冷却水可以在第一腔室和第二腔室进行换热，保证了管程的长度量，增加了换热面积，从而提高了壳管式换热器的换热效率。
附图说明
图1是本发明实施例的壳管式换热器的结构示意图；
图2是图1的壳管式换热器A-A处剖面示意图；
图3是图1的壳管式换热器B-B处剖面示意图。
附图标记说明：
10、壳体；20、换热管；30、隔板；41、第一腔室；42、第二腔室；51、第一冷媒进口；52、第一冷媒出口；61、第二冷媒进口；62、第一冷媒进口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。
参见图1和图2所示，根据本发明的实施例，提供了一种壳管式换热器，包括具有内部空间的壳体10和位于内部空间的换热管20，壳管式换热器还包括设置在内部空间的隔板30，隔板30沿壳体10的轴向方向设置，并将内部空间分隔为第一腔室41和第二腔室42，第一腔室41和第二腔室42沿壳体10径向方向相对设置且相互独立(如图2所示，第一腔室41和第二腔室42沿图2的左右方向设置)。
换热管20一部分位于第一腔室41内、另一部分位于第二腔室42内，换热管20的进口和出口位于壳体10轴向方向的同一端，也就是说，换热管20是通过两个腔室进行换热的。壳体10上设置有与第一腔室41连通的第一冷媒进口51和第一冷媒出口52，壳体10上设置有与第二腔室42连通的第二冷媒进口61和第二冷媒出口62。
结合图1，***A的冷媒流体从第一冷媒进口51进入到第一腔室41内，与换热管20换热后由第一冷媒出口52流出；***B的冷媒流体从第二冷媒进口61进入到第二腔室42内，与换热管20换热后由第二冷媒出口62流出。结合图3，换热管20内是制冷***中的冷却水，冷却水为管程流体，冷却水由换热管20进入到第一腔室41内，与***A的冷媒流体进行换热，冷却水沿壳体10的轴向方向流动走完至第一腔室41的管程后，回转到第二腔室42中进行换热，并走完第二腔室42的管程后流出，换热管20的进口和出口位于壳体10轴向方向的同一端，这样保证了管程流体的冷却水可以在第一腔室41和第二腔室42进行换热，保证了管程的长度量，增加了换热面积，从而提高了壳管式换热器的换热效率。
如图3所示，换热管20为回转管路，换热管20的管程由第一腔室41的第一端延伸至第一腔室41的第二端，再从第二腔室42的第二端延伸至第二腔室42的第一端；第一腔室41的第一端与第二腔室42的第一端位于壳体10的同一端。
壳管式换热器可以为冷凝器或者蒸发器。通过对制冷***的管路布置，在冷凝器的布置方式在保证冷冻水的进出水温度不变的情况下，当冷却进水温度为T1，冷却水出水温度为T2(T2>T1)，则***A的工况水温为：(T1/2+T2/4)，其中，***A的工况水温为***A的进出水温度的平均值，***A冷媒的温度与***A的工况水温有一个固定的差值。按照传统的轴向分区的A***的冷却水工况水温为(T1/2+T2/2)。明显的(T1/2+T2/4)<(T1/2+T2/2)。这样在保证换热温差△Ta不变的情况，***A的冷凝温度(T1/2+T2/4)+△Ta<(T1/2+T2/2)+△Ta就会有较低的冷凝温度。使用此径向分区式的壳管式换热器，在蒸汽制冷***中冷凝温度越低，机组的制冷量越大，机组的性能系数越高从而提高制冷量与性能。冷媒***A与B在运行的时候为饱和的状态，对于冷媒的饱和状态，压力值与饱和温度一一对应，各个***的工况水温决定了冷凝温度。
同理，当冷冻水的进出水温度不变的情况下,当冷冻进水温度为T3，冷却水出水温度为T4(T3＜T4)，则***A的冷水工况水温为:(T3/2+3T4/4)。按照传统的轴向分区的***A的工况水温为(T3/2+T4/2)。明显的(T3/2+3T4/4)＞(T3/2+T4/2)。这样在保证换热温差△Tb不变的情况，***A的蒸发温度(T3/2+3T4/4)+△Tb＞(T3/2+T4/2)+△Tb就会有较高的蒸发温度。在蒸汽制冷***中蒸发温度越高，机组的制冷量越大，机组的性能系数越高，再次提高了制冷量与性能，本发明的壳管式换热器通过从冷凝器与蒸发器侧双重作用，保证了机组的制冷量与性能的提升。
优选地，第一腔室41和第二腔室42内均设置有均气板43，均气板43位于第一腔室41的顶部位置，均气板43位于第二腔室42的顶部位置。
为了方便对换热功率和换热系数的计算，所以在本实施例中，第一腔室41的体积与第二腔室42的体积相同。位于第一腔室41内的换热管20数量与位于第二腔室42内的换热管20数量相同。这样管程以及换热体积均是可以进行计算的。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
当然，以上是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明基本原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种壳管式换热器，包括具有内部空间的壳体(10)和位于所述内部空间的换热管(20)，其特征在于，所述壳管式换热器还包括设置在所述内部空间的隔板(30)，所述隔板(30)沿所述壳体(10)的轴向方向设置，并将所述内部空间分隔为第一腔室(41)和第二腔室(42)，所述第一腔室(41)和所述第二腔室(42)沿壳体(10)径向方向相对设置且相互独立；
所述换热管(20)一部分位于所述第一腔室(41)内、另一部分位于所述第二腔室(42)内，所述换热管(20)的进口和出口位于所述壳体(10)轴向方向的同一端；
所述壳体(10)上设置有与所述第一腔室(41)连通的第一冷媒进口(51)和第一冷媒出口(52)；
所述壳体(10)上设置有与所述第二腔室(42)连通的第二冷媒进口(61)和第二冷媒出口(62)。
2.根据权利要求1所述的壳管式换热器，其特征在于，所述第一腔室(41)和所述第二腔室(42)内均设置有均气板(43)，所述均气板(43)位于所述第一腔室(41)的顶部位置，所述均气板(43)位于所述第二腔室(42)的顶部位置。
3.根据权利要求1所述的壳管式换热器，其特征在于，所述第一腔室(41)的体积与所述第二腔室(42)的体积相同。
4.根据权利要求1所述的壳管式换热器，其特征在于，位于所述第一腔室(41)内的换热管(20)数量与位于所述第二腔室(42)内的换热管(20)数量相同。
5.根据权利要求1所述的壳管式换热器，其特征在于，所述换热管(20)为回转管路，所述换热管(20)的管程由所述第一腔室(41)的第一端延伸至所述第一腔室(41)的第二端，再从所述第二腔室(42)的第二端延伸至所述第二腔室(42)的第一端；所述第一腔室(41)的第一端与所述第二腔室(42)的第一端位于所述壳体(10)的同一端。
6.根据权利要求1所述的壳管式换热器，其特征在于，所述壳管式换热器为冷凝器或者蒸发器。
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