CN207694272U - 一种立式降膜换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种立式降膜换热器，包括：一筒体，竖直设置，两端开口，一侧上部设进气口，插设进气管，另一侧下部开设出液口，插设出液管；一排气分配板，设置于筒体一侧内壁上，两侧开设分配气孔；上、下管板，分别设置于筒体上、下开口端；若干换热管，设置于筒体内部，两端分别插设于上、下管板内；至少一块集液板，表面开设集液孔，套设于换热管上，外缘开设缺口；进水室，开口端盖设于上管板，侧壁开设进水口，插设进水管，封闭端开设排气口，插设排气管；排水室，开口端盖设于下管板，封闭端开设排水口，插设排水管。所述降膜换热器提高了壳侧管侧两侧换热性能，换热性能极大提高，降低成本，结构简单，避免吸气带液，提高***可靠性。

Description

一种立式降膜换热器

技术领域

本实用新型属于废水浓缩热泵***中的水蒸发换热器技术领域，具体地，涉及一种立式降膜换热器。

背景技术

废水处理（wastewater treatment methods）就是利用物理、化学和生物的方法对废水进行处理，使废水净化，减少污染，以至达到废水回收、复用，充分利用水资源。

一些工业工艺处理环节会产生废水，废水不允许直接排放，而废水的处理按照体积收费，十分昂贵，此时就需要对废水进行浓缩处理。即通过加热废水，让水蒸发，从而浓缩废水，浓缩比例可达百分之一，从而极大减少废水的处理量，降低处理费用。热泵是一种比较节能的加热方式，热泵***产生高温高压的蒸汽，蒸汽在蒸发冷凝器中冷凝放热，从而加热蒸发冷凝器中的水，达到沸点后蒸发，从而达到浓缩废水的目的。

蒸发传热是指传热介质由液态相蒸发为气态相过程中发生的一种强化传热形式。板式换热器降膜蒸发传热过程主要分为以下几个步骤：①热流体的冷却；②壁面导热；③热量由外壁面传至液膜；④热量通过液膜蒸发传至空气；⑤热量被气质流动的空气带出换热器。在这个过程中，竖直板上的降膜起到了很大的作用。

对于降膜换热器，目前国内主要存在如下专利文献：

中国专利授权公告号：CN206449940U，公开了一种降膜式换热器，包括立式筒体、两组热交换管组和多个分配盘；所述立式筒体的上部设置有进液管和吸气管，所述热交换管组包括多根换热管，所述分配盘上开设有多个通孔；多个所述分配盘由上至下依次水平设置在所述立式筒体中，所述换热管竖直布置并插在对应的所述通孔中，所述换热管与所述通孔之间形成间隙；所述立式筒体的内壁与所述热交换管组之间形成主气流通道，相邻的两个所述分配盘之间的两组所述热交换管组间隔设置形成辅助气流通道，所述进液管的出液口位于最上部的所述分配盘的上方。实现提高降膜式换热器的换热效率。然而，该专利所提供的降膜式换热器，其进气端，即吸气管直接对应换热管，导致气流分配不均匀，影响换热效率。

实用新型内容

为解决上述存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种立式降膜换热器，所述降膜换热器可作为热泵***中的蒸发冷凝器，提高了壳侧管侧两侧换热性能，换热性能极大提高，降低成本，结构简单，避免吸气带液，提高***可靠性。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种立式降膜换热器，所述换热器包括：一筒体，竖直设置，两端开口，一侧侧壁上部开设有一进气口，其上插设进气管，另一侧侧壁下部开设有一出液口，其上插设出液管；一排气分配板，沿筒体高度方向设置于筒体开设进气口的一侧内壁上，两侧沿筒体高度方向间隔开设若干分配气孔，形成对由进气口进入气体的均匀分布；上、下管板，分别设置于所述筒体上、下开口端；若干换热管，沿筒体轴向间隔设置于所述筒体内部，两端分别插设于所述上、下管板内；至少一块集液板，位于筒体内侧，表面开设若干与所述换热管外壁相配合的集液孔，集液板通过该若干集液孔套设于所述若干换热管上，集液板外缘沿周向间隔开设有若干缺口；进水室，为一一端开口另一端封闭的管体，其开口端盖设于所述上管板相对筒体的另一面，侧壁开设有一进水口，其上插设进水管，封闭端开设有一排气口，其上插设排气管；排水室，为一一端开口另一端封闭的管体，其开口端盖设于所述下管板相对筒体的另一面，封闭端开设排水口，其上插设排水管。

进一步地，所述换热管***上管板一端与上管板平齐设置。

进一步地，所述若干换热管对应上管板一端伸出至上管板外侧并延伸至进水室内。

进一步地，进水室内竖直设有一环形进液分配板，该环形进液分配板内部形成一内腔室，所述若干换热管对应上管板一端延伸至进水室该内腔室内，所述进液分配板表面沿周向间隔开设若干分配液孔，进液分配板上端面高出所述换热管位于内腔室一端端面设置。

进一步地，所述若干换热管延伸至进水室一端分别插设有一集气管。

进一步地，所述进水室内侧上部内接有一捕沫器，该捕沫器对应设置于集气管上方。

进一步地，所述排水室封闭端对应排水口的位置内接有一防涡板。

进一步地，所述筒体底部两侧分别设置有一支撑。

进一步地，所述集液板的数量为两块或两块以上，沿换热管长度方向间隔排布。

本实用新型的有益效果在于：

采用高效换热管，进气口设置排气分配板，分配气孔的设计有利于气流分配均匀；

筒体内设置至少一块集液板，减少换热管外表面的液膜厚度，提高换热效率；

进水室内设置环形进液分配板，在进水室内围成一内腔室，废水经环形进液分配板上的分配液孔分配后进入内腔室，配合换热管伸出上管板并延伸至内腔室内，且进液分配板上端面高于换热管端面，使得进入内腔室的废水均匀进入换热管内，有利于废水的分配效果；

管内降膜蒸发，提高水侧蒸发换热系数；

集气管***换热管内有利于气体的排出，减少带液；

排气口设置捕沫器，进一步降低带液可能；

排水口设置防涡板，防止排水过程中漩涡形成，保证排水顺畅；

所述立式降膜换热器可作为热泵***中的蒸发冷凝器，换热管采用高效铜管、水侧分配器。高温制冷剂蒸汽在壳侧冷凝放热，废水从进水室环形进液分配板中均匀地流入换热管内壁，形成薄膜，加热后蒸发成水蒸气。这种换热器提高了壳侧管侧两侧换热性能，换热性能极大提高，降低成本，结构简单，避免吸气带液，提高***可靠性。

附图说明

图1为本实用新型所提供的一种立式降膜换热器的结构示意图；

图2为本实用新型所提供的一种立式降膜换热器中进气管、排气分配板及换热管的截面结构示意图；

图3为本实用新型所提供的一种立式降膜换热器中环形进液分配板的结构示意图。

具体实施方式

参照图1~图3，本实用新型所述的一种立式降膜换热器，所述换热器包括：一筒体1，竖直设置，两端开口，一侧侧壁上部开设有一进气口11，其上插设进气管12，另一侧侧壁下部开设有一出液口13，其上插设出液管14；一排气分配板2，沿筒体1高度方向设置于筒体1开设进气口11的一侧内壁上，两侧沿筒体1高度方向间隔开设若干分配气孔21，形成对由进气口11进入气体的均匀分布；上、下管板3、4，分别设置于所述筒体1上、下开口端；若干换热管5，沿筒体1轴向间隔设置于所述筒体1内部，两端分别插设于所述上、下管板3、4内；至少一块集液板6，位于筒体1内侧，表面开设若干与所述换热管5外壁相配合的集液孔（未图示），集液板6通过该若干集液孔套设于所述若干换热管5上，集液板6外缘沿周向间隔开设有若干缺口（未图示）；进水室7，为一一端开口另一端封闭的管体，其开口端盖设于所述上管板3相对筒体1的另一面，侧壁开设有一进水口71，其上插设进水管72，封闭端开设有一排气口73，其上插设排气管74；排水室8，为一一端开口另一端封闭的管体，其开口端盖设于所述下管板4相对筒体1的另一面，封闭端开设排水口81，其上插设排水管82。

进一步地，所述换热管5***上管板3一端与上管板3平齐设置。

进一步地，所述若干换热管5对应上管板3一端伸出至上管板3外侧并延伸至进水室7内。

进一步地，进水室7内竖直设有一环形进液分配板75，该环形进液分配板75内部形成一内腔室76，所述若干换热管5对应上管板3一端延伸至进水室7该内腔室76内，所述进液分配板75表面沿周向间隔开设若干分配液孔77，进液分配板75上端面高出所述换热管5位于内腔室76一端端面设置。

进一步地，所述若干换热管5延伸至进水室7一端分别插设有一集气管78。进入降膜蒸发器的废水流量是控制的，底部有液位计用于控制废水液位。

进一步地，所述进水室7内侧上部内接有一捕沫器79，该捕沫器79对应设置于集气管78上方。

进一步地，所述排水室8封闭端对应排水口81的位置内接有一防涡板83。

进一步地，所述筒体1底部两侧分别设置有一支撑15。

进一步地，所述集液板6的数量为两块或两块以上，沿换热管5长度方向间隔排布。

其中，所述环形进液分配板75上的分配液孔77形状包括但不限于方孔、圆孔；所述排气分配板2上的分配气孔21形状包括但不限于方孔、圆孔。

本实用新型所述的一种立式降膜换热器的使用流程如下：

参照图1，高温高压气态制冷剂从进气管1进入筒体1，通过排气分配板2两侧的分配气孔21均匀分布在筒体1内，高温高压气态制冷剂冷凝放热，液体附在换热管5表面并在重力作用下向下流动，液膜不断积累变厚，然后聚集在集液板6上并从集液板6边缘的缺口流到筒体1底部，最后液体从出液管14流出筒体1进入热泵***循环。

废水从进水管72进入进水室7，通过环形进液分配板75一圈的分配液孔77进入内腔室76，由于进液分配板75上端面高出所述换热管5位于内腔室76一端端面设置，当废水液位高于换热管5入口时，废水均匀流入换热管5内壁形成液膜流下，废水液膜被外部的高温高压气态制冷剂加热后蒸发成水蒸气，没有蒸发的废水流到底部的排水室8，从排水管82排出。水蒸气向上流动进入集气管78，然后通过捕沫器79将水蒸气携带的水滴去除，最后水蒸气通过排气管74被排出，进入下一级换热器。

需要说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制。尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。

Claims (9)

1.一种立式降膜换热器，其特征在于，所述换热器包括：

一筒体，竖直设置，两端开口，一侧侧壁上部开设有一进气口，其上插设进气管，另一侧侧壁下部开设有一出液口，其上插设出液管；

一排气分配板，沿筒体高度方向设置于筒体开设进气口的一侧内壁上，两侧沿筒体高度方向间隔开设若干分配气孔，形成对由进气口进入气体的均匀分布；

上、下管板，分别设置于所述筒体上、下开口端；

若干换热管，沿筒体轴向间隔设置于所述筒体内部，两端分别插设于所述上、下管板内；

至少一块集液板，位于筒体内侧，表面开设若干与所述换热管外壁相配合的集液孔，集液板通过该若干集液孔套设于所述若干换热管上，集液板外缘沿周向间隔开设有若干缺口；

进水室，为一一端开口另一端封闭的管体，其开口端盖设于上管板相对筒体的另一面，侧壁开设有一进水口，其上插设进水管，封闭端开设有一排气口，其上插设排气管；

排水室，为一一端开口另一端封闭的管体，其开口端盖设于所述下管板相对筒体的另一面，封闭端开设排水口，其上插设排水管。

2.根据权利要求1所述的立式降膜换热器，其特征在于，所述换热管***上管板一端与上管板平齐设置。

3.根据权利要求1所述的立式降膜换热器，其特征在于，所述若干换热管对应上管板一端伸出至上管板外侧并延伸至进水室内。

4.根据权利要求3所述的立式降膜换热器，其特征在于，进水室内竖直设有一环形进液分配板，该环形进液分配板内部形成一内腔室，所述若干换热管对应上管板一端延伸至进水室该内腔室内，所述进液分配板表面沿周向间隔开设若干分配液孔，进液分配板上端面高出所述换热管位于内腔室一端端面设置。

5.根据权利要求2或3或4所述的立式降膜换热器，其特征在于，所述若干换热管延伸至进水室一端分别插设有一集气管。

6.根据权利要求5所述的立式降膜换热器，其特征在于，所述进水室内侧上部内接有一捕沫器，该捕沫器对应设置于集气管上方。

7.根据权利要求1所述的立式降膜换热器，其特征在于，所述排水室封闭端对应排水口的位置内接有一防涡板。

8.根据权利要求1所述的立式降膜换热器，其特征在于，所述筒体底部两侧分别设置有一支撑。

9.根据权利要求1所述的立式降膜换热器，其特征在于，所述集液板的数量为一块或一块以上，沿换热管长度方向间隔排布。