[發明專利]一種套管式換熱器

無效

• 申請號: 201010103648.3
• 申請日: 2010-02-01
• 公開（公告）號: CN101776405A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發明（設計）人: 石衛華
• 申請（專利權）人: 上海醇華電子有限公司
• 主分類號: F28D7/10
• 分類號: F28D7/10;F28F21/06;F28F21/08;F28F9/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種換熱器，進一步說，本發明是一種采用塑料管作為外管的 套管式換熱器。

背景技術

套管式換熱器是一種常見的換熱器，其基本構造是兩個不同直徑的管子， 直徑大的(一般稱為外管)套在直徑小的(一般稱為內管)外面，兩種溫度不 同的流體(一般稱為冷流體和熱流體)分別在內管里面以及內外管之間的夾縫 中逆向流動，通過內管的管壁進行熱量的交換。

目前常見的套管式換熱器以金屬套管為主，即內管和外管均為金屬管，如 紫銅管、不銹鋼管、鈦管等。換熱器的形狀根據套管的不同，有很多種，其中 以紫銅管為套管的多為螺旋盤狀為主，這是因為紫銅管比較軟，容易加工成螺 旋形盤狀。以不銹鋼管、鈦管為套管的換熱器，一般都是采用直管加U形彎管 通過法蘭或焊接等方式組合而成。之所以采用金屬管比較普遍，主要是金屬管 便于焊接，內外管容易進行隔離，同時承壓能力也比較大。

但是，采用全金屬套管，消耗的金屬比較多，整套設備的質量也比較大， 制造、安裝和運輸成本都比較高。同時，由于金屬套管式換熱器多采用焊接進 行連接，可拆卸性很差，因此，管路里面不便于清洗。當換熱的流體不純，或 者易產生污垢，容易發生管路堵塞的問題。同時，由于全部采用金屬管道，當 外管不做保溫處理的時候，熱量容易通過外管對外散失，如果增加外管的保溫 措施，又會增加一些成本，同時，維護保養也更加復雜。

隨著塑料管材的開發成功，塑料管材的一些優良特性，如重量輕、安裝方 便、不結垢、水流阻力小、耐腐蝕、價格便宜等，在某些領域逐步取代了金屬 管材。但利用塑料管材來做套管式換熱器，目前仍然存在不少的問題，首先是 塑料管材耐壓能力不如金屬管材；其次，塑料管材韌性差，不能像金屬管材那 樣可以彎折處理，一般也不能像金屬管材那樣做切削、焊接等機械加工；再其 次，塑料管材只能用于比較窄的溫度范圍，線性膨脹率也比金屬管材高；再其 次，如果用塑料管材作外管，需要特定的管件支持，而目前市面上缺乏相關的 管件，需要開模定制，而注塑模具成本遠高于金屬的砂型鑄造模具；最后，塑 料管材的導熱能力很差，如PP-R管材的導熱系數只有不銹鋼鋼管的1/200，紫 銅管的1/1600，不能用作內管。

目前的金屬套管式換熱器之所以普遍，主要是因為它們多用于高溫、高壓、 高腐蝕等應用場合，而且所應用的流體一般比較純凈，換熱器無需經常拆卸清 洗。而事實上，如果要對一些低壓(不超過1.2MPa)、低溫(5~90℃以內)、 低腐蝕、存在一定雜質的流體進行換熱處理，特別是應用到日常生活中廢熱回 收的場合，如洗浴后的廢水熱能回收等，則應用全金屬的套管式換熱器存在很 多缺點，如全金屬的套管式換熱器不僅笨重，體積也大，成本高昂，維護的成 本也很高。若在上述應用中使用塑料管材作為換熱器外管，則能帶來很多好處， 如大大降低設備的重量，降低制造成本，同時，塑料管材不結垢、水流阻力小、 耐腐蝕等優良特性能大大降低換熱器的維護成本。但目前市面上仍然沒有實用 的以塑料作為外管的套管式換熱器，主要是缺乏能實際生產制造及應用的方案， 本發明的提出，解決了上述的難題。

發明內容

為實現上述目的，本發明的技術方案如下：

根據流體的壓力和溫度的不同，換熱器的外管可以采用PP-R(無規共聚聚 丙烯)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、PE(聚乙烯)或PVC(聚氯乙 烯)等成熟的水管。其中，PP-R、ABS、PE類管材可以傳輸的流體溫度可達到 90℃，而PVC類管材可達到40℃，可分別用于不同的場合。因為塑料管材的導 熱率低，恰好可以起到保溫的作用，降低了外管的散熱損耗。內管作為換熱管， 則不能應用塑料管，根據流體的腐蝕性、壓力的不同，可以采用紫銅管、不銹 鋼管等。