[發(fā)明專利]管道式換熱器、其制造方法以及換熱設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210312599.3
• 申請(qǐng)日: 2012-08-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103629952A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬靜云;趙斌;曹善泉;苑英偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 洛陽(yáng)麥達(dá)斯鋁業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): F28D7/00
• 分類號(hào): F28D7/00;F28D7/10;F28F1/10;F28F21/08;F28F9/26
• 代理公司: 北京怡豐知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11293
• 代理人: 遲軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及管道式換熱器、其制造方法以及換熱設(shè)備，特別地涉及主要應(yīng)用于工業(yè)換熱、建筑業(yè)換熱、中央空調(diào)、采暖通風(fēng)等領(lǐng)域的換熱設(shè)備的針對(duì)流體介質(zhì)(如水、水蒸氣等)的管道式換熱器。

背景技術(shù)

隨著節(jié)能技術(shù)的發(fā)展，換熱器的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，并帶來(lái)了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。傳統(tǒng)的板式換熱器通常采用不銹鋼板或銅板的、多層疊加的結(jié)構(gòu)，這種板式換熱器允許的使用壓力較低，應(yīng)用于高層建筑時(shí)往往達(dá)不到要求。而且在傳統(tǒng)的板式換熱器中，每片換熱板內(nèi)以及兩片換熱板之間都需要利用密封條來(lái)進(jìn)行密封，這種使用密封條的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致傳統(tǒng)的板式換熱器的使用壽命短且維修量大。

而目前流行的管殼式換熱器，為了增加流體的換熱效果，殼程內(nèi)裝有擾動(dòng)裝置，如折流板、擋板、翅片等，同時(shí)上述擾動(dòng)裝置也起到對(duì)管束的支撐作用，常見(jiàn)的擾動(dòng)裝置有弓形隔板、整圓形折流板、異形孔折流板、網(wǎng)狀板、螺旋折流板等，這些結(jié)構(gòu)降低了流體在傳熱過(guò)程中的壓力降，同時(shí)減小了流體的流動(dòng)誘導(dǎo)現(xiàn)象，但是由于管殼式換熱器的管程貫穿殼程，且上述擾動(dòng)裝置也分布在殼程內(nèi)，既需要管子與擾動(dòng)裝置的固定，也需要對(duì)擾動(dòng)裝置和殼程進(jìn)行固定，導(dǎo)致裝配繁瑣復(fù)雜，并增大了生產(chǎn)和安裝成本。

對(duì)于其他的換熱器種類，例如，申請(qǐng)?zhí)枮镃N201110433264.2、發(fā)明名稱為“一管翅片式高效換熱器”的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種采用如下結(jié)構(gòu)的管翅片式換熱器。制冷劑流程金屬管被彎成多排連續(xù)、正反折彎交替的多個(gè)U形折彎管，金屬翅片上制有和所述U形折彎管排列形式相適配的排成多排的多個(gè)長(zhǎng)孔，制冷劑流程金屬管被插入穿過(guò)所述多片金屬翅片，且與長(zhǎng)孔孔壁緊密接觸，制冷劑流程金屬管與金屬翅片長(zhǎng)孔孔壁焊接。在該申請(qǐng)中，金屬管多排折彎，其應(yīng)力分布不均勻，同時(shí)金屬管與翅片接觸處采用焊接方式結(jié)合，不適用于壓力降大的換熱環(huán)境，易產(chǎn)生管內(nèi)的流動(dòng)誘導(dǎo)，損壞翅片。

在提高換熱器的換熱系數(shù)技術(shù)方面，例如，申請(qǐng)?zhí)枮镃N201110405034.5、發(fā)明名稱為“利用介質(zhì)剪切力提高換熱器傳熱系數(shù)的方法”的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)，公開(kāi)了如下一種提高換熱器傳熱系數(shù)的方法。在換熱器的入口前設(shè)置有可使換熱器整個(gè)流道內(nèi)流體介質(zhì)產(chǎn)生脈動(dòng)流動(dòng)的脈動(dòng)發(fā)生器，通過(guò)調(diào)節(jié)脈動(dòng)發(fā)生器，使兩流體脈動(dòng)的頻率發(fā)生變化，使流體脈動(dòng)而產(chǎn)生剪切力，換熱面積受到剪切力作用發(fā)生振動(dòng)，換熱面振動(dòng)破壞流體滯留層和剝離垢層，降低流體熱阻值，從而提高換熱器傳熱系數(shù)。此方法有效地改善了管內(nèi)流體的流動(dòng)形式，但是脈動(dòng)發(fā)生器的成本較高，且對(duì)脈動(dòng)發(fā)生器的安裝調(diào)試操作不方便。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提出了一種采用擠壓工藝一體成型的管道式換熱器。該換熱器的材質(zhì)為銅合金或鋁合金材料，內(nèi)管、翅片和外管通過(guò)擠壓工藝一體擠壓成型。通過(guò)采用本發(fā)明的利用擠壓工藝一體成型的管道式換熱器，使得制造加工工藝簡(jiǎn)單易行，安裝裝配簡(jiǎn)便，并且解決了傳統(tǒng)板式換熱器的密封點(diǎn)多而導(dǎo)致維護(hù)成本高且使用壽命短等缺陷。

本發(fā)明的一方面提供了一種管道式換熱器，該管道式換熱器包括多個(gè)管道和布置在多個(gè)管道之間的翅片，其特征在于：所述多個(gè)管道包括一個(gè)以上的內(nèi)管和布置在所述內(nèi)管外圍的外管，所述翅片在所述多個(gè)管道的軸向垂直的橫截面上呈徑向分布，并且所述多個(gè)管道和所述翅片被一體制成。內(nèi)管和外管的中心線平行或者在同一直線上，翅片在內(nèi)管與內(nèi)管之間或者內(nèi)管與外管之間以固定間隔或非固定間隔呈徑向分布。設(shè)計(jì)和制造此種結(jié)構(gòu)的換熱器的擠壓模具比較容易，從而降低了生產(chǎn)成本，并且兩個(gè)換熱器的連接簡(jiǎn)便，從而實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便的安裝裝配。

本發(fā)明的另一方面提供了一種前述管道式換熱器的制造方法，其特征在于，內(nèi)管、翅片和外管是通過(guò)擠壓工藝一體成型的。

本發(fā)明的再另一方面提供了一種換熱設(shè)備，其特征在于，所述換熱設(shè)備包括前述管道式換熱器。

根據(jù)本發(fā)明，管道式換熱器的內(nèi)管、翅片、外管采用擠壓工藝一體成型。在換熱器所使用的材料方面，優(yōu)選采用鋁合金材料，鋁合金材料的換熱系數(shù)大于不銹鋼的換熱系數(shù)，且使換熱器的質(zhì)量輕成本低；更優(yōu)選采用銅合金材料，銅合金材料換熱系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于不銹鋼，與采用不銹鋼材料制成的換熱器相比，能夠極大縮短換熱器的換熱時(shí)間，從而顯著提高換熱效率。并且，通過(guò)采用擠壓一體成型工藝制作的翅片對(duì)內(nèi)管外管形成了自支撐作用，具有耐高壓、整體強(qiáng)度高、剛性好等優(yōu)點(diǎn)，并且避免了傳統(tǒng)管殼式換熱器中折流板、擋板等所需要的加工和安裝固定以及翅片所需要的焊接操作等的繁瑣工序，從而實(shí)現(xiàn)了加工和安裝操作簡(jiǎn)單，并且能夠有效避免流體擾動(dòng)帶來(lái)的缺陷。