[實用新型]折流高效熱交換器、熱交換器組及熱交換器殼體

有效

• 申請號: 201320097074.2
• 申請日: 2013-03-04
• 公開（公告）號: CN203323595U
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 楊銘
• 申請（專利權）人: 楊銘
• 主分類號: F28D7/00
• 分類號: F28D7/00;F28F27/00;F28F13/10;F28G7/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

技術領域

本實用新型涉及熱交換器技術領域，特別涉及一種結合超聲波技術的折流高效熱交換器、熱交換器組及熱交換器殼體。?

背景技術

熱交換器作為熱傳導和交換的基本設備已經廣泛應用于現代工業和機械設備中，由于水質、使用環境等原因，目前多數熱交換器都存在結垢問題，結垢過程即污垢沉積物在傳熱表面上形成的過程，對直接接觸式熱交換器，則是相界面附著物的積累的過程。通常結垢分為6種類型：（1）析出結垢：CaCO₃、CaSO₄和MgSiO₃等負溶解性鹽溶液因熱表面溶解度降低而隨鹽類析出沉積；（2）微粒結垢：懸浮于液體中的固體微粒因重力作用而沉積；（3）化學反應結垢：高溫下某些有機物或無機物發生反應、聚合或焦化而產生的固體沉積；（4）腐蝕結垢：熱交換器本身起化學變化，其產物作為污垢而附于表面上；（5）生物結垢：未經處理的海水、河水或湖水，其中的藻類等產生的沉積；（6）凝固結垢：某種純液體或液體混合物中某一組分因換熱面過冷而固化沉積。事實上結垢過程可能是上述幾種類型的綜合作用。由于污垢具有較高的熱阻，使總傳熱效率降低，并且還因其減小了流通截面而使泵功率增加，對強化傳熱的場合，若不能有效控制其形成，許多強化傳熱措施將變得毫無意義。?

因結垢造成的能源浪費和經濟損失是相當嚴重的。污垢隨著時間而逐漸沉積，會帶來的消耗有：（1）因結垢而降低了傳熱速率，若用增加傳熱面積的辦法來解決，無疑將增大設備尺寸；另外，對某些要求連續生產的場合，還需配備相同型號熱交換器備用；（2）對腐蝕性介質，需用鈦、不銹鋼等貴重材料；（3）因結垢嚴重而停運，可能會造成產品質量下降或停運期間的生產損失；（4）結垢清洗需要各種清洗設備，同時還有化學藥劑的消耗；（5）結垢后增加了傳熱阻力，若用提高溫差來增加傳熱推動力，必然又增加了能力消耗，此外還縮小了流通截面積，使壓降增加，泵功率增大；（6）定期維修帶來設備和勞力等方面的耗費?？傊?，熱交換器結垢是一個相當復雜的問題，其機理涉及到多門學科，迄今仍是一個尚未徹底解決的問題。?

實用新型內容

為有效解決熱交換器的結垢問題，本實用新型打破常規熱交換器的構型設計，設計出一種折流結構熱交換器、熱交換器組及熱交換器殼體，并將其與超聲波除垢技術結合，能達到防止污垢、泥沙、鐵銹附著在熱交換器換熱面上的目的；進一步優化地，本實用新型還增加了實時監測熱交換器運行的監測系統，實時記錄和顯示換熱效率及運行情況，為生產運行提供可靠運行數據，進一步提高了換熱效率、降低了能耗，更加環保。?

本實用新型的技術方案如下：?

一種折流高效熱交換器，其包括：

波紋折流熱交換器殼體，其保證換熱介質在所述熱交換器殼體內為折流流動；

超聲裝置，用于產生和傳遞超聲波，其包括互相連接的超聲波發生機構和超聲波傳遞振動機構，所述超聲波傳遞振動機構設于所述波紋折流熱交換器殼體內。

優選地，所述超聲波發生機構包括超聲波控制器和換能器，所述超聲波控制器與所述換能器連接，所述換能器與所述超聲波傳遞振動機構連接。其中，所述換能器優選為磁致伸縮換能器。這是由于該換能器能長時間連續工作，使超聲波持續產生空化效應和渦流，抑制水垢、泥沙、鐵銹在熱交換器表面上的附著。?

鑒于通常換熱介質中大多存在大顆粒雜質，優選該熱交換器進一步包括設于熱交換器入口的用于過濾大顆粒物質的入口過濾器。當然，在換熱介質沒有大顆粒雜質時，也可以不設置入口過濾器。?

為了實現本實用新型熱交換器的自動控制，優選該熱交換器進一步包括換熱效率實時監測控制系統，其監測換熱器入口和出口處的溫度和壓力數據，并計算得到換熱效率，根據所述換熱效率調節所述熱交換器的流量，使所述熱交換器保持在最佳的換熱狀態。具體地，所述換熱效率實時監測控制系統包括設于換熱介質入口和出口處的溫度傳感器和壓力傳感器、控制器和設于所述波紋折流熱交換器殼體的電動控制閥體，所述控制器與所述溫度傳感器和壓力傳感器、電動控制閥體分別連接，所述溫度傳感器和壓力傳感器實時或定期采集入口處的溫度和壓力數據，所述控制器收集所述溫度和壓力數據，計算并實時顯示出換熱效率值，并根據需要自動調節所述電動控制閥體，使所述熱交換器保持在最佳的換熱狀態。處于系統操作安全的考慮，所述控制器還設有用于實現密碼或密令控制的密令模塊，所述密令模塊集成于所述控制器上。?

優選地，所述超聲波控制器與所述換熱效率實時監測控制系統的控制器連接，從而更利于實現該熱交換器的整體控制。?