[發明專利]一種殼管式換熱器及其換熱工藝

在審

• 申請號: 201611235985.1
• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN106595033A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 胡世彪
• 申請（專利權）人: 山東艾歐羅思新能源科技有限公司
• 主分類號: F24H1/16
• 分類號: F24H1/16;F24H9/00;F24H9/18;F24H9/20;F28D7/02;F28D7/04
• 代理公司: 山東博睿律師事務所37238
• 代理人: 丁波

技術領域

本發明涉及一種換熱器，應用于熱水器換熱技術領域中，特別涉及一種殼管式換熱器，屬于熱交換技術領域。

背景技術

同軸式換熱器和殼管式換熱器在熱水器換熱技術領域中已經延續多年，同軸式換熱器(又稱套管式換熱器)是將一種金屬螺旋波紋管放置在一根無縫耐壓的鋼管內，螺旋波紋管兩端略長于外套的無縫鋼管，然后根據要求繞制成環形盤管或其他形狀，外套鋼管兩端分別縮口與螺旋波紋管相焊接；另外，外套鋼管兩端還分別設置介質端口各1個(端口管與外套鋼管呈90度)，螺旋波紋管兩端分別焊接可與水管相連接的聯接件(如水管接頭等)，盤管用固定支架將其盤管固定焊接牢固。其工作原理是：螺旋波紋管內為水側，即下端口為進水口，上端口為出水口，螺旋波紋管外側與無縫鋼管內側為介質側，即：上端口為介質進口，下端口為介質出口；工作時，正好與水側流動方向成逆向狀態，從而達到冷熱交換的目的。

上述同軸式換熱器存在以下缺點：其沒有介質儲液功能，在熱泵應用中，除直熱式熱泵系統外，使用該同軸式換熱器還需在系統的高壓側再加裝一套儲液器，這無疑增加了熱泵系統的復雜程度和制造成本。

殼管式換熱器(又稱水泡或高效罐)，是將一根或多根(外徑帶翅片的)銅屬管繞制成環形盤管狀，然后嵌入一個耐壓的鋼殼內，鋼殼上端設有介質進口一個，下端設有介質出口一個，盤管兩端端口分別伸出鋼殼外，下端口為水側進口，上端口為水側出口。工作時，介質由上端口進，下端口出，而水側則由盤管的下端口進，上端口出，與介質形成逆向流程狀態，從而達到冷熱交換的目的。

上述殼管式換熱器存在以下缺點：

①.該殼管式換熱器只能垂直(即立式)安裝使用，如果臥式使用會影響交換效果；

②.該殼管式換熱器的水側盤管因是直接嵌入在一個密閉的鋼殼內的，介質因沒有導流裝置，很容易在交換時形成短路流經，即：介質尚未與盤管形成充分的逆向行程交換就由進口直接流向出口了，從而影響了換熱效果；

③.水側盤管內因是光管，沒有螺旋通徑狀，所以很容易導致水流形成不了螺旋沖刷力，也是該殼管式換熱器易結水垢的根源之一。

發明內容

為了解決背景技術中存在的技術問題，本發明提供了一種殼管式換熱器，該殼管式換熱器通過在盤管外套接導流管，迫使介質流體類似螺旋狀的流動，使得介質流與水側盤管產生充分的傳熱交換效果，該殼管式換熱器臥式使用也不會影響使用能效；另外，通過設置陽極鎂棒和電加熱結構，即可以延長電加熱的使用壽命，也可以降低傳統電加熱的安裝成本。

本發明采用的具體技術方案為：

一種殼管式換熱器，包括承壓鋼殼，設置在承壓鋼殼內的盤管，所述的盤管上端連接出水管，下端連接進水管，圍繞所述的盤管外側套接導流管，所述的導流管與所述的盤管之間設置介質通道，所述的介質通道上端連接介質入口管，所述的介質通道下端連接介質出口管，所述的介質入口管與所述的質出口管分別設置在所述的承壓鋼殼上端和下端的外側，所述的承壓鋼殼內部形成介質儲罐。

所述的介質儲罐下端連接有介質回流管。

所述的承壓鋼殼底端設置有固定腳。

所述的進水管一端連接盤管下端，另一端連接陽極鎂棒安裝管，所述陽極鎂棒安裝管的另一端設置進水口；所述的出水管一端連接盤管的上端，另一端連接電加熱裝置安裝管，所述的電加熱裝置安裝管的另外一端設置出水口。

所述的盤管為一根螺旋波紋管或多根圓形盤管。

所述的盤管外套接的導流管可以為一種金屬導管或一種可耐高溫的工程型復合管，可以引導介質必須順著導管流，迫使介質流體類似螺旋狀的流動-即受迫紊流，這可使得介質流與水側螺旋波紋管或圓管產生充分的傳熱交換效果，尤其是對粘性濃度高的交換介質更為明顯。

所述的陽極鎂棒安裝管內部設置陽極鎂棒，陽極鎂棒安裝管上設置有陽極鎂棒安裝口，所述的陽極鎂棒安裝口與進水管連接。

所述的陽極鎂棒可以用來軟化水質和消除帶電離子(即犧牲陽極)的功能，主要是用來保護電加熱不被水中的電離子所腐蝕。

所述的電加熱裝置安裝管內部設置電加熱裝置，電加熱裝置安裝管上設置有電加熱裝置安裝口，所述的電加熱裝置安裝口與出水管連接。

所述的電加熱裝置的作用是當熱泵(機組)在冬季能效低時和熱泵(機組)故障時電加熱裝置均可獨立或輔助運行，從而達到應急和輔助的作用。

所述的導流管上端與所述的盤管為密封連接，所述的導流管下端與所述的盤管之間設置為開口結構。

所述的出水管上安裝有出水傳感器安裝盲管。