本發(fā)明涉及換熱設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種換熱管及換熱器。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，資源的需求量急劇增加，環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，嚴(yán)重影響了人們的生活和經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展。為了解決以上問題，我國提出了一系列的節(jié)能減排措施，其中污水資源的開發(fā)利用是其中一項重要措施。

城市污水是一種比較理想的低溫?zé)嵩?，具有一年四季水量相對穩(wěn)定，水溫變化較小的特點。冬季，污水溫度比環(huán)境空氣溫度高，所以熱泵循環(huán)的蒸發(fā)溫度提高，能效比也提高；而夏季水溫度比環(huán)境空氣溫度低，所以制冷的冷凝溫度降低，使得冷卻效果好于風(fēng)冷式和冷卻塔式，能效比也提高。綜上所述，如果使用污水源熱泵能夠大大提高能效比，一般可以達(dá)到4級‐5級，節(jié)能效果顯著。

按照污水利用的方式可分為直接利用方式和間接利用方式。直接利用方式是通過污水與制冷劑之間經(jīng)換熱器壁面直接換熱；間接利用方式是通過污水與中間介質(zhì)通過換熱器避免換熱，中間介質(zhì)在于制冷劑通過換熱器壁面換熱。

對比直接利用方式與間接式利用方式可以發(fā)現(xiàn)，直接式利用方式相對于間接式利用方式省去了中間介質(zhì)環(huán)節(jié)，換熱效率更高，投資更小，運行費用低等優(yōu)點。

污水源熱泵換熱系統(tǒng)實現(xiàn)無堵塞連續(xù)高效換熱，是利用污水作為熱泵冷熱源技術(shù)的關(guān)鍵，但由于直接式利用方式對熱泵機組的蒸發(fā)器和冷凝器改造較大，而間接式利用方式由于不同污水直接接觸，目前應(yīng)用較為廣泛。

對于污水換熱器的直接式利用方式有很多，但由于污水的粘性較大且易沉積、結(jié)垢，盡管換熱器的設(shè)計及制造工藝很成熟，但是適用于污水進行直接換熱的換熱器至今還未成熟。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實施例提供一種換熱管及換熱器，以解決換熱管內(nèi)雜質(zhì)易沉積的問題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實施例提供一種換熱管，其包括換熱管體，換熱管體內(nèi)設(shè)置有大小可調(diào)節(jié)的擾流結(jié)構(gòu)，換熱管還包括控制擾流結(jié)構(gòu)大小的調(diào)節(jié)部，調(diào)節(jié)部與擾流結(jié)構(gòu)連接。

進一步地，擾流結(jié)構(gòu)具有內(nèi)腔，調(diào)節(jié)部控制擾流結(jié)構(gòu)的內(nèi)腔的壓力調(diào)節(jié)擾流結(jié)構(gòu)的大小。

進一步地，擾流結(jié)構(gòu)設(shè)置在換熱管體的管壁上，擾流結(jié)構(gòu)包括：安裝基座，安裝基座與管壁固定連接；彈性覆膜，彈性覆膜設(shè)置在安裝基座上，且與安裝基座的朝向換熱管體內(nèi)的表面形成內(nèi)腔。

進一步地，擾流結(jié)構(gòu)設(shè)置在換熱管體內(nèi)，擾流結(jié)構(gòu)包括：安裝管，安裝管設(shè)置在換熱管體內(nèi)；彈性覆膜，彈性覆膜與安裝管連通，且彈性覆膜與安裝管的管腔構(gòu)成擾流結(jié)構(gòu)的內(nèi)腔。

進一步地，調(diào)節(jié)部控制向內(nèi)腔內(nèi)輸送填充物或從內(nèi)腔抽出填充物調(diào)整內(nèi)腔的壓力。

進一步地，彈性覆膜的材質(zhì)可以是高彈性記憶合金或耐磨硅膠。

進一步地，調(diào)節(jié)部包括：輸送管，輸送管與擾流結(jié)構(gòu)的內(nèi)腔連通，介質(zhì)輸送結(jié)構(gòu)，介質(zhì)輸送結(jié)構(gòu)與輸送管連接；控制結(jié)構(gòu)，控制結(jié)構(gòu)與介質(zhì)輸送結(jié)構(gòu)連接，并控制介質(zhì)輸送結(jié)構(gòu)通過輸送管向擾流結(jié)構(gòu)的內(nèi)腔輸送填充物或抽出填充物。

進一步地，填充物可以為液體填充物和/或氣體填充物。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種換熱器，其包括換熱器殼體，換熱器殼體具有容納腔，容納腔內(nèi)還設(shè)置有一個或以上換熱管，換熱管為上述的換熱管。

進一步地，換熱器還包括檢測換熱器的換熱效率的檢測部，檢測部與換熱管的控制結(jié)構(gòu)連接，控制結(jié)構(gòu)根據(jù)檢測部檢測的換熱效率控制介質(zhì)輸送結(jié)構(gòu)向擾流結(jié)構(gòu)的內(nèi)腔輸送填充物或抽出填充物。

進一步地，換熱器殼體上設(shè)置有與換熱管連通的第一入口管和第一出口管，換熱器殼體上還設(shè)置有與容納腔連通的第二入口管和第二出口管，檢測部包括：第一流量表，第一流量表設(shè)置在第一入口管上，并檢測進入換熱管內(nèi)的第一介質(zhì)的流量；第一溫度檢測件，第一溫度檢測件設(shè)置在第一入口管上，并檢測進入換熱管內(nèi)的第一介質(zhì)的進入溫度；第二溫度檢測件，第二溫度檢測件設(shè)置在第一出口管上，并檢測從換熱管內(nèi)流出的第一介質(zhì)的流出溫度；第二流量表，第二流量表設(shè)置在第二入口管上，并檢測進入容納腔內(nèi)的第二介質(zhì)的流量；第三溫度檢測件，第三溫度檢測件設(shè)置在第二入口管上，并檢測進入容納腔的第二介質(zhì)的進入溫度；第四溫度檢測件，第四溫度檢測件設(shè)置在第二出口管上，并檢測從容納腔流出的第二介質(zhì)的流出溫度；控制結(jié)構(gòu)根據(jù)第一介質(zhì)流量、第一介質(zhì)的進入溫度、第一介質(zhì)的流出溫度、第二介質(zhì)流量、第二介質(zhì)的進入溫度和第二介質(zhì)的流出溫度確定換熱器的換熱效率。

本發(fā)明的實施例的換熱管在換熱管體內(nèi)設(shè)置大小可調(diào)節(jié)的擾流結(jié)構(gòu)，通過調(diào)節(jié)部對擾流結(jié)構(gòu)的大小進行調(diào)節(jié)，使得換熱管能夠在需要時清除積垢，在不需要時避免增大系統(tǒng)阻力，既保證了換熱效率和持久運行，又防止了過度增加能耗。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的實施例的具有換熱器的換熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的實施例的換熱管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的實施例的換熱管的局部立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的實施例的換熱管的第一種擾流結(jié)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明的實施例的換熱管的第二種擾流結(jié)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明的實施例的換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

10、換熱管體；11、擾流結(jié)構(gòu)；12、內(nèi)腔；13、安裝基座；14、彈性覆膜；15、安裝管；16、輸送管；17、換熱器殼體；18、第一入口管；19、第一出口管；20、第二入口管；21、第二出口管；22、第一流量表；23、第一溫度檢測件；24、第二溫度檢測件；25、第二流量表；26、第三溫度檢測件；27、第四溫度檢測件；28、連接支管；30、四通閥；31、第二介質(zhì)管；32、第二支路控制閥；33、第一熱源管；34、第一熱源管控制閥；35、輸送泵；36、過濾網(wǎng)；37、總管；38、第一支路控制閥；39、第一支路；40、第二熱源管控制閥；41、第一介質(zhì)管；42、第二支路；43、總控制閥。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例的換熱管及換熱器進行詳細(xì)描述。

如圖1至圖6所示，根據(jù)本發(fā)明的實施例，換熱管包括換熱管體10，換熱管體10內(nèi)設(shè)置有大小可調(diào)節(jié)的擾流結(jié)構(gòu)11，換熱管還包括控制擾流結(jié)構(gòu)11的大小的調(diào)節(jié)部，調(diào)節(jié)部與擾流結(jié)構(gòu)11連接。

通過在換熱管體10內(nèi)設(shè)置擾流結(jié)構(gòu)11，可以在換熱管體10內(nèi)有流體流動時使換熱管體10內(nèi)產(chǎn)生局部湍流，從而防止流體內(nèi)夾帶的雜質(zhì)或污染物沉積，實現(xiàn)防止換熱管體10內(nèi)積垢的目的。避免換熱管體10內(nèi)積垢就可以解決由于換熱管體10內(nèi)積垢造成的換熱效率降低等問題。擾流結(jié)構(gòu)11的大小可以調(diào)節(jié)就解決了在換熱管體10內(nèi)設(shè)置凸起的擾流結(jié)構(gòu)11造成的換熱系統(tǒng)運行阻力增加，能耗增加的問題。

該換熱管尤其適用于污水源熱泵換熱系統(tǒng)。由于污水源熱泵換熱系統(tǒng)采用污水作為熱源，而污水中攜帶較多雜質(zhì)，致使污水源熱泵換熱系統(tǒng)在工作時容易發(fā)生雜質(zhì)沉積結(jié)垢，使換熱效率降低等問題。采用此種換熱管，可以利用擾流結(jié)構(gòu)11避免換熱管體10內(nèi)結(jié)垢，在需要除垢或防止結(jié)垢時使擾流結(jié)構(gòu)11凸出換熱管體10的體積較大，產(chǎn)生湍流；在不需要除垢或防止結(jié)垢時擾流結(jié)構(gòu)11凸出換熱管體10的體積較小或沒有。這樣既能夠防止結(jié)垢或除垢，又可以有效減少增加的換熱系統(tǒng)運行阻力，降低能耗。

擾流結(jié)構(gòu)11凸出換熱管體10的體積大小的調(diào)節(jié)可以通過多種方式，例如，調(diào)節(jié)擾流結(jié)構(gòu)11的位置，使其凸出的體積改變。如將擾流結(jié)構(gòu)11設(shè)置在管壁上，并設(shè)置驅(qū)動結(jié)構(gòu)使擾流結(jié)構(gòu)11能夠沿?fù)Q熱管體10的徑向運動，從而調(diào)節(jié)擾流結(jié)構(gòu)11凸出換熱管體10內(nèi)壁的凸起的大小?；蛘呤箶_流結(jié)構(gòu)11采用彈性材料，通過改變壓力的大小控制擾流結(jié)構(gòu)11的大小，從而調(diào)節(jié)凸出換熱管體10的體積的大小。

在本實施例中，擾流結(jié)構(gòu)11采用彈性材料形成內(nèi)腔12，調(diào)節(jié)部通過控制擾流結(jié)構(gòu)11的內(nèi)腔12的壓力來調(diào)節(jié)擾流結(jié)構(gòu)11的大小。具體地，通過向內(nèi)腔12內(nèi)輸送填充物或從內(nèi)腔12抽出填充物控制內(nèi)腔12內(nèi)的壓力。

擾流結(jié)構(gòu)11的設(shè)置方式可以有多種，例如，如圖2所示，將擾流結(jié)構(gòu)11設(shè)置在換熱管體10的管壁上，隨著內(nèi)腔12內(nèi)壓力的增減，擾流結(jié)構(gòu)11相應(yīng)增減，從而實現(xiàn)換熱管體10內(nèi)的擾流結(jié)構(gòu)11大小的調(diào)節(jié)?；蛘?，如圖5所示，擾流結(jié)構(gòu)11設(shè)置在換熱管體10內(nèi)，隨著內(nèi)腔12內(nèi)壓力的增減，擾流結(jié)構(gòu)11相應(yīng)增減，也能夠?qū)崿F(xiàn)換熱管體10內(nèi)的擾流結(jié)構(gòu)11大小的調(diào)節(jié)，從而使換熱管體10內(nèi)產(chǎn)生湍流，達(dá)到除垢或防止積垢的目的。

針對擾流結(jié)構(gòu)11的設(shè)置方式的不同，擾流結(jié)構(gòu)11的結(jié)構(gòu)適應(yīng)性不同，下面對兩者擾流結(jié)構(gòu)11進行逐一說明。

如圖2至圖4所示，擾流結(jié)構(gòu)11設(shè)置換熱管體10的管壁上時，擾流結(jié)構(gòu)11包括安裝基座13和彈性覆膜14。安裝基座13與管壁固定連接，用于將擾流結(jié)構(gòu)11固定在管壁上。安裝基座13可以是金屬等能夠焊接的材質(zhì)，以方便與換熱管體10的管壁固定連接。

彈性覆膜14設(shè)置在安裝基座13上，且與安裝基座13的朝向換熱管體10內(nèi)的表面圍成內(nèi)腔12。彈性覆膜14的主要作用是形成內(nèi)腔12，并在換熱管需要除垢或防止積垢時膨脹形成凸起。

在本實施例中，擾流結(jié)構(gòu)11還包括連接支管28，連接支管28穿過安裝基座13，并與內(nèi)腔12連通。調(diào)節(jié)部用于調(diào)節(jié)內(nèi)腔12內(nèi)的壓力，以根據(jù)需要控制擾流結(jié)構(gòu)11的大小，防止換熱管體10內(nèi)積垢。

調(diào)節(jié)部包括輸送管16、介質(zhì)輸送結(jié)構(gòu)和控制結(jié)構(gòu)。

輸送管16通過連接支管28與擾流結(jié)構(gòu)11的內(nèi)腔12連通。

介質(zhì)輸送結(jié)構(gòu)與輸送管16連接。介質(zhì)輸送結(jié)構(gòu)可以是泵或其他液體或氣體增壓裝置，只要能夠輸送填充物或抽出填充物的結(jié)構(gòu)。

控制結(jié)構(gòu)與介質(zhì)輸送結(jié)構(gòu)連接，并控制介質(zhì)輸送結(jié)構(gòu)通過輸送管16向擾流結(jié)構(gòu)11的內(nèi)腔12輸送填充物或抽出填充物?？刂平Y(jié)構(gòu)可以PLC控制器或單片機等。

填充物可以為液體填充物和/或氣體填充物。

如圖2所示，圖中虛線所示為較小的彈性覆膜14形成的凸起。與虛線同心的實線為較大的彈性覆膜14形成的凸起。當(dāng)換熱管不需要進行除垢或防止結(jié)垢時，控制結(jié)構(gòu)可以控制介質(zhì)輸送結(jié)構(gòu)從內(nèi)腔12中抽出填充物(填充物可以是氣體或液體)。使內(nèi)腔12中壓力變小，彈性覆膜14變平，這樣可以不增加換熱管內(nèi)的流阻，減少能耗。

需要除垢或防止結(jié)垢時，控制結(jié)構(gòu)控制介質(zhì)輸送結(jié)構(gòu)向內(nèi)腔12中輸送填充物，使內(nèi)腔12的壓力增大，彈性覆膜14膨脹形成凸起，使換熱管內(nèi)形成湍流，防止污垢沉積。

使用時，由于輸送管16處于制冷劑內(nèi)，需抗腐蝕，且需做好密封，否則將會污染制冷劑，影響系統(tǒng)運行。當(dāng)然，該輸送管16也可以設(shè)置在換熱管內(nèi)。

為了確保彈性覆膜14具有良好的彈性和恢復(fù)效果，且能夠確保密封性，不會導(dǎo)致泄漏。彈性覆膜14的材質(zhì)可以是高彈性記憶合金或耐磨硅膠。例如，彈性覆膜14的材質(zhì)可選用高分子復(fù)合材料、耐磨硅膠、或者是鈦合金、鎂鈧合金等。優(yōu)選地，彈性覆膜14為高彈性的記憶合金。

需要說明的是，根據(jù)除垢和防止沉積的需要，在換熱管體10內(nèi)設(shè)置有多個擾流結(jié)構(gòu)11。擾流結(jié)構(gòu)11的具體設(shè)置位置可以根據(jù)仿真技術(shù)確定。在本實施例中，沿?fù)Q熱管體10的周向設(shè)置有多組擾流結(jié)構(gòu)11，各組擾流結(jié)構(gòu)11包括多個沿?fù)Q熱管體10的長度方向依次間隔設(shè)置的擾流結(jié)構(gòu)11。

如圖5所示，擾流結(jié)構(gòu)11設(shè)置在換熱管體10中時，擾流結(jié)構(gòu)11包括安裝管15和彈性覆膜14。安裝管15設(shè)置在換熱管體10內(nèi)，安裝管15主要用于安裝彈性覆膜14。彈性覆膜14設(shè)置在安裝管15上，且彈性覆膜14與安裝管15的管腔構(gòu)成擾流結(jié)構(gòu)11的內(nèi)腔12。彈性覆膜14膨脹形成凸起后為類球形。

沿安裝管15的長度方向設(shè)置有多個彈性覆膜14。

此種結(jié)構(gòu)中，在平時狀態(tài)，彈性覆膜14內(nèi)部無氣體，處于線性扁平狀；內(nèi)部充氣時，彈性覆膜14呈凸起狀態(tài)，形成球狀，在換熱管內(nèi)部形成湍流，沖擊污垢，在清除后，將內(nèi)部氣體釋放，恢復(fù)至線性扁平狀，從而實現(xiàn)運行節(jié)能。充氣可以采用充氣裝置，該充氣裝置處在換熱器外部，通過輸送管(如母管)的形式送入換熱器，期間要做好密封。

如圖6所示，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種換熱器，換熱器包括換熱器殼體17，換熱器殼體17具有容納腔，容納腔內(nèi)還設(shè)置有至少一個換熱管。采用上述換熱管的換熱器可以保證持續(xù)良好運轉(zhuǎn)，確保換熱效率。

優(yōu)選地，換熱器還包括檢測換熱器的換熱效率的檢測部，檢測部與換熱管的控制結(jié)構(gòu)連接，控制結(jié)構(gòu)根據(jù)檢測部檢測的換熱效率控制介質(zhì)輸送結(jié)構(gòu)通過輸送管16向擾流結(jié)構(gòu)11的內(nèi)腔12輸送填充物或抽出填充物。這樣能夠根據(jù)換熱效率判斷換熱管內(nèi)是否有積垢，從而能夠準(zhǔn)確及時地控制除垢或防止積垢。

具體地，如圖6所示，以第一介質(zhì)與第二介質(zhì)逆向流動為例進行說明，換熱器殼體17上設(shè)置有與換熱管連通的第一入口管18和第一出口管19，換熱器殼體17上還設(shè)置有與容納腔連通的第二入口管20和第二出口管21。檢測部包括第一流量表22、第一溫度檢測件23、第二溫度檢測件24、第二流量表25、第三溫度檢測件26和第四溫度檢測件27。

其中，第一流量表22設(shè)置在第一入口管18上，并檢測進入換熱管內(nèi)的第一介質(zhì)的流量。第一溫度檢測件23設(shè)置在第一入口管18上，并檢測進入換熱管內(nèi)的第一介質(zhì)的進入溫度。第二溫度檢測件24設(shè)置在第一出口管19上，并檢測從換熱管內(nèi)流出的第一介質(zhì)的流出溫度。

第二流量表25設(shè)置在第二入口管20上，并檢測進入容納腔內(nèi)的第二介質(zhì)的流量。第三溫度檢測件26設(shè)置在第二入口管20上，并檢測進入容納腔的第二介質(zhì)的進入溫度。第四溫度檢測件27設(shè)置在第二出口管21上，并檢測從容納腔流出的第二介質(zhì)的流出溫度。

控制結(jié)構(gòu)根據(jù)第一介質(zhì)流量、第一介質(zhì)的進入溫度、第一介質(zhì)的流出溫度、第二介質(zhì)流量、第二介質(zhì)的進入溫度和第二介質(zhì)的流出溫度確定換熱器的換熱效率。

需要說明的是，在其他實施例中，第一介質(zhì)和第二介質(zhì)的流動方向可以相反，即第一介質(zhì)可以從第一出口管19流入，從第一入口管18流出，第二介質(zhì)可以從第二入口管20進入，第二出口管21流出，也可以從第二出口管21流入，第二入口管20流出。

具體計算過程如下：

通過公式可求得單位時間內(nèi)的第一介質(zhì)的換熱量，如下：

q₁＝cq_m(T₆-T₂)

其中，q₁為單位時間換熱量，c為流經(jīng)管程液體的比熱容(即第一介質(zhì)的比熱容)，q_m為質(zhì)量流量，T₆為管程出口溫度(即第一介質(zhì)的流出溫度)，T₂為管程入口溫度(即第一介質(zhì)的進入溫度)。

通過公式可求得單位時間內(nèi)的第二介質(zhì)的換熱量，如下：

q₂＝cq_m(T₃-T₅)

其中，q₂為單位時間換熱量，c為流經(jīng)管程液體的比熱容(即第二介質(zhì)的比熱容)，q_m為質(zhì)量流量，T₃為殼程出口溫度(即第二介質(zhì)的流出溫度)，T₅為殼程入口溫度(即第二介質(zhì)的進入溫度)。

通過實時監(jiān)測進入換熱器的流量及進出口溫度，顯示換熱量實時變化值，污水源熱泵運行時，由于邊界層的作用，其會逐漸在換熱管的管壁內(nèi)形成一層軟垢，從而增加換熱熱阻，換熱量成遞減趨勢。

兩者在換熱量上做一個對比，其值理論上是相等的，兩者對比后進行相差不大后下一步計算。

由于換熱量隨工況的變化而變化，無法對換熱器內(nèi)部結(jié)垢形成有效的判斷，為此可依據(jù)對流傳熱系數(shù)進行測量，具體如下：

對流換熱系數(shù)K為：

式中，q為單位時間換熱量，A為換熱面積，Δtm為對數(shù)平均溫差，K為對流換熱系數(shù)。

其中

逆流時：ΔT₁＝T₂-T₃ ΔT₂＝T₆-T₅

順流時：ΔT₁＝T₂-T₅ ΔT₂＝T₆-T₃

其中，

逆流時：T₂——熱流進口溫度℃(第一介質(zhì)的進入溫度)，T₃——冷流出口溫度℃(第二介質(zhì)的流出溫度)，T₆——熱流出口溫度℃(第一介質(zhì)的流出溫度)，T₅——冷流進口溫度℃(第二介質(zhì)的流出溫度)。

順流時：T₂——熱流進口溫度℃(第一介質(zhì)的進入溫度)，T₃——冷流入口溫度℃(第二介質(zhì)的流入溫度)，T₆——熱流出口溫度℃(第一介質(zhì)的流出溫度)，T₅——冷流出口溫度℃(第二介質(zhì)的進入溫度)。

換熱管內(nèi)的換熱面積是一定的，上述公式，可實時監(jiān)測對流換熱系數(shù)的變化值，在沖洗的過程中當(dāng)ΔK＝K₂-K₁小于一定值時，可認(rèn)為其對流換熱系數(shù)不在變化，即沖洗完成，大于該定值時，則繼續(xù)沖洗，其中K₂為此時檢測值，K₁為上一時刻檢測值。

如圖1所示，采用此種換熱器的污水源熱泵換熱系統(tǒng)。在換熱系統(tǒng)中，管程走污水，殼程走制冷劑。

走污水所用的換熱管，內(nèi)部有相應(yīng)的擾流結(jié)構(gòu)11，該擾流結(jié)構(gòu)11的布置能夠使水流流經(jīng)擾流結(jié)構(gòu)11后，在其后上部形成高速流動區(qū)(高速流動區(qū)流速一般均大于來流速度)，下部形成回流區(qū)，兩者均能在一定程度上避免污水結(jié)垢，當(dāng)進口流速發(fā)生變化時，在擾流結(jié)構(gòu)11后部流場發(fā)生較大的變化，湍流變化過程中不利于污垢的沉積，有利于換熱管的持久高效運行。當(dāng)流體反向后，擾流結(jié)構(gòu)11外部流場再次發(fā)生較大變化，能夠?qū)崿F(xiàn)無盲區(qū)自動清潔污垢，定期通過四通閥30切換進出水，實現(xiàn)污水源熱泵的長期不結(jié)垢，保證安全穩(wěn)定運行。

擾流結(jié)構(gòu)11在工作時處于凸起狀態(tài)，由于凸起的作用，換熱管內(nèi)部的湍流度增加，污水沖刷管壁的效果增強，在避免污水在管壁上結(jié)垢的同時，會大大提高污水源熱泵的換熱效率。

但是，處于凸起狀態(tài)的擾流結(jié)構(gòu)11在一定程度上增加了換熱系統(tǒng)阻力，流體在流動中一部分能量用于增加流體擾動，使得一部分能量被消耗，使得整個換熱系統(tǒng)的能耗增加。為了解決這一問題，擾流結(jié)構(gòu)11設(shè)置為大小可以調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)，在不需要進行除垢時使擾流結(jié)構(gòu)11的凸起盡量小，避免過度增加能耗，在需要進行除垢時使擾流結(jié)構(gòu)11的凸起較大，保證清潔效果。

該換熱系統(tǒng)工作時可控制污水的流動方向，以提高清潔效果，保證系統(tǒng)持續(xù)運行。

污水正向流動：

總管37內(nèi)的污水源水經(jīng)過濾網(wǎng)36過濾后，經(jīng)輸送泵35加壓，分別經(jīng)過總控制閥43、第一熱源管控制閥34通過第一熱源管33，進入換熱器內(nèi)的換熱管，此時第一支路39上的第一支路控制閥38、第一介質(zhì)管41上的第二支路控制閥32關(guān)閉，水進入管程。制冷劑通過第二支路42或第二介質(zhì)管31進入換熱器，同污水換熱。污水換熱后，經(jīng)第二熱源管控制閥40排出。

當(dāng)需要清洗時有三種方案：

其中一種，通過增加、減少輸送泵35頻率，實現(xiàn)管內(nèi)流速變化，當(dāng)管內(nèi)流速變化時，能夠?qū)崿F(xiàn)管內(nèi)局部雷諾數(shù)的劇烈變化，從而破壞管內(nèi)軟垢，實現(xiàn)管內(nèi)自清潔。

另一種，通過控制結(jié)構(gòu)控制介質(zhì)輸送結(jié)構(gòu)向擾流結(jié)構(gòu)11的內(nèi)腔12內(nèi)輸送填充物，使擾流結(jié)構(gòu)11增大，形成凸起，使換熱管內(nèi)產(chǎn)生湍流，破壞積垢。

再一種，使污水逆向流動(相對于換熱器)：

通過改變管內(nèi)流體方向，實現(xiàn)自清潔。此時，總管37內(nèi)的污水源水經(jīng)過濾網(wǎng)36過濾后，經(jīng)輸送泵35加壓，流經(jīng)總控制閥43、第一支路控制閥38進入第一支路39，并進入換熱器，與制冷劑換熱后經(jīng)第二支路控制閥32通過第一介質(zhì)管41排出，此時第一熱源管控制閥34和第二熱源管控制閥40關(guān)閉。

為保證和制冷劑的梯級換熱，制冷劑流動的方向也做出相應(yīng)調(diào)整，具體如下：

四通閥30的c口為壓縮機出口、d口為蒸發(fā)器入口。

當(dāng)熱泵制冷、污水正向流動時：

經(jīng)壓縮機壓縮后的高壓制冷劑從c口進入四通閥30，經(jīng)歷a口和第二支路42、換熱器殼程、第二介質(zhì)管31，最后冷卻后的制冷劑通過d口送入蒸發(fā)器。

當(dāng)熱泵制冷、污水逆向流動時：

經(jīng)壓縮機壓縮后的高壓制冷劑從c口進入四通閥30，經(jīng)歷b口、第二介質(zhì)管31、換熱器殼程、第二支路42，最后冷卻后的制冷劑通過d口進入蒸發(fā)器。

以此類推：當(dāng)熱泵制熱、污水正向流動時；當(dāng)熱泵制熱、污水反向流動時，可以經(jīng)過換熱器實現(xiàn)熱量的提取，在此不再贅述。

在換熱管內(nèi)設(shè)置可變形式球形凸起，當(dāng)運行剛開始時，管內(nèi)凸起呈扁平狀態(tài)，減少系統(tǒng)運行阻力；當(dāng)運行一段時間管內(nèi)結(jié)垢時，通過控制管外介質(zhì)輸送結(jié)構(gòu)(如加壓裝置)給凸起加壓，使凸起突出，增加管內(nèi)湍流度，隨著液體在管內(nèi)逐步清除污垢，通過換熱效果來進行判斷污垢是否清除。當(dāng)產(chǎn)生污垢后會在一定程度上降低換熱效果，大流量湍流沖洗后其換熱量將大大增加，隨后加壓裝置釋放壓力，管內(nèi)凸起恢復(fù)至扁平狀態(tài)，換熱管繼續(xù)運行，如此循環(huán)。

本發(fā)明的換熱管及換熱器具有如下效果：

能有效清除管內(nèi)軟垢；

能有效降低泵的能耗；

增加管內(nèi)換熱效果。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護范圍為準(zhǔn)。