本發(fā)明涉及熱交換技術領域,尤其涉及一種換熱器。
背景技術:
換熱器,又稱熱交換器,是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設備。換熱器在化工、石油、動力、食品及其它許多工業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位,其在化工生產(chǎn)中換熱器可作為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器和再沸器等,應用廣泛。空氣源/水源熱泵由于其節(jié)能環(huán)保,幾乎沒有污染排放,目前已成為寒冷地區(qū)替代燃煤鍋爐采暖的主要方式,而換熱器就是空氣源/水源熱泵的主要負載組件。傳統(tǒng)的換熱器主要分為板式換熱器、干式換熱器和套管式換熱器三種。但這三種換熱器的換熱性能較低,而且在采暖的過程中,由于熱水溫度比較高,水側容易結垢,不易清洗,從而導致性能衰減比較嚴重,影響了空氣源/水源熱泵的節(jié)能效果和使用范圍。
罐式換熱器是新型的一種換熱器,由于其具有結構簡單、性能較高且穩(wěn)定、水側結垢容易清洗、結構緊湊等優(yōu)點,已成為目前使用最為廣泛的換熱器類型。但是所述罐式換熱器的制冷劑充注量較大,在作為蒸發(fā)器(制冷循環(huán))使用時回油難度較大,回油效率較低。因此,如何提高換熱器的換熱效率,減少制冷劑充注量,降低生產(chǎn)成本,是目前亟待解決的技術問題。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供一種換熱器,用以解決現(xiàn)有的換熱器換熱效率較低的問題,并減少制冷劑的充注量,降低生產(chǎn)成本。
為了解決上述問題,本發(fā)明提供了一種換熱器,包括:外筒;內筒,設置于所述外筒的內部;換熱管,設置于所述外筒與內筒之間的空腔,并呈螺旋狀纏繞所述內筒;油分筒體,設置于所述外筒頂部,且所述油分筒體的一部分經(jīng)外筒插入內筒,所述油分筒體的底部與所述內筒連通;進水口和出水口,設置于所述外筒兩端,且所述換熱管的一端連通進水口,所述換熱管的另一端連通出水口;制冷劑入口和制冷劑出口,所述制冷劑入口設置于所述外筒的上端,所述制冷劑出口設置于所述外筒的下端;油分進口和油分出口,均設置于所述油分筒體上端;出油口,設置于所述內筒底部,并貫穿所述外筒底部。
優(yōu)選的,所述外筒包括筒狀外殼體,以及用于封閉所述筒狀外殼體兩端的外頂板、外底板。
優(yōu)選的,所述換熱管與所述外頂板之間形成有空腔。
優(yōu)選的,所述制冷劑入口處設置有第一擋板。
優(yōu)選的,所述第一擋板設置于所述制冷劑入口與所述換熱管上部之間的空腔內。
優(yōu)選的,所述油分進口與所述油分筒體的側壁相切。
優(yōu)選的,所述油分出口與所述油分筒體同軸設置。
優(yōu)選的,所述換熱器還包括第二擋板,所述第二擋板設置于所述油分筒體插入內筒的部分中。
優(yōu)選的,所述第二擋板呈多邊形。
優(yōu)選的,所述換熱器還包括出油管,所述出油管的一端連通所述油分筒體的底部,另一端從所述出油口延伸至所述外筒外側。
本發(fā)明提供的換熱器,通過三個腔室的相互嵌套,制冷劑和水的相互作用,極大的提高了換熱器的換熱效率,大幅度減少了制冷劑的充注量,降低制造成本,拓展了換熱器的應用范圍。
附圖說明
附圖1是本發(fā)明具體實施方式的換熱器外形圖;
附圖2是本發(fā)明具體實施方式的換熱器沿附圖1中A-B線剖面圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發(fā)明提供的換熱器的具體實施方式做詳細說明。
本具體實施方式提供了一種換熱器,附圖1是本發(fā)明具體實施方式的換熱器外形圖,附圖2是本發(fā)明具體實施方式的換熱器沿附圖1中A-B線剖面圖。
如圖1、2所示,本具體實施方式所述的換熱器包括外筒11和內筒12,所述內筒12設置于所述外筒11的內部。為了簡化制造工藝,且便于拆卸所述換熱器以對其內部進行清洗,優(yōu)選的,所述外筒11包括筒狀外殼體113,以及用于封閉所述筒狀外殼體113兩端的外頂板111、外底板112。所述內筒12也可以采用與所述外筒11相同的方式構成,即所述內筒12也可以由筒狀內殼體,以及用于封閉所述筒狀內殼體兩端的內頂板與內底板構成。為了進一步降低生產(chǎn)成本,更優(yōu)選的,如圖2所示,所述外筒的外底板與所述內筒的內底板為同一塊板,即所述外筒11的外底板112同時封閉所述外筒11的外殼體與所述內筒12的內殼體。為了提高換熱效率,且提高換熱的均勻性,優(yōu)選的,所述外筒11與所述內筒12同軸設置。所述換熱器還設置有換熱管13,所述換熱管13設置于所述外筒11與內筒12之間的空腔,并呈螺旋狀纏繞所述內筒12。為了提高換熱的均勻性,優(yōu)選的,所述螺旋狀的換熱管13均勻纏繞于所述內筒12外側。如此一來,制冷劑只需要設置于所述外筒11與所述內筒12之間的空腔內,且由于換熱管13占據(jù)了所述外筒11與所述內筒12之間的部分空間,因而充注至所述換熱器的制冷劑的量大幅度減少,節(jié)約了資源,降低了生產(chǎn)成本。
本具體實施方式的換熱器還設置有油分筒體14,所述油分筒體14設置于所述外筒11頂部,且所述油分筒體14的一部分經(jīng)外筒11頂部插入內筒12,所述油分筒體14的底部與所述內筒12連通。如圖2所示,所述油分筒體14的底部設置有一開口,所述油分筒體14通過該開口于所述內筒12連通,以將經(jīng)熱交換的油類物質從所述油分筒體14傳輸至所述內筒12,便于后續(xù)排出至外界。如此一來,所述油分筒體14的一部分位于所述外筒11的外側,一部分位于所述內筒12的內側。其中,所述油分筒體14用于容納還有石油等需要進行熱交換的含油類物質。采用這種結構,所述油分筒體14位于所述內筒12中的部分與換人管13形成一重合部分,而該重合部分即可作為本具體實施方式的回熱器。
為了實現(xiàn)熱交換,本具體實施方式的換熱器還設置有:進水口15和出水口16,所述換熱管13的一端開口連通所述進水口15,所述換熱管13的另一端開口連通所述出水口16。在換熱器工作時,水從進水口15進入換熱器,經(jīng)過熱交換后,從出水口16排出。為了提高熱交換效率,本具體實施方式的換熱器還包括:制冷劑入口17和制冷劑出口18,所述制冷劑入口17設置于所述換熱器的所述外筒11的上端,所述制冷劑出口18設置于所述換熱器的所述外筒11的下端。本具體實施方式對制冷劑的類型不作具體限定,本領域技術人員可以根據(jù)實際需要進行選取。本具體實施方式的換熱器還包括:油分進口19和油分出口20,所述油分進口19與所述油分出口20均設置于所述油分筒體14上端。本具體實施方式的換熱器還包括出油口21,所述出油口21設置于所述內筒12底部,并貫穿所述外筒11底部。如此一來,經(jīng)過熱交換的油類物質經(jīng)出油口排出至外界。
當采用本具體實施方式的換熱器進行制冷循環(huán)時,烴類等化學蒸氣從所述油分進口19進入所述油分筒體14,冷卻水從所述進水口15進入所述換熱管13,液態(tài)的制冷劑從所述制冷劑出口18進入所述外筒11與所述內筒12之間的空腔。一方面,所述換熱管13中的冷卻水和液態(tài)的制冷劑同時吸收所述烴類等化學蒸氣中的熱量,使所述化學蒸氣液化;另一方面,所述制冷劑還能吸收所述換熱管13中的熱量,進一步加速了所述化學蒸氣的液化過程。經(jīng)過放熱的化學蒸氣冷凝后從所述出油口排出至外界,經(jīng)過吸熱的冷卻水從所述出水口16排出,且經(jīng)過吸熱氣化的制冷劑從制冷劑入口17排出。
當采用本具體實施方式的換熱器進行制熱循環(huán)時,液態(tài)油類從所述油分進口19進入所述油分筒體14,經(jīng)外部加熱的熱水從所述進水口15進入所述換熱管13,氣態(tài)的制冷劑從所述制冷劑入口17進入所述外筒11與內筒12之間的空腔。一方面,所述換熱管中的熱水和氣態(tài)的制冷劑同時將熱量傳遞給所述油分筒體14中的液態(tài)油類物質;另一方面,所述氣態(tài)的制冷劑因與所述換熱管13也具有較大的接觸面積,因而所述氣態(tài)的制冷劑能將從所述換熱管13吸收的熱量也傳遞給液態(tài)油類物質,從而加速液態(tài)油類物質的汽化過程。
本具體實施方式的換熱管具有三種熱傳遞途徑,即:換熱管與油分筒體中的油類物質之間的熱傳遞;制冷劑與油分筒體中的油類物質之間的熱傳遞;油分筒體中的油類物質、制冷劑、換熱管三者之間的熱傳遞。通過這三種熱傳遞途徑的協(xié)同作用,極大的提高了換熱器的換熱效率。
為了便于氣體有充分的交換空間,從而提高熱交換效率,優(yōu)選的,所述換熱管13與所述外頂板11之間形成有空腔23。不僅如此,所述空腔23的存在還可以有利于所述制冷劑進入所述換熱器。
為了防止制冷劑從制冷劑入口17進入時因氣流沖量過大而對換熱器的內部結構造成損害,優(yōu)選的,所述制冷劑入口17處設置有第一擋板25。為了更好的改善氣流分配,更優(yōu)選的,所述第一擋板25設置于所述制冷劑入口17與所述換熱管13上部之間的空腔內。
為了減少含油類物質進入所述換熱器時的阻力,優(yōu)選的,所述油分進口19與所述油分筒體14的側壁相切。為了減少含油類物質排出換熱器的阻力,避免含油類物質在油分筒體14內部的聚集,優(yōu)選的,所述油分出口20與所述油分筒體14同軸設置。
為了防止大量含油類物質注入時,過大的沖量對油分筒體14的底部造成沖擊,優(yōu)選的,所述換熱器還包括第二擋板22,所述第二擋板22設置于所述油分筒體14插入內筒12的部分中。更優(yōu)選的,所述第二擋板22呈多邊形。這樣,通過所述第二擋板22的阻擋作用,含油類物質即可從所述油分筒體14底部的開口緩慢傳輸至所述內筒12。
優(yōu)選的,所述換熱器還包括出油管24,所述出油管24呈兩端開口的直管狀結構,如圖2所示,所述出油管24的一端開口連通所述油分筒體14的底部開口,另一端從所述出油口21延伸至所述外筒11外側。這樣,經(jīng)過熱交換的油類物質就可以緩慢的排出至外界,減少了因油類物質附著于所述內筒12內壁造成的損失,也避免了油類物質污染所述內筒12的內壁。
本發(fā)明提供的換熱器,通過三個腔室的相互嵌套,制冷劑和水的相互作用,極大的提高了換熱器的換熱效率,大幅度減少了制冷劑的充注量,降低制造成本,拓展了換熱器的應用范圍。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式,應當指出,對于本技術領域的普通技術人員,在不脫離本發(fā)明原理的前提下,還可以做出若干改進和潤飾,這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。