本實(shí)用新型屬于換熱管道除垢技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超聲波除垢器。

背景技術(shù)：

目前許多的生產(chǎn)工藝過程中都在使用換熱設(shè)備，大部分換熱設(shè)備都以液體作為換熱介質(zhì)。以液體為換熱介質(zhì)的換熱設(shè)備在運(yùn)行過程中容易在換熱壁面產(chǎn)生污垢，形成的污垢增大了換熱過程中的換熱熱阻，降低了換熱設(shè)備的傳熱效率，造成能量損失。傳統(tǒng)的除垢技術(shù)成本高，腐蝕嚴(yán)重。超聲波除垢防垢技術(shù)是一種全新的技術(shù)，流體中的污垢在超聲波作用下，物理形態(tài)和化學(xué)性能發(fā)生一系列變化，并分散、粉碎、松散、松脫而不易附著管壁形成積垢；

現(xiàn)有的超聲波除垢技術(shù)在除垢過程中，不能對換熱設(shè)備的換熱量、傳熱系數(shù)、傳熱溫差等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，超聲波換能器持續(xù)工作，雖然能達(dá)到除去換熱設(shè)備壁面污垢的效果，但同時(shí)也增加了超聲波換能器運(yùn)行的成本。另外，安裝了超聲波換能器的換熱設(shè)備雖然達(dá)到了節(jié)能效果，但沒有對節(jié)能量進(jìn)行評估。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型不僅能保證提高換熱設(shè)備的換熱效率，還解決了現(xiàn)有的超聲波除垢防垢裝置工作過程中超聲波換能器長期運(yùn)行的問題，節(jié)約能源。該裝置對換熱設(shè)備的傳熱系數(shù)等參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測，并對安裝了超聲波換能器后換熱設(shè)備的節(jié)能量進(jìn)行了評估。

本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案是，一種超聲波除垢器，包括超聲波發(fā)生器、換熱設(shè)備、傳感器，兩個(gè)所述超聲波發(fā)生器設(shè)置在所述換熱設(shè)備上且上下背對背排列，在換熱設(shè)備上設(shè)有傳感器，在換熱設(shè)備上分別設(shè)有熱流體進(jìn)口、熱流體出口、冷流體進(jìn)口和冷流體出口，所述冷流體進(jìn)口位于冷流體出口的左側(cè)，所述熱流體進(jìn)口位于熱流體出口的上方。超聲波發(fā)生器的下方設(shè)有超聲波換能器和在線監(jiān)測系統(tǒng)，在線監(jiān)測系統(tǒng)包含在線監(jiān)測子系統(tǒng)、反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)和節(jié)能評估系統(tǒng)，所述超聲波發(fā)生器接收交流電源接口提供的電信號，并將電信號的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，機(jī)械能再轉(zhuǎn)換成聲能；所述超聲波換能器連接換熱設(shè)備，所述超聲波換能器通過其內(nèi)部發(fā)生的剪切效應(yīng)除去所述換熱設(shè)備表面的污垢，以達(dá)到除垢目的；

在除去所述換熱設(shè)備表面的污垢過程中，對換熱設(shè)備的換熱量、換熱溫差、傳熱系數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控并反饋，調(diào)節(jié)超聲波換能器間歇性工作，用來達(dá)到節(jié)能的目的；

所述節(jié)能評估系統(tǒng)通過對超聲波換能器間歇性工作過程中的換熱量進(jìn)行分析，并對節(jié)能效果進(jìn)行評估。

在線監(jiān)測子系統(tǒng)對換熱設(shè)備換熱過程中的傳熱溫差Δt，換熱量Q及傳熱系數(shù)K進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測并存儲數(shù)據(jù)，將存儲數(shù)據(jù)分別傳遞給反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)和節(jié)能評估系統(tǒng)，反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)接收在線監(jiān)測子系統(tǒng)傳送的傳熱系數(shù)K，將該傳熱系數(shù)K與換熱設(shè)備的設(shè)計(jì)傳熱系數(shù)K₀比較，將比較結(jié)果反饋到超聲波換能器，若實(shí)際傳熱系數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)傳熱系數(shù)的90%，則超聲波換能器不需要工作，反之，超聲波換能器工作，通過對換熱設(shè)備的傳熱系數(shù)K的監(jiān)控，使超聲波除垢裝置間歇性工作，以達(dá)到節(jié)能的目的，節(jié)能評估系統(tǒng)接收在線監(jiān)測子系統(tǒng)測得的超聲波換能器工作前后相同時(shí)間內(nèi)的換熱量Q₁和Q₂及換熱溫差Δt₁和Δt₂，計(jì)

算出超聲波換能器工作前后換熱設(shè)備的傳熱系數(shù)K₁和K₂。定義節(jié)能效率，，且越大節(jié)能效果就越好。

本實(shí)用新型的有益效果：

1、換熱過程中使用的流體不需要經(jīng)過任何處理，可直接進(jìn)入換熱設(shè)備，節(jié)省了設(shè)備運(yùn)行、維護(hù)等費(fèi)用；

2、超聲波除垢效果明顯，使換熱設(shè)備長期處于最佳狀態(tài)下運(yùn)行；

3、換熱管壁的振動破壞了換熱流體的邊界層，降低流體阻力，增大了傳熱系數(shù)K，從而增大傳熱效果；

4、超聲波換能器耗用功率小，運(yùn)行費(fèi)用極低，通過反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)使超聲波換能器間歇性工作，延長了超聲波換能器的使用壽命；

5、在線監(jiān)測系統(tǒng)對換熱設(shè)備的傳熱系數(shù)、換熱量及換熱溫差進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并傳遞到反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)及節(jié)能評估系統(tǒng)；

6、反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)超聲波換能器間歇性工作。

7、節(jié)能評估系統(tǒng)對超聲波間歇性工作的節(jié)能量進(jìn)行評估。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型除垢防垢流程圖。

圖中，1、導(dǎo)線；2、超聲波發(fā)生器；3、換熱設(shè)備；4、傳感器；5、熱流體進(jìn)口；6、熱流體出口；7、冷流體進(jìn)口；8、冷流體出口；9、節(jié)能評估系統(tǒng)；10、反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)；11、在線監(jiān)測系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型涉及到的具體細(xì)節(jié)作進(jìn)一步說明。

參見圖1和圖2所示，本實(shí)用新型包括導(dǎo)線1、超聲波發(fā)生器2、換熱設(shè)備3、傳感器4，兩個(gè)所述超聲波發(fā)生器2設(shè)置在所述換熱設(shè)備3上且上下背對背排列，在換熱設(shè)備3上設(shè)有傳感器4，在換熱設(shè)備3上分別設(shè)有熱流體進(jìn)口5、熱流體出口6、冷流體進(jìn)口7和冷流體出口8，所述冷流體進(jìn)口7位于冷流體出口8的左側(cè)，所述熱流體進(jìn)口5位于熱流體出口6的上方。超聲波發(fā)生器2的下方設(shè)有超聲波換能器和在線監(jiān)測系統(tǒng)11，在線監(jiān)測系統(tǒng)11包含在線監(jiān)測子系統(tǒng)、反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)10和節(jié)能評估系統(tǒng)9，所述超聲波發(fā)生器2接收交流電源接口提供的電信號，并將電信號的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，機(jī)械能再轉(zhuǎn)換成聲能；所述超聲波換能器連接換熱設(shè)備3，所述超聲波換能器通過其內(nèi)部發(fā)生的剪切效應(yīng)除去所述換熱設(shè)備3表面的污垢，以達(dá)到除垢目的；在除去所述換熱設(shè)備3表面的污垢過程中，對換熱設(shè)備3的換熱量、換熱溫差、傳熱系數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控并反饋，調(diào)節(jié)超聲波換能器間歇性工作，用來達(dá)到節(jié)能的目的；

所述在線監(jiān)測子系統(tǒng)，用于讀取換熱設(shè)備3當(dāng)前換熱量、換熱溫差、傳熱系數(shù)等參數(shù)，并對一定時(shí)間段內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲；所述反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)10用于調(diào)節(jié)超聲波換能器間歇性工作；

所述節(jié)能評估系統(tǒng)9，用于評估超聲波換能器間歇性工作的節(jié)能效果；在線監(jiān)測子系統(tǒng)對換熱設(shè)備3換熱過程中的傳熱溫差Δt，換熱量Q及傳熱系數(shù)K進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測并存儲。并將存儲數(shù)據(jù)分別傳遞給反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)10和節(jié)能評估系統(tǒng)9。反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)10接收在線監(jiān)測系統(tǒng)11傳送的傳熱系數(shù)K，并將該傳熱系數(shù)與換熱設(shè)備3的設(shè)計(jì)傳熱系數(shù)K₀比較，將比較結(jié)果反饋到超聲波換能器，若實(shí)際傳熱系數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)傳熱系數(shù)的90%（清潔系數(shù)），則超聲波換能器不需要工作，反之，超聲波換能器工作。通過對換熱設(shè)備3的傳熱系數(shù)K的監(jiān)控，使超聲波除垢裝置間歇性工作，以達(dá)到節(jié)能的目的。節(jié)能評估系統(tǒng)接收在線監(jiān)測系統(tǒng)11測得的超聲波換能器工作前后相同時(shí)間內(nèi)的換熱量Q₁和Q₂及換熱溫差Δt₁和Δt₂，計(jì)算出超聲波換能器工作

前后換熱設(shè)備3的傳熱系數(shù)K₁和K₂。定義節(jié)能效率，，且越大，節(jié)能效果越好。

本實(shí)用新型不僅能保證提高換熱設(shè)備3的換熱效率，還解決了現(xiàn)有的超聲波除垢防垢裝置工作過程中超聲波換能器長期運(yùn)行的問題，節(jié)約能源。該裝置對換熱設(shè)備3的傳熱系數(shù)等參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測，并對安裝了超聲波換能器后換熱設(shè)備3的節(jié)能量進(jìn)行了評估。