[发明专利]一种管壳式换热器的换热方法及其换热器

说明书

技术领域

本发明涉及制冷设备，具体涉及一种换热方法及其换热器。

背景技术

目前，在中央空调中使用的管壳式换热器是由壳体、传热管束、管板、折流板(挡板)等部件组成。壳体多为圆筒形，内部装有管束，管束两端固定在管板上。进行换热的冷热两种流体，一种在管内流动，称为管程流体；另一种在管外流动，称为壳程流体。为提高管外流体的传热分系数，通常在壳体内安装若干挡板。挡板不仅为管子提供支撑，还可提高壳程流体速度，迫使流体按规定路程多次横向通过管束，增强流体湍流程度。

传统的壳体通道是由象限数相同的四块扇形折流板组成，每块扇形折流板和壳体的轴线呈一定角度，从壳体前到壳体后依次对接排列，两块相邻象限的扇形折流板间形成一个“Z”型空间，壳程流体在壳体内呈Z形流动，由于这种结构的折流板与壳体之间的旁流存在死区，导致其壳侧流动特性的缺点十分明显，且该结构造成流体的流动阻力高，耗能大。此外，壳程流体沿折流板形成的“Z”通道斜向冲刷换热管，这既造成壳程流体与管程流体间热交换时间的短暂又需要换热管有较高的强度，由此导致换热效率的进一步降低，且长久使用会造成金属折流板生锈而影响水质。

发明内容

针对目前市场上现有换热器制造及换热方法存在的不足之处，本发明的旨在提供一种能使壳侧流体按照更加合理的形式流动、提高换热侧流体平均流速、提高换热器使用寿命的换热器及换热方法。

本发明是通过以下技术方案予以实现的：

一种管壳式换热器的换热方法，该方法是利用管壳式换热器进行热交换，通过以折流板支撑的换热管内通道为管程，换热管外通道则为壳程，管程流体和壳程流体在壳体内进行热交换，壳程流体的流向与换热管轴向相同。

上述壳程流体与管程流体的流向的夹角为0°或180°。

上述壳程流体绕换热管管壁旋转螺旋式流动和前进。

上述换热管中的制冷剂与换热管外的水进行热交换。或者，换热管中的水与换热管外的制冷剂进行热交换。

根据上述换热方法，本发明还提供一种换热器，包括壳体、壳体两端的管板、与管板连接的端盖、两管板之间设置的多个换热管以及穿套在换热管上且并列设置于壳体内的多块折流板。

与现有技术不同的是，本发明中的折流板为整圆形，且折流板上设置的管孔两两连通形成流通孔，前一块折流板上的流通孔与后一块折流板上的流通孔呈90°垂直。

所述流通孔呈矩形孔，且相邻管孔之间形成横向连通的矩形孔或纵向连通的矩形孔。

实际应用中，在折流板的阻流作用下，壳程流体沿每相邻折流板上流通孔之间形成的垂直通道且沿换热管外壁竖直方向自前向后推进。

本发明的折流板采用聚丙烯材料制成，并且每块折流板上都设置有拉杆孔。所述拉杆的一端垂直穿过折流板上的拉杆孔并与一个管板的端面通过螺纹连接。拉杆的另一端则与最后一块折流板通过焊接或用双螺母拧紧。

每两块折流板之间通过定距管固定，定距管穿套在每两块折流板的拉杆外侧处。

本发明的折流板采取两种不同结构制造而成，一种是将位于折流板上的两相邻管孔横向连通，从而形成横向矩形孔。另一种则是将位于折流板上的两相邻管孔纵向连通，从而形成纵向矩形孔。

对于两种不同结构的折流板交替穿插于壳体中，并且，带横向连通矩形孔的折流板设为奇数个，带纵向连通矩形孔的折流板设为偶数个。

在靠近两侧管板的壳体外壁处分别设有一个出水口、感温口和一个入水口、感温口。

冷冻水经入水口进入壳体中，并通过折流板阻流，水流沿换热管(可以是铜管)形成螺旋式流动的水流，与换热管充分换热，经换热后的流体通过出水口流出。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1、本发明的折流板为整圆形，壳程流体沿每相邻折流板上流通孔之间形成的垂直通道且沿换热管外壁竖直方向自前向后推进，避免了以往壳程流体在壳程内取最短路程斜向前进而形成的局部死区所产生的分流现象，本发明有效增加换热面积，大大提高了换热效率。

2、相比现有技术，本发明的壳程流体不会对换热器壳体内壁产生严重的冲刷，有效防止壳体内壁生锈，减少了污垢的沉积，使换热器长期运行在高效状态，达到了节能的目的。

3、相比现有技术，本发明的壳程流体不会因为急剧改变流向而对换热管管壁产生冲刷，壳程流体的流动阻力减小，相应地，对换热管的耗能也减小，有效的节省了换热管的成本。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明折流板的结构示意图；