[发明专利]一种膨胀式热交换器

说明书

本发明提供一种基于混合换热的膨胀式热交换器，包括膨胀段、供水段、隔板、补水口、进口、出口、直混换热器、配水机构、填料、环形堰板、自动排气阀和液位传感器，把热交换器和膨胀水箱有机结合，结构合理和紧凑，提高设备利用率，降低制造成本与减少占地空间；实现冷热水的混合冷热补偿换热，减少环境换热负荷，同时实现补水、定压和排除系统气体或过盛水。本发明灵活方便、结构紧凑、节水环保、节约能源，广泛适用于不同温度区域和不同热负荷的冷热水供水场合。

技术领域

本发明涉及一种膨胀式热交换器，特别是一种基于混合换热的膨胀式热交换器。

背景技术

当前，实验室面积紧张,设备老化是高校的普遍现象，实验室即使循环使用和公用安排也变得十分拥挤，相关上下水设施难以为继，已成为奢望。

涉及水操作时，要求使用上下水配置。目前常常利用自来水充当冷却介质，自来水使用后经管路直接排入下水道。如需热源水，往往还需单独加热装置。这种操作方式至少存在如下缺点：需在配置上下水，增加成本和安全隐患；需要在有上下水道的地方附近操作，操作不便；充当冷却介质的自来水一次性使用，造成了水资源的极大浪费；冷热源的直排造成极大的能源浪费和环境热污染。循环供水系统需要热交换以及补水定压和排气的目的，冷热水换热可以进行冷热补偿，热量回收，需要热交换器实现，循环供水系统需要膨胀水箱用于补水、定压和排除系统气体或过盛水。如果热交换器与膨胀水箱分别设立、功能分散，不能提高设备利用率，制造成本高，占用空间大。

目前的表面式水-水热交换设备换热效率低，耗能高。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术的缺陷，提供一种基于混合换热的膨胀式热交换器，适用于不同温区和负荷的循环供水需求。

为实现发明目的，本发明的技术方案是一种膨胀式热交换器，包括膨胀段、供水段、隔板、补水口、进口、出口、直混换热器、配水机构、填料、环形堰板、自动排气阀和液位传感器，所述膨胀式热交换器上部为所述膨胀段，下部为所述供水段，所述膨胀段和所述供水段中间设有所述隔板，所述膨胀式热交换器的顶部布置有所述补水口和所述进口，所述膨胀式热交换器的底部布置有所述出口，所述膨胀段中心悬置所述直混换热器，所述直混换热器顶部为所述配水机构，所述直混换热器底部为孔板，所述直混换热器内置所述填料，所述配水机构连通所述膨胀式热交换器进口，所述配水机构均匀分配冷水和热水至所述直混换热器的所述填料上，所述直混换热器外围设置所述环形堰板，所述环形堰板固定在所述隔板上，所述环形堰板的上沿位置低于所述直混换热器的顶部位置，所述隔板从所述环形堰板外缘至所述膨胀式热交换器壁面部分为环形孔板，所述膨胀段顶部有所述自动排气阀用于系统排气，所述膨胀段和所述供水段设有所述液位传感器。

所述膨胀式热交换器的工作过程如下，冷水和热水经进口进入所述膨胀式热交换器，所述配水机构均匀分配冷水和热水到所述直混换热器的所述填料上，所述填料增大混合表面积并强化传热传质，冷水和热水在所述直混换热器中混合并换热后经底部孔板流出，绕流向上经所述环形堰板漫流向下，经所述隔板的环形孔板进入所述供水段，整个混合流动过程冷水和热水之间以及与环境间换热，冷水和热水温度变化至环境温度进行供水，系统气体聚集在所述膨胀段的上部空间通过所述自动排气阀排气，当所述液位传感器指示所述供水段液位低于设定值，所述补水口打开，开始补水，当所述液位传感器指示所述供水段液位高于设定值，所述补水口关闭，停止补水，所述膨胀式热交换器实现冷热水的混合换热，同时进行补水、定压和排除系统气体或过盛水。

所述供水段和所述膨胀段的容积确定考虑冷水和热水的热负荷以及供水量。