套管式换热器、换热方法及其制作方法技术

本发明专利技术涉及换热器技术领域，提供了一种套管式换热器、换热方法及其制作方法，该套管式换热器，包括：内管以及套设于所述内管外侧的外管，所述内管和所述外管之间设置有至少一个第一隔层，所述第一隔层的相对两端分别与所述内管的外壁和所述外管的内壁相连，以使所述内管和所述外管之间的区域划分为两个传热腔；所述内管填充有第一工质，两个所述传热腔均填充有第二工质。在重力的作用下通过调整套管式换热器绕轴旋转的角度实现换热量的无极调节，其中在双介质换热模式下可实现套管内冷热流体换热量的无极调节，在三介质换热模式可实现对套管外流体的制冷/热量的无极调节。

Casing heat exchanger, heat exchange method and manufacturing method

The invention relates to the technical field of heat exchanger, and provides a sleeve type heat exchanger, a heat exchange method and a production method thereof. The sleeve type heat exchanger comprises an inner tube and an outer tube sleeved on the outer side of the inner tube. At least one first separation layer is arranged between the inner tube and the outer tube. The opposite ends of the first separation layer are respectively with the outer wall of the inner tube and the inner wall of the outer tube The inner tube is filled with a first working medium, and the two heat transfer cavities are filled with a second working medium. Under the action of gravity, the non-polar adjustment of heat exchange can be realized by adjusting the rotation angle of the casing heat exchanger around the shaft. In the double medium heat exchange mode, the non-polar adjustment of the heat exchange of the cold and hot fluid in the casing can be realized, and in the three medium heat exchange mode, the non-polar adjustment of the cooling / heat of the fluid outside the casing can be realized.

【技术实现步骤摘要】
套管式换热器、换热方法及其制作方法
本专利技术涉及换热器
，特别涉及一种套管式换热器、换热方法及其制作方法。
技术介绍
随着人们对于所需创造冷/热环境的局部温度精细控制越来越高的需求，以及伴随着各种制冷/热系统技术和以热管技术为代表的节能技术的进步和应用，对于换热器的性能、控制和结构都在不断地提出新的要求，比如特别需要换热器可以实现自动控制换热量、传热的通断等，来缓解压缩机或其他系统关键部件的复杂控制的压力，另外对于系统节能也提出了新的要求。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题鉴于上述技术缺陷和应用需求，本申请提出一种套管式换热器、换热方法及其制作方法，以解决现有技术中无法通过旋转换热器从而改变套管式换热器的换热量的问题。(二)技术方案为解决上述问题，第一方面，本专利技术提供一种套管式换热器，包括：内管以及套设于所述内管外侧的外管，所述内管和所述外管之间设置有至少一个第一隔层，所述第一隔层的相对两端分别与所述内管的外壁和所述外管的内壁相连，以使所述内管和所述外管之间的区域划分为两个传热腔；所述内管填充有第一工质，两个所述传热腔均填充有第二工质。其中，所述内管和所述外管之间设置有第二隔层，所述第二隔层的相对两端均与所述外管的内壁相连，所述第二隔层贯穿两个所述传热腔设置，以将两个所述传热腔划分成真空绝热腔以及两个填充有所述第二工质的传热腔单元；所述第二隔层的一侧和所述外管的内壁之间的区域为所述真空绝热腔，所述第二隔层的另一侧、所述第一隔层的一侧、所述外管的内壁以及所述内管的外壁之间的区域为所述传热腔单元。其中，所述第二隔层为弧形结构，所述第二隔层与所述内管的外壁相切设置。其中，所述第一隔层和所述第二隔层均采用绝热材料或导热系数低的材料制成。其中，所述内管的中心轴线与所述外管的中心轴线非重合设置。其中，所述外管的外壁设置有保温层、肋片或者翅片；所述内管的内壁和所述内管的外壁均设置有螺纹。其中，两个所述传热腔的体积相等。第二方面，本专利技术提供一种上述各技术方案提供的套管式换热器的制作方法，包括：在内管和外管之间安装至少一个第一隔层，所述第一隔层的相对两端分别与所述内管的外壁和所述外管的内壁相连，以使所述内管和所述外管之间的区域划分为两个传热腔；在所述内管填充第一工质，在两个所述传热腔均填充第二工质。其中，在所述安装第一隔层之前还包括：安装第二隔层，所述第二隔层的相对两端均与所述外管的内壁相连，所述第二隔层与所述内管的外壁相切，所述第二隔层贯穿两个所述传热腔设置。第三方面，本专利技术提供一种上述各技术方案提供的套管式换热器的换热方法，包括：双介质换热模式：根据被冷却/加热的套管内流体的出口温度与预设出口温度之间的数值关系以及套管式换热器所处位置，获取所述套管式换热器所需旋转的方向和角度，并调整套管式换热器所处位置；或者，三介质换热模式：根据被冷却/加热的套管外流体的温度与预设温度之间的数值关系以及套管式换热器所处位置，获取所述套管式换热器所需旋转的方向和角度，并调整套管式换热器所处位置。(三)有益效果本专利技术提供的套管式换热器，内管内部的第一工质通过与内管的管壁接触换热，再与传热腔进行换热。传热腔内的第二工质，在双介质换热时下主要与内管的管壁接触换热，与外管的管壁不换热；在三介质换热的制冷模式时，主要是外管的管壁接触吸热，在内管的外壁凝结放热，在制热模式时，主要从内管的管壁接触吸热，在外管的管壁凝结放热。进一步通过套管式换热器绕轴心旋转来改变传热腔的第二工质与内管的管壁的接触面积、外管的管壁的接触面积，从而来改变套管式换热器的换热量，可根据换热量需求自动调整套管式换热器的旋转角度。在重力的作用下通过调整套管式换热器绕轴旋转的角度实现换热量的无极调节，其中在双介质换热模式下可实现套管内冷热流体换热量的无极调节，在三介质换热模式可实现对套管外流体的制冷/热量的无极调节。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的套管式换热器的内部结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的套管换热器绕中心轴旋转时内部液位变化图；图3是本专利技术实施例提供的双介质换热模式的套管式换热器的外部结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的三介质换热模式的套管式换热器的外部结构示意图；图5是本专利技术实施例提供的套管换热器的制作方法的流程图；其中，1、外管；1a、外管的内壁；1b、外管的外壁；2、真空绝热腔；3、第一传热腔；4、最高液位线；5、第二工质；6、第二隔层；7、内管；7a、内管的内壁；7b、内管的外壁；8、第二传热腔；9、第一工质；10、第一隔层；11、密封旋转轴；A、内部液位第一状态图；B、内部液位第二状态图；C、内部液位第三状态图；D、内部液位第四状态图；E、内部液位第五状态图；F、内部液位第六状态图；G、内部液位第七状态图；H、内部液位第八状态图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1是本专利技术实施例提供的套管式换热器的内部结构示意图，如图1所示，本专利技术实施例提供的套管式换热器，包括：内管7以及套设于内管7外侧的外管1，且内管7和外管1之间设置有至少一个第一隔层10，以使内管7和外管1之间的区域划分为两个传热腔，第一隔层10的相对两端分别与内管7的外壁和外管1的内壁连接；两个传热腔分别命名为第一传热腔3和第二传热腔8，第一传热腔3和第二传热腔8均填充有等量的第二工质5，内管7填充有第一工质9。需要说明的是，内管7可选为铜、铝、不锈钢等常用的各种尺寸的传热管材，外管1可选为铜、铝、不锈钢等常用的各种尺寸的传热管材。外管1的内径大于内管7的外径。内管7放置在外管1的内部。当内管7和外管1相切布置时，只需要内管7和外管1之间设置有一个第一隔层10，即可实现内管7和外管1之间的区域划分为两个传热腔。当内管7和外管1不是相切布置时，内管7和外管1之间需要设置有两个第一隔层10，即可实现内管7和外管1之间的区域划分为第一传热腔3和第二传热腔8。在本专利技术实施例中，内管内部的第一工质通过与内管的管壁接触换热，再与传热腔进行换热。传热腔内的第二工质，在双介质换热时下主要与内管的管壁接触换热，与外管的管壁不换热；在三介质换热的制冷模式时，主要是外管的管壁接触吸热，在内管的外壁凝结放热，在制热模式时，主要从内管的管壁接触吸热，在外管的管壁凝结放热。进一步通过套管式换热器绕轴心旋转来改变传热腔的第二工质与内管的管壁的接触面积、外管的管壁的接触面积，从而来改变套管式换热器的换热量，可根据换热量需求自动调整套管式换热器的旋转角度。在重力的作用下通过调整套管式换热器绕轴旋转的角度实现换热量的无极调节，其中在双介质换热模式下可实现套管内冷热流体换热量的无极调节，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种套管式换热器，其特征在于，包括：内管以及套设于所述内管外侧的外管，所述内管和所述外管之间设置有至少一个第一隔层，所述第一隔层的相对两端分别与所述内管的外壁和所述外管的内壁相连，以使所述内管和所述外管之间的区域划分为两个传热腔；所述内管填充有第一工质，两个所述传热腔均填充有第二工质。

【技术特征摘要】
1.一种套管式换热器，其特征在于，包括：内管以及套设于所述内管外侧的外管，所述内管和所述外管之间设置有至少一个第一隔层，所述第一隔层的相对两端分别与所述内管的外壁和所述外管的内壁相连，以使所述内管和所述外管之间的区域划分为两个传热腔；所述内管填充有第一工质，两个所述传热腔均填充有第二工质。2.根据权利要求1所述的套管式换热器，其特征在于，所述内管和所述外管之间设置有第二隔层，所述第二隔层的相对两端均与所述外管的内壁相连，所述第二隔层贯穿两个所述传热腔设置，以将两个所述传热腔划分成真空绝热腔以及两个填充有所述第二工质的传热腔单元；所述第二隔层的一侧和所述外管的内壁之间的区域为所述真空绝热腔，所述第二隔层的另一侧、所述第一隔层的一侧、所述外管的内壁以及所述内管的外壁之间的区域为所述传热腔单元。3.根据权利要求2所述的套管式换热器，其特征在于，所述第二隔层为弧形结构，所述第二隔层与所述内管的外壁相切设置。4.根据权利要求2所述的套管式换热器，其特征在于，所述第一隔层和所述第二隔层均采用绝热材料或导热系数低的材料制成。5.根据权利要求1所述的套管式换热器，其特征在于，所述内管的中心轴线与所述外管的中心轴线非重合设置。6.根据权利要求1所述的套管式换热器，其特征在于，所述外管的外壁设...

【专利技术属性】
技术研发人员：田长青，战斌飞，周远，邵双全，张海南，刘彦杰，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11