管道式换热器及换热设备制造技术

本实用新型专利技术提供管道式换热器及换热设备。该管道式换热器包括多个管道和布置在多个管道之间的翅片，该管道式换热器的特征在于：所述多个管道包括一个或更多个内管和套置在所述一个或更多个内管外围的外管；所述翅片在所述多个管道的轴向垂直的横截面上呈径向分布；并且所述多个管道和所述翅片被制成为一体。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及管道式换热器及换热设备，特别地涉及主要应用于工业换热、建筑业换热、中央空调、采暖通风等领域的换热设备的针对流体介质(如水、水蒸气等)的管道式换热器。
技术介绍
随着节能技术的发展，换热器的应用领域不断扩大，带来了显著的经济效益。传统的板式换热器通常采用不锈钢板或铜板的、多层叠加的结构，这种板式换热器允许的使用压力较低，应用于高层建筑时往往达不到要求。而且在传统的板式换热器中，每片换热板内以及两片换热板之间都需要利用密封条来进行密封，这种使用密封条的结构导致传统的板式换热器的使用寿命短且维修量大。而目前流行的管壳式换热器，为了增加流体的换热效果，壳程内装有扰动装置，如折流板、挡板、翅片等，同时上述扰动装置也起到对管束的支撑作用，常见的扰动装置有弓形隔板、整圆形折流板、异形孔折流板、网状板、螺旋折流板等，这些结构降低了流体在传热过程中的压力降，同时减小了流体的流动诱导现象，但是由于管壳式换热器的管程贯穿壳程，且上述扰动装置也分布在壳程内，既需要管子与扰动装置的固定，也需要对扰动装置和壳程进行固定，导致装配繁琐复杂，并增大了生产和安装成本。对于其他的换热器种类，例如，申请号为CN201110433264. 2、专利技术名称为“一管翅片式高效换热器”的中国专利技术专利申请公开了一种采用如下结构的管翅片式换热器。制冷剂流程金属管被弯成多排连续、正反折弯交替的多个U形折弯管，金属翅片上制有和所述U形折弯管排列形式相适配的排成多排的多个长孔，制冷剂流程金属管被插入穿过所述多片金属翅片，且与长孔孔壁紧密接触，制冷剂流程金属管与金属翅片长孔孔壁焊接。在该申请中，金属管多排折弯，其应力分布不均匀，同时金属管与翅片接触处采用焊接方式结合，不适用于压力降大的换热环境，易产生管内的流动诱导，损坏翅片。在提高换热器的换热系数技术方面，例如，申请号为CN201110405034. 5、专利技术名称为“利用介质剪切力提高换热器传热系数的方法”的中国专利技术专利申请，公开了如下一种提高换热器传热系数的方法。在换热器的入口前设置有可使换热器整个流道内流体介质产生脉动流动的脉动发生器，通过调节脉动发生器，使两流体脉动的频率发生变化，使流体脉动而产生剪切力，换热面积受到剪切力作用发生振动，换热面振动破坏流体滞留层和剥离垢层，降低流体热阻值，从而提高换热器传热系数。此方法有效地改善了管内流体的流动形式，但是脉动发生器的成本较高，且对脉动发生器的安装调试操作不方便。
技术实现思路
本技术的目的在于，针对现有技术存在的上述缺陷，提出了一种采用挤压工艺一体成型的管道式换热器。该换热器的材质为铜合金或铝合金材料，内管、翅片和外管通过挤压工艺一体挤压成型。通过采用本技术的利用挤压工艺一体成型的管道式换热器，使得制造加工工艺简单易行，安装装配简便，并且解决了传统板式换热器的密封点多而导致维护成本高且使用寿命短等缺陷。本技术的一方面提供了一种管道式换热器，该管道式换热器包括多个管道和布置在多个管道之间的翅片，其特征在于所述多个管道包括一个以上的内管和布置在所述内管外围的外管，所述翅片在所述多个管道的轴向垂直的横截面上呈径向分布，并且所述多个管道和所述翅片被制成为一体。内管和外管的中心线平行或者在同一直线上，翅片在内管与内管之间或者内管与外管之间以固定间隔或非固定间隔呈径向分布。设计和制造此种结构的换热器的挤压模具比较容易，从而降低了生产成本，并且两个换热器的连接简便，从而实现简便的安装装配。本技术的另一方面提供了一种换热设备，其特征在于，所述换热设备包括前述管道式换热器。 根据本技术，管道式换热器的内管、翅片、外管采用挤压工艺一体成型。在换热器所使用的材料方面，优选采用铝合金材料，铝合金材料的换热系数大于不锈钢的换热系数，且使换热器的质量轻成本低；更优选采用铜合金材料，铜合金材料换热系数远远大于不锈钢，与采用不锈钢材料制成的换热器相比，能够极大缩短换热器的换热时间，从而显著提高换热效率。并且，通过采用挤压一体成型工艺制作的翅片对内管外管形成了自支撑作用，具有耐高压、整体强度高、刚性好等优点，并且避免了传统管壳式换热器中折流板、挡板等所需要的加工和安装固定以及翅片所需要的焊接操作等的繁琐工序，从而实现了加工和安装操作简单，并且能够有效避免流体扰动带来的缺陷。本技术提供的管道式换热器考虑到通过增加流体的扰动来增加流体的传热系数，将翅片布置在各内管外部、且沿内管横截面呈径向分布。并且，当彼此连接的两个管道式换热器的翅片均以固定间隔排列且翅片数目为N时，使其中一个管道式换热器与另一个管道式换热器在轴向上保持同心并且使所述一个管道式换热器相对于所述另一个换热器沿轴线旋转Θ度角，其中，N为自然数，并且Θ满足0< θ < 360/N。通过以上连接方式，使相连接的两个换热器中对应的翅片分别错开Θ度角，使得在内管与内管之间、外管与内管之间流动的液体在两个换热器的连接处改变了流体流向，从而增加了流体的扰动。另外，当两个相连的换热器的翅片数目和/或排布方式彼此不同时，也能够增加流体在连接处的扰动。此外，本技术提供的管道式换热器之间通过连接器连接，换热器之间的O型密封圈在受到外力的作用下密封效果更好，因此采用本技术的管道式换热器的换热设备可以在诸如工矿的高压环境下工作。综上所述，本技术提供的一体成型的管道式换热器，省去了翅片的焊接操作以及折流板、挡板的加工和安装固定等工序，实现了流体在两个换热器连接处的湍流流动，增大了换热器的换热系数，操作简单，成本降低。通过以下参照附图对示例性实施例的详细描述，本技术的其他特征和方面将变得清楚。附图说明包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图例示了本技术的示例性实施例、特征和方面，并且与文字说明一起用来解释本技术的原理。图1示出了根据本技术第一实施例的管道式换热器的整体结构示例的纵向剖面图。图2示出了根据本技术第一实施例的管道式换热器的整体结构示例的横向剖面图。图3示出了使用根据本技术的管道式换热器的根据第一实施方式的换热设备的连接方式的纵向剖面图。图4示出了使用根据本技术的管道式换热器的根据第一实施方式的换热设备的连接方式的横向剖面图。图5示出了使用根据本技术的管道式换热器的根据第二实施方式的换热设备的连接方式的纵向剖面图。图6示出了使用根据本技术的管道式换热器的根据第二实施方式的换热设备的连接方式的横向剖面图。图7示出了根据本技术的管道式换热器中的波纹翅片结构示例的横向剖面图。图8示出了根据本技术的管道式换热器中的三角形翅片结构示例的横向剖面图。图9示出了根据本技术的管道式换热器中的镂空花纹翅片结构示例的横向剖面图。图10示出了根据本技术的管道式换热器中的实心和镂空花纹翅片组合结构示例的横向剖面图。图11示出了根据本技术的管道式换热器中的翅片排列方式示例的横向剖面图。图12示出了根据本技术的管道式换热器中的翅片排列方式示例的横向剖面图。图13示出了根据本技术的管道式换热器中的翅片排列方式示例的横向剖面图。图14示出了根据本技术第二实施例的管道式换热器的结构示例的横向剖面图。具体实施方式下面，将参照附图详细描述本实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管道式换热器，该管道式换热器包括多个管道和布置在多个管道之间的翅片，该管道式换热器的特征在于：?所述多个管道包括一个或更多个内管和套置在所述一个或更多个内管外围的外管；?所述翅片在所述多个管道的轴向垂直的横截面上呈径向分布；并且?所述多个管道和所述翅片被制成为一体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马静云，赵斌，曹善泉，苑英伟，
申请(专利权)人：洛阳麦达斯铝业有限公司，
类型：实用新型
国别省市：