一种使用电加热管预热冷媒的热交换器的制作方法

本实用新型涉及热交换器，尤其是一种使用电加热管预热冷媒的热交换器。

背景技术：

热交换器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，是使热量由较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足过程工艺条件的需要，同时也提高能源利用率的主要设备之一。

现有冷媒回收加注机为防止压缩机进气管中冷媒没有完全气化而以液态吸入压缩机造成液击，一般都在膨胀阀和压缩机之间加装热交换器，在热交换器中让从压缩机流出的热态冷媒预热从膨胀阀流出的冷态冷媒，但这种预热方法因为初始冷媒回收时冷态冷媒可能会因为吸热不够导致不能保证在任何状态下冷媒都能完全气化，这可能会造成压缩机的液击。此外若低温冷媒温度较低会导致废润滑油不能完全析出。

传统的管式换热器多为直管样式，低温冷媒和高温冷媒接触段换热面积有限，热交换效率不高。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种使用电加热管加热冷媒的热交换器，其使用在冷媒回收回路中以解决现有热交换器换热效率不高，在冷媒回收初始阶段低温冷媒因过热度不足引起压缩机“液击”及低温冷媒中废旧润滑油不能完全析出的技术问题。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：包括壳体、过热通道和过冷通道，在壳体的内腔中部靠近壁面的位置设有电加热装置5，在壳体14内壁上设有环形扰流装置，在过冷通道的冷态冷媒出口管道处设有压力传感器和温度传感器。

所述的电加热装置，采用圆环状电加热管，其外层由不锈钢或铜管制成。

所述的电加热装置，通过螺纹连接固定在中部突出部分的内壁面上，其整体靠近壳体的内腔中部的内壁面。

所述的环形扰流装置，其焊接在壳体的内壁上。

所述的环形扰流装置，其截面为三角形，高度为8mm，边长为9mm，截面中心间相距20mm至30mm，壁厚为2mm。

所述的环形扰流装置，由上、下两半部分构成，其中上半部分上端与壳体上端平齐，焊接在壳体的内壁上，下半部分下端与壳体下端平齐，也焊接在壳体的内壁上，上下两部分靠近电加热装置的位置没有环形扰流装置。

本实用新型与现有技术相比具有以下的主要的有益效果：

1.通过压力传感器和温度传感器监控冷态冷媒通道出口处冷媒状态，在冷媒回收初始阶段电加热器根据监控数据将冷态冷媒加热到预定的过热温度，使冷态冷媒通道中冷媒完全气化并有一定的过热度，这有利于废油从冷态冷媒中分离，在回收的其它阶段电加热器不工作，螺旋状的管道中热态冷媒的放热能满足回收的其它阶段中冷态冷媒的气化需要。

2.壳体内壁上的环形扰流装置能增加冷态冷媒的湍流流动，利于热交换。

总之，本实用新型可以根据位于冷态冷媒出口管道上的压力传感器和温度传感器监控壳体中冷媒的初始状态，当监测到的数据经过控制系统后的反馈表明冷态冷媒在过冷通道出口处的状态达不到过热度的要求时，通过调节加热管的加热时间，加热冷态冷媒通道中的冷媒，使冷态冷媒出口处的冷媒保持5℃～10℃的过热度，此外位于壳体内壁上的三角扰流板能使冷态冷媒通道中的冷媒升温更快，温度变化更为平顺，增大冷媒中的废油与壁面的接触面积，从而保证冷媒回收加注机能在低温环境中正常回收冷媒，并提高冷媒回收速率及冷媒中的废油回收率。

附图说明

图1是本实用新型使用电加热管预热冷媒的热交换器的结构示意图。

图2是图1的局部剖视图。

图中：1.冷态冷媒入口管道；2.冷态冷媒出口管道；3.上端盖；4.螺旋管道；5.电加热装置；6.扰流装置；7.下端盖；8.固定装置；9.废油排出口；10.热态冷媒出口管道；11.压力传感器；12.温度传感器；13.热态冷媒入口管道；14.壳体。

具体实施方式

本实用新型公开了一种用于冷媒回收加注机的热交换器，该热交换器包括壳体、上端盖、下端盖、螺旋管道、压力传感器、温度传感器、加热管、排油口；上端盖连接有冷媒入口和出口、热媒入口和出口，其中热媒入口和出口间通过螺旋管道连接形成热媒通道，冷媒入口、壳体及冷媒出口形成冷媒通道，温度传感器及压力传感器位于冷媒出口处；当反馈表明冷媒回收初始阶段冷态冷媒出口过热度不够时，开启位于壳体中部的加热管使冷态冷媒出口处冷媒达到额定的过热度；排油阀位于下端盖底部。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步说明，但不限定本实用新型。

本实用新型提供的使用电加热管预热冷媒的热交换器，其基本结构如图1和图2所示，包括壳体14和与之相连的上端盖3、下端盖7，在上端盖3顶部对称布置有冷态冷媒入口管道1、冷态冷媒出口管道2、热态冷媒入口管道13和热态冷媒出口管道10，在下端盖7的底部设有废油排出口9。在壳体14的中部贴近内壁的位置设有电加热装置5，还有位于热交换器中部的螺旋管道4。

所述的冷态冷媒入口管道1、冷态冷媒出口管道2、壳体14内壁以及螺旋管道4外壁所围成空间构成过冷通道。该过冷通道用于引入冷态冷媒并加热冷态冷媒，使出口管道2处冷媒达到额定的过热度，并使润滑油从冷态冷媒中分离出来。

所述的热态冷媒入口管道13、热态冷媒出口管道10及螺旋管道4构成过热通道，该过热通道用于初步冷却压缩机出来的过热冷媒并加热过冷通道中的低温冷媒。

所述的过冷通道的冷态冷媒与所述的过热通道的热态冷媒，其主要通过螺旋管道壁面进行热交换。

所述的冷态冷媒入口管道1接膨胀阀出口，冷态冷媒出口管道2接干燥过滤器入口，热态冷媒入口管道13接油分器出口，热态冷媒出口管道10接冷凝器入口。

所述的冷态冷媒出口管道2，其管道上设有压力传感器11和温度传感器12，分别用于检测冷态冷媒在出口管道2处的状态以及传递实时监测数据给控制机构。该控制机构是PLC或者单片机，主要用来控制回路中电磁阀及压缩机和真空泵的开闭。

所述的上端盖3，其通过螺纹与壳体14的上部相连。

所述的螺旋管道4，用于过冷通道内低温冷媒与过热通道内高温冷媒的热交换，从而减少能量的损耗，管道两端焊接在上端盖3的底部，这两端具体分别与热态冷媒入口管道13及热态冷媒出口管道10相通，位于壳体14的内腔中。

所述的螺旋管道4，管外径约为13mm，其螺距为16mm至18mm，其旋转延伸方向沿逆时针方向，具体是：从热态冷媒入口管道13开始沿逆时针方向螺旋向下延伸至接近下端盖7的内表面，然后再逆时针方向螺旋向上延伸至热态冷媒出口管道10，其中外螺旋管道旋转半径比内螺旋管道旋转半径大16mm。

所述的电加热装置5，采用圆环状电加热管，由外壳由不锈钢或铜管等导热金属材料制成。该电加热装置5通过螺纹连接装在靠近壳体14中部突出部位的内壁面上。当控制系统根据传感器的监控表明冷媒回收初始阶段冷态冷媒出口过热度不够时，开启电加热管加热过冷通道中的冷态冷媒，使此出口处冷媒达到额定的5℃～10℃过热度。

所述的下端盖7，其上端内壁与壳体14的下部外壁焊接相连；其底部设有带螺纹接口的废油排出口9，以利于从冷态冷媒中分离的润滑油顺利流出热交换器。

所述的固定装置8，由螺栓螺母组成，螺栓焊接在下端盖7底部。

所述的壳体14，其外表面有绝热层。该绝热层是一层防锈绝热涂料。

所述的壳体14，其内壁面上有三角形的环形扰流装置6，此装置焊接在壳体内壁上。

所述的环形扰流装置6，用于增加热交换器中冷态冷媒的湍流流动，促使冷态冷媒与热态冷媒通过螺旋管道4更好地进行热交换，从而利于冷态冷媒更好的升温及气化，利于废热的回收利用。此外此装置增加冷媒与壁面的接触面积，能更好分离冷态冷媒中的润滑油。

所述的环形扰流装置6，其截面为三角形，高度为8mm，边长为9mm，截面中心间相距20mm至30mm，壁厚为2mm。该环形扰流装置由上、下两半部分构成，其中上半部分上端与壳体上端平齐，焊接在壳体内壁上，下半部分下端与壳体下端平齐，也焊接在壳体内壁上。

本实用新型提供的热交换器，其工作过程是：在热交换器中冷媒具体的流向是汽车空调系统中的冷媒经过定压膨胀阀后，降压变成气液混合态流体，从冷态冷媒入口管道1流入热交换器的过冷通道，在热交换器过冷通道中分离润滑油并升温气化后从冷态冷媒出口管道2流出，经干燥过滤后流入压缩机压缩为高温高压气体，再经过油分器后从热态冷媒入口管道13进入热交换器过热通道，再经冷凝器后液化再流入储液罐。热交换器中冷态冷媒的升温及气化所需的热量主要是靠热态冷媒来提供，但在回收开始阶段由于没有热态冷媒来提供热量，若此时外界温度较低，会导致进入压缩机的冷媒过热度不够，所以需要靠电加热装置5来提供冷态冷媒气化所需的热量，具体需要提供多少的热量是通过监控膨胀阀的开度、压力传感器11及温度传感器12来调节的。回收开始一段时间后就关掉电加热装置5，其它回收时间段主要是靠热态冷媒与冷态冷媒通过螺旋管道5来进行热交换。