专利名称：一种除垢换热器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于换热器技术领域，涉及一种换热器，尤其涉及一种除垢换热器。
背景技术：
非清洁水包括城市原生污水与地表水。城市原生污水是未经任何物理与生物手段处理的城市污水。即使经过旋转滤面再生装置，其中仍含有大量的小、微尺度的污杂物和复杂的化学生物成分，导致换热面上很快结垢，严重地影响流动换热。经过观察和实验发现其中污泥，腐蚀产物和生物沉积物等软垢约占污垢总数90 %以上，它们是影响换热器效率的主要因素。由于原生污水的特殊性，相对于普通换热器软垢，城市污水所形成的软垢具有以下特点污水换热器表面在很短的时间内就可积聚较大的厚度，硬度低、与壁面粘附力小。结垢是指与不清洁流体相接触而在固体表面上逐渐积聚起来的那层物质。非清洁水作为热泵冷热源为建筑物供热供冷，其一次能源利用率高，节能幅度大，是一种良好的低品位可再生能源，但利用非清洁水作为热泵冷热源的最大技术困难就是如何解决非洁净水的易结垢问题。故在此基础上设计了新型除垢换热器。据调查90%以上的换热器都不同程度的存在结垢问题。而传热设备的结垢危害涉及诸多方面，首先是传热性能变差，流动阻力增加，由此引起传热效率下降，其下降幅度平均可达30%以上，故有些换热器不得不采用加装复杂、昂贵的在线机械除垢装置，以解决换热管表面的结垢问题，使设备造价上升。其次，低效的传热设备、周期性的停车清洗，还会降低设备的生产能力，增加设备清洗费用和运行成本。另外，设备结垢严重时，还会引起流体流动阻力增加，设备产生垢下腐蚀，有的甚至造成管道过热爆炸事故，危及生产安全运行
坐寸ο每年由于传热设备结垢引起的经济损失，宏观估计美国每年约为达80亿美元 100亿美元，我国由此造成的损失约在100亿元人民币以上。不结垢换热器的开发、应用始于二十世纪七十年代末期，它可彻底消除换热器的结垢问题，使易结垢物料的换热操作能够满负荷、长周期稳定运行，它的研发是换热器技术装备的重大进展。而此次我们研制的新型防结换热器更是突破了传统的不结垢换热器的设计思路和理念。使得新型换热器变得效率更高更加环保。现有的除垢方案包括胶球在线清洗、管内插入物在线清洗。胶球在线清洗方案的缺陷在于①收球率低。往往比较好的系统，收球率也在80%以下，最差的情况根本收不到球。②不适用水质较差的场合，胶球在管中只能依靠循环水作动力，清除冷却管内壁上的薄层淤泥或水垢。若循环水中含有较多的杂物，如水生动物、垃圾、碎石及各种有机物，不仅会堵塞二次滤网，使循环水压差减小，流量减小，不利于胶球的循环，而且会堵塞凝汽器的管孔，妨碍胶球的通过。③不能用于对胶球具有腐蚀作用的水源。④对于由化学反应而形成的析晶污垢则不能完全清除。⑤其安装困难，结构复杂，材料消耗多，操作和维护不便，故障率较高。由于上述原因，致使胶球清洗系统在许多换热器上不能发挥作用。综上所述，对于水质极差的城市原生污水热泵系统中污水换热器污染问题，胶球在线清洗显然是不合适的。管内插入物在线清洗，工作原理均是靠流体的作用下转动或振动达到除垢效果，而且都基于管式换热方式和水质较清洁情况下提出的，一方面对于换热面积大，传热管数量很多的污水换热器，其机械工艺复杂，难以实现，另一方面对于水质恶劣城市原生污水，很容易造成插入物的腐蚀、损坏，同时如果脱落的大块污物吸附在插入物上，极易导致管道阻塞。由此可见，传统的换热器存在设备技术落后造成的成本高、换热效率低、污染和浪费等现象。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种除垢换热器，可方便快捷地除去换热器中的结垢，操作简单、有效。为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案一种除垢换热器，所述换热器包括换热容器、流体管道、除垢机构；所述换热容器两端分别设有换热介质进口、换热介质出口 ；所述流体管道包括流体流入管道、流体换热通道、流体流出管道；流体流入管道包括若干流入分支，流体流出管道包括若干流出分支，所述流入分支、流出分支分别设有阀门；所述流体换热通道设置于换热容器内，流体换热通道内设置若干平行排列的直管，各直管的一端与换热介质进口连通，另一端与换热介质出口连通；所述除垢机构包括与所述直管数量相同的孔，通过多个孔与各直管紧密接触，除垢机构通过流体换热通道内的流体压力移动。作为本实用新型的一种优选方案，所述流体流入管道包括3个流入分支，流体流出管道包括3个流出分支；每个流入分支、流出分支上接有阀门，通过阀门开启和关闭控制除垢机构移动。作为本实用新型的一种优选方案，阀门设有控制开关，用以设置阀门开关组合。作为本实用新型的一种优选方案，所述流体流入管道自上而下包括第一流入分支、第二流入分支、第三流入分支，第一流入分支、第二流入分支设置于流体管道的上部，第三流入分支设置于流体管道的下部；第一流入分支、第二流入分支、第三流入分支分别设有第一阀门、第二阀门、第三阀门；所述流体流出管道自上而下包括第一流出分支、第二流出分支、第三流出分支，第一流出分支设置于流体管道的上部，第二流出分支、第三流出分支设置于流体管道的下部；第一流出分支、第二流出分支、第三流出分支分别设有第四阀门、第五阀门、第六阀门；所述换热器包括第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关;第一控制开关闭合，控制第一阀门、第三阀门关闭，第二阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门开启；第二控制开关闭合，控制第二阀门、第三阀门、第四阀门关闭，第一阀门、第五阀门、第六阀门开启；第三控制开关闭合，控制第一阀门、第二阀门、第五阀门、第六阀门关闭，第三阀门、第四阀门开启。作为本实用新型的一种优选方案，所述直管为圆形，各直管垂直排列；除垢机构的孔相应的为圆孔，圆孔镶有耐腐蚀橡胶圈，使得圆孔与直管紧密接触。作为本实用新型的一种优选方案，所述换热容器内设有两个限位机构，使得除垢机构在两个限位机构之间的范围内活动。、[0018]本实用新型的有益效果在于本实用新型提出的除垢换热器，通过设备开关自行除去换热器中的结垢，操作简单、有效；不用加装复杂、昂贵的在线机械除垢装置，或者停机采用化学、机械、高压水枪除垢。避免了停机除垢，及其购买除垢设备的费用，节省费用。对于结垢趋势明显的换热过程，能保持较高的换热效率，有很好的适用性。由于除垢方便，列管壁面上 不易积存污垢，传热系数大，换热器换热效果高2-3倍，大大增强了传热效果。同时，本实用新型有效利用非清洁水(污水与地表水)等低品位再生清洁能源，有利于可持续发展，对环境保护有一定作用。
图I为本实用新型除垢换热器的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。实施例一本实用新型揭示了一台管中带有自动除垢板的卧式列管换热器，该换热器的外形和内部结构与普通列管式换热器基本相似，它的独特之处在于有一个可以通过流体压力上下运动的除垢板，除垢板上有根列管数量相同的圆孔，通过圆孔镶有耐腐蚀橡胶圈使之与列管紧密接触。除垢板在流体压力作用下上下移动的时候，刮去列管上的污垢，增强传热效
果O请参阅图1，本实施例中除垢换热器包括换热容器I、流体管道、除垢机构2 ;所述换热容器I两端分别设有换热介质进口 5、换热介质出口 6。除垢机构2可以为除垢板。所述流体管道包括流体流入管道、流体换热通道、流体流出管道。流体流入管道包括若干流入分支，流体流出管道包括若干流出分支，所述流入分支、流出分支分别设有阀门。所述流体换热通道设置于换热容器I内，流体换热通道内设置若干平行排列的直管7，各直管7的一端与换热介质进口 5连通，另一端与换热介质出口 6连通。所述除垢机构2包括与所述直管7数量相同的孔，通过多个孔与各直管7紧密接触，除垢机构2通过流体换热通道内的流体压力移动。本实施例中，所述直管7为圆形，各直管7垂直排列；除垢机构2的孔相应的为圆孔，圆孔镶有耐腐蚀橡胶圈，使得圆孔与直管2紧密接触。此外，所述换热容器I内设有两个限位机构，使得除垢机构2在两个限位机构之间的范围内活动。如图I所示，本实施例中，所述流体流入管道包括3个流入分支，流体流出管道包括3个流出分支；每个流入分支、流出分支上接有阀门11、12、13、14、15、16，通过阀门开启和关闭控制除垢机构2的移动。阀门设有控制开关，用以设置阀门11、12、13、14、15、16的
开关组合。所述流体流入管道自上而下包括第一流入分支21、第二流入分支22、第三流入分支23，第一流入分支21、第二流入分支22设置于流体管道的上部，第三流入分支23设置于流体管道的下部。第一流入分支21、第二流入分支22、第三流入分支23分别设有第一阀门11、第二阀门12、第三阀门13。所述流体流出管道自上而下包括第一流出分支24、第二流出分支25、第三流出分支26，第一流出分支24设置于流体管道的上部，第二流出分支25、第三流出分支26设置于流体管道的下部。第一流出分支24、第二流出分支25、第三流出分支26分别设有第四阀门14、第五阀门15、第六阀门16。易结垢的流体从流体进口 3进入，从流体出口 4流出，换热介质从换热介质进口 5流入，从换热介质出口 6流出。所述换热器包括第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关。第一控制开关闭合时，控制第一阀门11、第三阀门13关闭，第二阀门12、第四阀门
14、第五阀门15、第六阀门16开启，换热器正常工作。当易结垢的流体在列管上形成污垢时，使第二控制开关闭合，控制第二阀门12、第 三阀门13、第四阀门14关闭，第一阀门11、第五阀门15、第六阀门16开启，流体通过开关I流入到换热器内，使除垢板在流体的压力作用下向下移动，除垢板上与列管紧密接触的耐腐蚀橡胶圈刮去污垢，直至移动到下方被换热器内壁上的凸头支撑。当再次除垢时，使第三控制开关闭合时，控制第一阀门11、第二阀门12、第五阀门
15、第六阀门16关闭，第三阀门13、第四阀门14开启；除垢板在压力的作用下向上移动，直至移动到换热器内壁上部的凸点。这就是一个完整的除垢过程，每次要除垢的时候，可按照上面的步骤操作，方便易行。综上所述，本实用新型提出的除垢换热器，通过设备开关自行除去换热器中的结垢，操作简单、有效；不用加装复杂、昂贵的在线机械除垢装置，或者停机采用化学、机械、高压水枪除垢。避免了停机除垢，及其购买除垢设备的费用，节省费用。对于结垢趋势明显的换热过程，能保持较高的换热效率，有很好的适用性。这里本实用新型的描述和应用是说明性的，并非想将本实用新型的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本实用新型的精神或本质特征的情况下，本实用新型可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本实用新型范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。
权利要求1.ー种除垢换热器，其特征在于，所述换热器包括换热容器、流体管道、除垢机构； 所述换热容器两端分别设有换热介质进ロ、换热介质出口 ； 所述流体管道包括流体流入管道、流体换热通道、流体流出管道；流体流入管道包括若干流入分支，流体流出管道包括若干流出分支，所述流入分支、流出分支分别设有阀门；所述流体换热通道设置于换热容器内，流体换热通道内设置若干平行排列的直管，各直管的一端与换热介质进ロ连通，另一端与换热介质出ロ连通； 所述除垢机构包括与所述直管数量相同的孔，通过多个孔与各直管紧密接触，除垢机构通过流体换热通道内的流体压カ移动。
2.根据权利要求I所述的除垢换热器，其特征在于 所述流体流入管道包括3个流入分支，流体流出管道包括3个流出分支；每个流入分支、流出分支上接有阀门，通过阀门开启和关闭控制除垢机构移动。
3.根据权利要求2所述的除垢换热器，其特征在于 阀门设有控制开关，用以设置阀门开关组合。
4.根据权利要求3所述的除垢换热器，其特征在于 所述流体流入管道自上而下包括第一流入分支、第二流入分支、第三流入分支，第一流入分支、第二流入分支设置于流体管道的上部，第三流入分支设置于流体管道的下部；第一流入分支、第二流入分支、第三流入分支分别设有第一阀门、第二阀门、第三阀门； 所述流体流出管道自上而下包括第一流出分支、第二流出分支、第三流出分支，第一流出分支设置于流体管道的上部，第二流出分支、第三流出分支设置于流体管道的下部；第一流出分支、第二流出分支、第三流出分支分别设有第四阀门、第五阀门、第六阀门； 所述换热器包括第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关； 第一控制开关闭合，控制第一阀门、第三阀门关闭，第二阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门开启； 第二控制开关闭合，控制第二阀门、第三阀门、第四阀门关闭，第一阀门、第五阀门、第六阀门开启； 第三控制开关闭合，控制第一阀门、第二阀门、第五阀门、第六阀门关闭，第三阀门、第四阀门开启。
5.根据权利要求I所述的除垢换热器，其特征在于 所述直管为圆形，各直管垂直排列；除垢机构的孔相应的为圆孔，圆孔镶有耐腐蚀橡胶圈，使得圆孔与直管紧密接触。
6.根据权利要求I所述的除垢换热器，其特征在于 所述换热容器内设有两个限位机构，使得除垢机构在两个限位机构之间的范围内活动。
专利摘要本实用新型揭示了一种除垢换热器，所述换热器包括换热容器、流体管道、除垢机构；所述换热容器两端分别设有换热介质进口、换热介质出口；所述流体管道包括流体流入管道、流体换热通道、流体流出管道；流体流入管道包括若干流入分支，流体流出管道包括若干流出分支，所述流入分支、流出分支分别设有阀门；所述流体换热通道设置于换热容器内，流体换热通道内设置若干平行排列的直管，各直管的一端与换热介质进口连通，另一端与换热介质出口连通；所述除垢机构包括与所述直管数量相同的孔，通过多个孔与各直管紧密接触，除垢机构通过流体换热通道内的流体压力移动。本实用新型除垢换热器可方便快捷地除去换热器中的结垢，操作简单、有效。
文档编号F28G1/12GK202382644SQ20112053418
公开日2012年8月15日 申请日期2011年12月19日 优先权日2011年12月19日
发明者刘颖, 张雷 申请人:上海理工大学