[实用新型]折流高效热交换器、热交换器组及热交换器壳体

说明书

技术领域

本实用新型涉及热交换器技术领域，特别涉及一种结合超声波技术的折流高效热交换器、热交换器组及热交换器壳体。 

背景技术

热交换器作为热传导和交换的基本设备已经广泛应用于现代工业和机械设备中，由于水质、使用环境等原因，目前多数热交换器都存在结垢问题，结垢过程即污垢沉积物在传热表面上形成的过程，对直接接触式热交换器，则是相界面附着物的积累的过程。通常结垢分为6种类型：（1）析出结垢：CaCO₃、CaSO₄和MgSiO₃等负溶解性盐溶液因热表面溶解度降低而随盐类析出沉积；（2）微粒结垢：悬浮于液体中的固体微粒因重力作用而沉积；（3）化学反应结垢：高温下某些有机物或无机物发生反应、聚合或焦化而产生的固体沉积；（4）腐蚀结垢：热交换器本身起化学变化，其产物作为污垢而附于表面上；（5）生物结垢：未经处理的海水、河水或湖水，其中的藻类等产生的沉积；（6）凝固结垢：某种纯液体或液体混合物中某一组分因换热面过冷而固化沉积。事实上结垢过程可能是上述几种类型的综合作用。由于污垢具有较高的热阻，使总传热效率降低，并且还因其减小了流通截面而使泵功率增加，对强化传热的场合，若不能有效控制其形成，许多强化传热措施将变得毫无意义。 

因结垢造成的能源浪费和经济损失是相当严重的。污垢随着时间而逐渐沉积，会带来的消耗有：（1）因结垢而降低了传热速率，若用增加传热面积的办法来解决，无疑将增大设备尺寸；另外，对某些要求连续生产的场合，还需配备相同型号热交换器备用；（2）对腐蚀性介质，需用钛、不锈钢等贵重材料；（3）因结垢严重而停运，可能会造成产品质量下降或停运期间的生产损失；（4）结垢清洗需要各种清洗设备，同时还有化学药剂的消耗；（5）结垢后增加了传热阻力，若用提高温差来增加传热推动力，必然又增加了能力消耗，此外还缩小了流通截面积，使压降增加，泵功率增大；（6）定期维修带来设备和劳力等方面的耗费。总之，热交换器结垢是一个相当复杂的问题，其机理涉及到多门学科，迄今仍是一个尚未彻底解决的问题。 

实用新型内容

为有效解决热交换器的结垢问题，本实用新型打破常规热交换器的构型设计，设计出一种折流结构热交换器、热交换器组及热交换器壳体，并将其与超声波除垢技术结合，能达到防止污垢、泥沙、铁锈附着在热交换器换热面上的目的；进一步优化地，本实用新型还增加了实时监测热交换器运行的监测系统，实时记录和显示换热效率及运行情况，为生产运行提供可靠运行数据，进一步提高了换热效率、降低了能耗，更加环保。 

本实用新型的技术方案如下： 

一种折流高效热交换器，其包括：

波纹折流热交换器壳体，其保证换热介质在所述热交换器壳体内为折流流动；

超声装置，用于产生和传递超声波，其包括互相连接的超声波发生机构和超声波传递振动机构，所述超声波传递振动机构设于所述波纹折流热交换器壳体内。

优选地，所述超声波发生机构包括超声波控制器和换能器，所述超声波控制器与所述换能器连接，所述换能器与所述超声波传递振动机构连接。其中，所述换能器优选为磁致伸缩换能器。这是由于该换能器能长时间连续工作，使超声波持续产生空化效应和涡流，抑制水垢、泥沙、铁锈在热交换器表面上的附着。 

鉴于通常换热介质中大多存在大颗粒杂质，优选该热交换器进一步包括设于热交换器入口的用于过滤大颗粒物质的入口过滤器。当然，在换热介质没有大颗粒杂质时，也可以不设置入口过滤器。 

为了实现本实用新型热交换器的自动控制，优选该热交换器进一步包括换热效率实时监测控制系统，其监测换热器入口和出口处的温度和压力数据，并计算得到换热效率，根据所述换热效率调节所述热交换器的流量，使所述热交换器保持在最佳的换热状态。具体地，所述换热效率实时监测控制系统包括设于换热介质入口和出口处的温度传感器和压力传感器、控制器和设于所述波纹折流热交换器壳体的电动控制阀体，所述控制器与所述温度传感器和压力传感器、电动控制阀体分别连接，所述温度传感器和压力传感器实时或定期采集入口处的温度和压力数据，所述控制器收集所述温度和压力数据，计算并实时显示出换热效率值，并根据需要自动调节所述电动控制阀体，使所述热交换器保持在最佳的换热状态。处于系统操作安全的考虑，所述控制器还设有用于实现密码或密令控制的密令模块，所述密令模块集成于所述控制器上。 

优选地，所述超声波控制器与所述换热效率实时监测控制系统的控制器连接，从而更利于实现该热交换器的整体控制。