[实用新型]管壳式水凝固热交换器

说明书

本实用新型公开了一种管壳式水凝固热交换器，属于热交换器技术领域，所述热交换器的内部分为依次设置的冷媒进入腔、热交换腔及冷媒流出腔；所述冷媒进入腔上连通有冷媒进口；所述热交换腔上连通有低温热源进口及低温热源出口，所述热交换腔内设有换热管束及超声波振动棒，所述换热管束的两端分别与冷媒进入腔及冷媒流出腔连通；所述冷媒流出腔上连通有冷媒出口。本实用新型示例的管壳式水凝固热交换器，该热交换器结构简单、能耗较低，可持续的提取地表水的潜热并且在换热过程中换热管上产生的冰层可以及时清除，使系统不间断的与地表水源进行热量交换。

技术领域

本实用新型涉及换热器技术领域，特别是涉及管壳式水凝固热交换器。

背景技术

在供热需求较大的寒冷和严寒地区，受自然规律限制，冬季，我国中部及以北地区大部分地表水面封冻，冰面以下的浅层水已接近冰点，在冰点0℃以上已没有降温取热空间，相对于有限显热，环境水中还存在着巨大凝固潜热，水释放的凝固热可达相同水量降温1℃放热量的80倍，提取一吨水的凝固热，大约可获得燃烧27Kg煤的有效热能，并减排二氧化碳80Kg。

吸收水的凝固潜热最大难点在水释放潜热、形成的冰层将固结在热交换器的表面。冰层增大了热交换器热阻，使换热效率下降。冰层越厚，效率下降越多。要持续、高效利用水的潜热，就需要采用便捷、可靠、高效的除冰的方法。现阶段主要的除冰方式一类是利用热量融冰、除冰；例如一种电加热除冰，电加热丝缠绕在表面，当热交换器正常工作时，电加热丝不加热，当热交换器表面结冰超过一定厚度时，需要停止制冷系统循环，开启电加热，使冻结在热交换器表面的冰层融化以达到融冰、除冰的目的，这种除冰方式存在除冰效率低的问题。另一类是采用机械式除冰；例如螺旋刮削式，但是在使用过程中，需要低转速，高扭矩的驱动电机，系统结构复杂，并且刮片极易磨损，需要频繁更换刮片。

在工程实际中，热源水中多含有泥沙、微生物等，随着泥沙沉积、微生物生长，热交换器换热能力会逐渐衰减。这些都增大了系统能耗及系统维护工作量、降低了系统运行稳定性。

实用新型内容

为了解决上述现有技术中的不足，本实用新型的目的是提供一种管壳式水凝固热交换器，该热交换器结构简单、能耗较低，可持续的提取地表水的潜热，采用换热管外走低温热源，管内走冷媒的方式，使冰层在管外形成并通过超声波及时清除，从而解决除冰困难的问题，另外，采用铜制的、内部设有内螺纹的换热管束，可进一步提高换热效率。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案为：

提供了管壳式水凝固热交换器，所述热交换器为管壳式结构，其内部分为依次设置的冷媒进入腔、热交换腔及冷媒流出腔；所述冷媒进入腔上连通有冷媒进口；所述热交换腔上连通有低温热源进口及低温热源出口，所述热交换腔内设有换热管束及超声波振动棒，所述换热管束的两端分别与冷媒进入腔及冷媒流出腔连通；所述冷媒流出腔上连通有冷媒出口。

进一步的，所述热交换器包括热交换器本体及分别连接在热交换器本体两端的第一端盖及第二端盖，所述热交换本体内部的空间即为热交换腔，所述第一端盖内部的空间即为冷媒进入腔，所述第二端盖内部的空间即为冷媒流出腔。

进一步的，所述冷媒进入腔与热交换腔之间设有第一挡水板，所述热交换腔与冷媒流出腔之间设有第二挡水板，所述换热管束的一端连接在第一挡水板上并与冷媒进入腔连通，另一端连接在第二挡水板上并与冷媒流出腔连通。

进一步的，所述热交换器本体的内侧面上设有环向分声波反射板。

进一步的，所述换热管束为内部设有螺纹的铜管。

进一步的，所述换热管束上下交错分布。

进一步的，所述超声波振动棒位于热交换腔的中心位置。

进一步的，所述第二挡水板上的外侧面位于超声波振动棒处设有预留通道，所述超声波振动棒依次穿过第二端盖、预留通道及第二挡水板并与第二挡水板丝接。