穩(wěn)流換熱元件及換熱單元的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及換熱設(shè)備領(lǐng)域，具體而言，涉及一種穩(wěn)流換熱元件及換熱單元。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代工業(yè)中，為了能夠提高能源的利用率，經(jīng)常利用換熱器來(lái)對(duì)工業(yè)中的廢熱進(jìn)行利用。換熱器又稱熱交換器，是一種用于將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體，使流體溫度達(dá)到工藝流程規(guī)定的指標(biāo)的熱量交換設(shè)備。換熱器在廢熱回收利用中應(yīng)用廣泛。而組成換熱器的核心就是換熱單元，換熱單元是換熱器中發(fā)生能量轉(zhuǎn)化的場(chǎng)所，現(xiàn)有的換熱單元結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，換熱器效率低下，為了提高換熱效率，通常采用加大換熱面積，即提高換熱單元的表面積，但是表面積的提高一方面使得換熱器的體積直接增大，提高存放成本，另一方面，制造成本和成型難度也相應(yīng)提高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]有鑒于此，本實(shí)用新型提供了一種穩(wěn)流換熱元件及換熱單元，以改善上述問(wèn)題。
[0004]本實(shí)用新型提供的一種穩(wěn)流換熱元件包括換熱管、翅片和集水箱，多根所述換熱管陣列設(shè)置，每根所述換熱管內(nèi)設(shè)有用于穩(wěn)流的擾流片，所述擾流片的兩側(cè)與所述換熱管的內(nèi)壁連接，所述翅片套設(shè)在所述換熱管外側(cè)，每根所述換熱管的一端插設(shè)在所述集水箱內(nèi)，所述換熱管的另一端為自由端，所述換熱管與所述集水箱內(nèi)連通，所述集水箱遠(yuǎn)離所述換熱管的一側(cè)開設(shè)有兩個(gè)換水口。
[0005]以上所述的穩(wěn)流換熱元件，優(yōu)選地，所述擾流片延伸出所述換熱管，所述擾流片延伸出的長(zhǎng)度為5-15cm。延伸出的擾流片能夠進(jìn)一步的穩(wěn)定換熱介質(zhì)，當(dāng)換熱介質(zhì)從換熱管流入集水箱時(shí)，流道面積的突然變化必然引起換熱介質(zhì)的波動(dòng)，換熱介質(zhì)流動(dòng)不穩(wěn)定，極易產(chǎn)生湍流，消耗過(guò)多換熱介質(zhì)吸收的熱能，而將擾流片延伸出換熱管，能夠使得換熱介質(zhì)在剛出換熱管時(shí)依然受到擾流片的干擾，以層流為主，減少換熱介質(zhì)自身流動(dòng)所消耗的能量，提高穩(wěn)流換熱元件的換熱效率。
[0006]以上所述的穩(wěn)流換熱元件，優(yōu)選地，所述擾流片設(shè)置在所述換熱管插入所述集水箱的一端。經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，換熱管內(nèi)的水流湍流主要集中在換熱管的端部，因此，在換熱管的端部即伸入到集水箱的一端設(shè)置擾流片，便能夠起到極大的穩(wěn)流作用，同時(shí)還能夠節(jié)省大量資源。
[0007]以上所述的穩(wěn)流換熱元件，優(yōu)選地，所述擾流片將所述換熱管的端部均分為兩個(gè)腔體。將換熱管進(jìn)行均分能夠使得換熱管內(nèi)的換熱介質(zhì)流動(dòng)更加穩(wěn)定和均勻。
[0008]以上所述的穩(wěn)流換熱元件，優(yōu)選地，每根所述換熱管的管壁內(nèi)側(cè)設(shè)有兩片螺旋狀的內(nèi)翅片，兩片所述內(nèi)翅片沿所述換熱管的軸心線方向延伸。兩片所述內(nèi)翅片螺旋狀排列，在換熱管內(nèi)沿?fù)Q熱管的內(nèi)壁設(shè)置，兩片螺旋狀的內(nèi)翅片能夠使得流入換熱管內(nèi)的換熱介質(zhì)在內(nèi)翅片的作用下進(jìn)行不斷的旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，由于進(jìn)行換熱時(shí)，熱量的來(lái)源位于換熱管的下方，因此換熱管內(nèi)頂部受熱較少，流水的溫度較低，經(jīng)過(guò)內(nèi)翅片的輔助，使得換熱介質(zhì)發(fā)生旋轉(zhuǎn)，頂部的換熱介質(zhì)流動(dòng)到換熱管的底部，接收大量熱量，進(jìn)行升溫，這樣能夠使得換熱管內(nèi)的換熱介質(zhì)最大化的吸收外界的熱量來(lái)給自身加溫，使得換熱管的換熱效率更高，同時(shí)換熱管內(nèi)的換熱介質(zhì)吸收熱量更加均勻，經(jīng)過(guò)換熱后的水溫也更加均勻。
[0009]以上所述的穩(wěn)流換熱元件，優(yōu)選地，所述集水箱包括扣蓋、蓋板和一端開口的箱體，所述換水口開設(shè)在所述箱體的遠(yuǎn)離開口的一側(cè)，所述蓋板封蓋在所述箱體的開口端，所述扣蓋罩扣在所述蓋板外，所述扣蓋與所述箱體連接，所述蓋板和所述扣蓋上設(shè)有與所述換熱管對(duì)應(yīng)的接口。將集水箱結(jié)構(gòu)拆分，分為扣蓋、蓋板和箱體結(jié)構(gòu)，一方面集水箱的零件結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，便于集水箱生產(chǎn)制造，另一方面，先將換熱管穿過(guò)蓋板進(jìn)行固定，然后再將蓋板和箱體通過(guò)扣蓋進(jìn)行固定，換熱管和集水箱的固定安裝方便，安裝效率高。
[0010]以上所述的穩(wěn)流換熱元件，優(yōu)選地，所述換熱管插設(shè)在所述集水箱的一端穿過(guò)所述蓋板，穿過(guò)所述蓋板的一端套設(shè)有“T”形螺母，所述“T”形螺母與所述換熱管螺紋連接，所述蓋板上設(shè)有與所述“T”形螺母配合的凹口，所述“T”形螺母與所述凹口螺紋連接?！癟”形螺母的內(nèi)外側(cè)均設(shè)有螺紋，“T”形螺母通過(guò)螺紋與蓋板上的凹口配合固定，然后在將換熱管插設(shè)在“T”形螺母內(nèi)，使“T”形螺母套設(shè)在換熱管外，“T”形螺母與換熱管也為螺紋連接，通過(guò)“T”形螺母實(shí)現(xiàn)了換熱管與蓋板的可拆卸連接，采用這種結(jié)構(gòu)能夠替代傳統(tǒng)換熱管與蓋板機(jī)箱的焊接，免除了不同材質(zhì)之間的焊接問(wèn)題，同時(shí)，將連接方式換成了螺紋連接便于對(duì)換熱管進(jìn)行快速安裝和更換，使得穩(wěn)流換熱元件的維護(hù)也更加方便和低廉，當(dāng)穩(wěn)流換熱元件中的某一個(gè)換熱管損壞后，直接進(jìn)行更換即可，不需要對(duì)穩(wěn)流換熱元件整體進(jìn)行更換。
[0011]以上所述的穩(wěn)流換熱元件，優(yōu)選地，所述穩(wěn)流換熱元件還包括加強(qiáng)板，所述加強(qiáng)板開設(shè)多個(gè)與所述換熱管對(duì)應(yīng)的接口，所述加強(qiáng)板套設(shè)在多根所述換熱管的自由端。多根換熱管陣列設(shè)置，換熱管的一端與集水箱連通，另一端為自由端，在實(shí)際制造和使用過(guò)程中，換熱管的自由端結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，容易發(fā)生晃動(dòng)或者受到輕微碰撞后便發(fā)生偏移，影響后續(xù)的安裝和使用，不便于進(jìn)行運(yùn)輸，而在自由端設(shè)置一個(gè)加強(qiáng)板，讓每根的換熱管的自由端均穿過(guò)加強(qiáng)板，加強(qiáng)板設(shè)有開孔，換熱管的自由端便穿過(guò)所述開孔，開孔的位置與集水箱上的換熱管的安裝位置相同，通過(guò)加強(qiáng)板對(duì)換熱管的自由端進(jìn)行固定和限位，使得換熱管的兩端分別通過(guò)集水箱和加強(qiáng)板進(jìn)行夾持固定，使得多根換熱管的固定更加牢固，便于運(yùn)輸。
[0012]以上所述的穩(wěn)流換熱元件，優(yōu)選地，所述換熱管與所述加強(qiáng)板連接的一端設(shè)有用于定位的環(huán)形凸起。換熱管的自由端是穿設(shè)在加強(qiáng)板內(nèi)，因此，在安裝的時(shí)候，如果沒有輔助定位，進(jìn)行加強(qiáng)板的安裝和固定時(shí)，需要進(jìn)行安裝精確的測(cè)量和校準(zhǔn)，安裝效率和安裝精度較低，在換熱管上設(shè)置環(huán)形凸起后，加強(qiáng)板套設(shè)在換熱管的時(shí)候，受到換熱管上的環(huán)形凸起的限位作用，只需將加強(qiáng)板推動(dòng)到環(huán)形凸起的位置的時(shí)候，再進(jìn)行加強(qiáng)板的安裝和固定工作，大大提高了加強(qiáng)板的安裝效率和安裝精度。
[0013]以上所述的穩(wěn)流換熱元件，優(yōu)選地，所述穩(wěn)流換熱元件還包括螺母扣，所述換水口的外側(cè)設(shè)有外螺紋，所述螺母扣內(nèi)側(cè)設(shè)有與所述外螺紋對(duì)應(yīng)的內(nèi)螺紋，所述螺母扣罩扣在所述換水口上且與所述換水口螺紋連接。設(shè)置在換水口上的螺母扣，能夠起到罩扣的作用，通過(guò)螺母扣能夠大大簡(jiǎn)化穩(wěn)流換熱元件與水管的連接，將水管的一端穿過(guò)螺母扣，然后套設(shè)在換水口外，這樣，水管就夾在了螺母扣與換水口之間，旋擰螺母扣，隨之螺母扣與換水口之間的螺紋連接的旋擰，螺母扣與換水口之間更加緊密，對(duì)水管的端部夾持也更加牢固，實(shí)現(xiàn)了水管與換水口的對(duì)接，采用這種固定水管結(jié)構(gòu)，較傳統(tǒng)的固定結(jié)構(gòu)，固定速度更加快速，同時(shí)拆卸和安裝都更加方便，大大提高了安裝效率。
[0014]本實(shí)用新型還提供了一種換熱單元，包括換水管和以上所述的穩(wěn)流換熱元件，所述穩(wěn)流換熱元件包括第一穩(wěn)流換熱元件和第二穩(wěn)流換熱元件，第一穩(wěn)流換熱元件的自由端與第二穩(wěn)流換熱元件的自由端對(duì)接，第一穩(wěn)流換熱元件的換熱管與第二穩(wěn)流換熱元件的換熱管一一對(duì)應(yīng)連通，換水管的兩端分別與第一穩(wěn)流換熱元件的換水口連通。此種換熱單元，采用第一穩(wěn)流換熱元件和第二穩(wěn)流換熱元件進(jìn)行組合形成換熱單元，換熱介質(zhì)流經(jīng)第一穩(wěn)流換熱元件再經(jīng)過(guò)第二穩(wěn)流換熱元件，然后經(jīng)過(guò)第一穩(wěn)流換熱元件的換水管，進(jìn)行回流，在第一穩(wěn)流換熱元件和第二穩(wěn)流換熱元件進(jìn)行換熱，此種換熱單元安裝更加容易和方便，同時(shí)換熱效率更高，尤其適用于大型場(chǎng)地?fù)Q熱。
[0015]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型提供的穩(wěn)流換熱元件及換熱單元包括以下有益效果:其中，本實(shí)用新型提供的穩(wěn)流換熱元件通過(guò)換熱管進(jìn)行換熱，集水箱與換熱管連接，換熱介質(zhì)在換熱管內(nèi)進(jìn)行換熱，