本發(fā)明涉及一種換熱器，特別是一種管殼式換熱器及其管殼式換熱器組。

背景技術(shù)：

換熱器是一種在不同溫度的兩種或兩種以上流體間實(shí)現(xiàn)物料之間熱量傳遞的節(jié)能設(shè)備，是使熱量由溫度較高的流體傳遞給溫度較低的流體，使流體溫度達(dá)到流程規(guī)定的指標(biāo)，以滿足工藝條件的需要，同時(shí)也是提高能源利用率的主要設(shè)備之一。

管殼式換熱器主要有殼體、管束和管板等部分組成，殼體呈圓筒形，內(nèi)部裝有相平行的管束，管束兩端固定于管板上。在管殼式換熱器內(nèi)進(jìn)行換熱的兩種流體，一種在管束內(nèi)流動(dòng)，其流動(dòng)通道為管程；另外一種流體在殼體內(nèi)部和管束外流動(dòng)，其流動(dòng)空間為殼程。管板的設(shè)置可以提高管外流體的傳熱系數(shù)。但是，其內(nèi)部的換熱管的排布使得換熱面積受到局限，換熱效率有待提高。而且，管殼式換熱器多為金屬結(jié)構(gòu)，容易受到腐蝕并產(chǎn)生滲漏。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供管殼式換熱器，以提高換熱效率。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種管殼式換熱器，包括外殼、多根換熱管、一根中心集流管和一根外圍集流管，多根所述換熱管的一端分別與所述中心集流管連接并分別圍繞所述中心集流管螺旋盤繞形成多個(gè)盤管，多根所述換熱管的另一端分別與所述外圍集流管連接；所述換熱管和中心集流管位于所述外殼內(nèi)，所述外圍集流管位于所述外殼外。

作為優(yōu)選，多個(gè)所述盤管沿所述中心集流管的軸向的間距相等且相平行，相鄰兩所述盤管之間的距離為所述換熱管直徑的1倍-5倍。

作為優(yōu)選，所述中心集流管和所述外圍集流管之間還設(shè)置有卡條，所述卡條上開設(shè)有分別與各所述換熱管相對(duì)應(yīng)以使所述換熱管卡入其內(nèi)的卡口。

作為優(yōu)選，所述卡條與所述中心集流管平行并且兩所述卡條之間的所述換熱管的長(zhǎng)度相等。

作為優(yōu)選，所述換熱管的直徑為6mm-20mm，所述中心集流管和所述外圍集流管的直徑均為50mm-150mm；所述中心集流管、所述外圍集流管和所述換熱管均由高分子材料或金屬材料制成，所述外殼由進(jìn)行過防腐處理的碳鋼材料制成。

一種管殼式換熱器，包括外殼、換熱管、中心集流管和外圍集流管，所述換熱管為多根，所述中心集流管和所述外圍集流管均為兩根，各所述換熱管的一端交替的分別與兩根所述中心集流管連接，另一端交替的分別與兩根所述外圍集流管連接，且與同一根所述中心集流管連接的換熱管的另一端也連接到同一根所述外圍集流管上，多根所述換熱管分別圍繞所述中心集流管螺旋盤繞形成多個(gè)盤管，所述換熱管和中心集流管位于所述外殼內(nèi)，所述外圍集流管位于所述外殼外。

作為優(yōu)選，相鄰兩個(gè)所述盤管沿所述中心集流管的軸向的間距相等且平行相鄰兩所述盤管之間的距離為所述換熱管直徑的1倍-5倍。

作為優(yōu)選，所述中心集流管和所述外圍集流管之間還設(shè)置有卡條，所述卡條上開設(shè)有分別與各所述換熱管相對(duì)應(yīng)以使所述換熱管卡入其內(nèi)的卡口。

作為優(yōu)選，所述卡條與所述中心集流管平行并且兩所述卡條之間的所述換熱管的長(zhǎng)度相等。

一種管殼式換熱器組，包括多塊盲板、殼體和管殼式換熱器，多塊所述盲板架設(shè)在所述殼體內(nèi)以形成多個(gè)獨(dú)立的區(qū)域，每個(gè)所述區(qū)域內(nèi)分別設(shè)置一個(gè)所述管殼式換熱器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的管殼式換熱器的有益效果在于：多根換熱管的一端與中心集流管相連并分別圍繞中心集流管螺旋盤繞，殼程內(nèi)的流體與中心集流管內(nèi)的流體平行流動(dòng)，使得換熱流體之間形成正交螺旋換熱，增加換熱面積，提高換熱效率；中心集流管與外圍集流管均為兩根時(shí)，各換熱管的一端交替的分別與兩中心集流管連接，使得換熱面積進(jìn)一步增加，提高換熱效率；外殼采用進(jìn)行過防腐處理的碳鋼材料制成，解決了腐蝕與滲漏的問題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的實(shí)施例一的管殼式換熱器的主視圖；

圖2為圖1的A-A剖面圖；

圖3為本發(fā)明的實(shí)施例一的管殼式換熱器的集流管與換熱管的連接示意圖；

圖4為本發(fā)明的實(shí)施例一的管殼式換熱器的卡條與換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明的實(shí)施例一的管殼式換熱器的卡條與換熱器的連接示意圖；

圖6為本發(fā)明的實(shí)施例二的管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為圖6的B-B剖面圖；

圖8為本發(fā)明的管殼式換熱器組的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：1-外殼；2-卡條；3-外圍集流管；4-中心集流管；5-換熱管；6-卡口；31-第一中心集流管；32-第二中心集流管；41-第一外圍集流管；42-第二外圍集流管；7-管殼式散熱器；8-殼體；9-盲板。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

實(shí)施例一：

如圖1和圖2所示，本發(fā)明的管殼式換熱器包括外殼1、多根換熱管5、一根中心集流管4和一根外圍集流管3，換熱管5的直徑為6mm-20mm，中心集流管4和外圍集流管3的直徑均為50mm-150mm，中心集流管4和外圍集流管3的直徑大于換熱管5的直徑。

多根換熱管5的一端分別與中心集流管4連接并分別圍繞中心集流管4螺旋盤繞形成多個(gè)盤管，多根換熱管5的另一端分別與外圍集流管3連接。多根換熱管5形成的多個(gè)盤管沿中心集流管4的軸向的間距相等且相互平行，相鄰兩個(gè)盤管之間的距離為換熱管5直徑的1倍-5倍。

換熱管5、中心集流管4和外圍集流管3均由同種材料制成，如高分子材料(例如，PPR(無規(guī)共聚聚丙烯)或聚四氟乙烯)或金屬材料(例如，雙相不銹鋼)。如圖3所示，當(dāng)換熱管5、中心集流管4和外圍集流管3由高分子材料制成時(shí)，采用熱熔焊接的方法將換熱管5與中心集流管4和外圍集流管3連接。

如圖4和圖5所示，中心集流管4和外圍集流管3之間還設(shè)置有卡條2，卡條2上開設(shè)有分別與各換熱管5相對(duì)應(yīng)以使換熱管5卡入其內(nèi)的卡口6?？l2的材料與換熱管5的材料相同?？?形狀類似于Ω，卡口6的進(jìn)口的最小距離稍小于換熱管5的直徑，從而保證卡入卡口6的換熱管5不容易從卡口6躥出?？?還具有容納換熱管5的腔。當(dāng)將換熱管5卡入卡口6時(shí)，稍用力即可將換熱管5從進(jìn)口壓入卡口6的容納換熱管5的腔內(nèi)。為了方便的將換熱管5壓入卡口6，卡口6的進(jìn)口遠(yuǎn)離腔的那側(cè)的距離稍大于換熱管5的直徑。卡條2與中心集流管4平行并且兩卡條2之間的換熱管5的長(zhǎng)度相等，即，當(dāng)換熱管5螺旋盤繞成盤管后，兩卡條2之間的盤管的弧長(zhǎng)相等。由于卡條2固定多根換熱管5之間的距離，從而避免盤繞過程中換熱管5的間距偏移。采用同一種卡條2，使得形成盤管后，同一盤管上的各同心圓換熱管之間的間距相等。卡條2起到支撐換熱管5的作用，并避免了換熱管長(zhǎng)度過長(zhǎng)造成的坍塌危險(xiǎn)。

換熱管5和中心集流管4位于外殼1內(nèi)，外圍集流管3位于外殼1外。外殼1由進(jìn)行過防腐處理的碳鋼材料制成。外殼1整體為一圓筒形。

本說明書中，流體從集流管流入換熱管過程中，所流過的集流管統(tǒng)稱為進(jìn)口集流管，流體從換熱管流入集流管過程中，所流過的集流管統(tǒng)稱為出口集流管。中心集流管4如果作為進(jìn)口集流管時(shí)，外圍集流管3則作為出口集流管；如果中心集流管4作為出口集流管時(shí)，外圍集流管3則作為進(jìn)口集流管。進(jìn)口集流管、換熱管5和出口集流管形成管程，外殼1內(nèi)與換熱管5和進(jìn)口集流管外的部分形成殼程，殼程流體在平行于進(jìn)口集流管的方向流動(dòng)，從而管程中的流體與殼程中的流體流動(dòng)方向形成正交且呈螺旋形，換熱效率高。

實(shí)施例二：

如圖6和圖7所示，本發(fā)明公開了另一種管殼式換熱器，其包括外殼1、換熱管5、中心集流管和外圍集流管，換熱管5為多根，中心集流管和外圍集流管均為兩根。中心集流管包括第一中心集流管31和第二中心集流管32。外圍集流管包括第一外圍集流管41和第二外圍集流管42。各換熱管5的一端交替的分別與兩根中心集流管連接，另一端交替的分別與兩根外圍集流管連接，且與同一根中心集流管連接的換熱管5的另一端也連接到同一根外圍集流管上，多根換熱管5分別圍繞中心集流管螺旋盤繞形成多個(gè)盤管。

與中心集流管連接的多根換熱管5中，從一端到另一端順序排列為第一根換熱管、第二根換熱管……。如果第一根換熱管5的一端與第一中心集流管31相連，另一端與第一外圍集流管41相連，則第二根換熱管5的一端與第二中心集流管32相連，另一端與第二外圍集流管42相連。按此順序，排序?yàn)閱螖?shù)的換熱管5的兩端分別與第一中心集流管31和第一外圍集流管41相連，排序?yàn)殡p數(shù)的換熱管5的兩端分別與第二中心集流管41和第二外圍集流管42相連。

本實(shí)施例的卡條的設(shè)置與上述實(shí)施例一中的卡條設(shè)置相同，相鄰兩個(gè)盤管沿中心集流管的軸向的間距相等且平行相鄰兩盤管之間的距 離為換熱管5直徑的1倍-5倍。兩根中心集流管和兩根外圍集流管的設(shè)置，使得制造更加方便，各平行盤管之間的距離能夠盡量縮小，從而使得換熱管5設(shè)置的盡量緊密，從而增大換熱面積，提高換熱效率。

換熱管5和中心集流管位于外殼1內(nèi)，外圍集流管位于外殼1外。

中心集流管既可以作為進(jìn)口集流管也可以作為出口集流管，當(dāng)中心集流管作為進(jìn)口集流管時(shí)，與中心集流管對(duì)應(yīng)的外圍集流管則作為出口集流管，當(dāng)中心集流管作為出口集流管時(shí)，與中心集流管對(duì)應(yīng)的外圍集流管則作為進(jìn)口集流管。例如，第一流體從作為進(jìn)口集流管的第一中心集流管31流入，經(jīng)過換熱管5后從作為出口集流管的第一外圍集流管41流出，第二流體從作為進(jìn)口集流管的第二外圍集流管42流入，經(jīng)過換熱管5后從作為出口集流管的第二中心集流管41流出。殼程流體從平行于中心集流管的方向流動(dòng)，作為管程流體的第一流體和第二流體與殼程流體進(jìn)行熱交換。如果第一流體為冷水，第二流體為熱水，殼程流體為煙氣，煙氣的溫度均高于冷水和熱水的溫度，煙氣與冷水和熱水進(jìn)行熱交換，由于局部紊流的出現(xiàn)，使得換熱效率提高。

本發(fā)明還公開了一種管殼式換熱器組，包括多塊盲板9、殼體8和上述實(shí)施例一和/或?qū)嵤├墓軞な綋Q熱器7，多塊盲板9架設(shè)在殼體8內(nèi)以形成多個(gè)獨(dú)立的區(qū)域，每個(gè)所述區(qū)域內(nèi)分別設(shè)置一個(gè)管殼式換熱器7。如圖8所示，多塊盲板9將殼體8分隔成均勻的16個(gè)獨(dú)立的區(qū)域，橫向4排，縱向4列，每個(gè)獨(dú)立的區(qū)域內(nèi)設(shè)置一個(gè)管殼式換熱器7，管殼式換熱器7可選擇為上述實(shí)施例一的管殼式換熱器，也可選擇為上述實(shí)施例二的管殼式換熱器。同一個(gè)管殼式換熱器組中，可以是包含只有一種上述的實(shí)施例一的管殼式換熱器或?qū)嵤├墓軞な綋Q熱器，也可以是包含兩種上述實(shí)施例一的管殼式換熱器和實(shí)施例二的管殼式換熱器。其中，殼體8和盲板9均由經(jīng)過防腐處理的碳鋼材料制成。

以上實(shí)施例僅為本發(fā)明的示例性實(shí)施例，不用于限制本發(fā)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本發(fā)明的 實(shí)質(zhì)和保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本發(fā)明做出各種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應(yīng)視為落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。