[发明专利]一种声波除垢的圆弧形封闭式结构的换热器

说明书

技术领域

本发明属于换热器领域，尤其涉及具有除垢功能的换热器。

背景技术

石化、炼油、钢铁、火电等许多企业,在生产过程中大量使用冷却和循环水以进行热交换。热交换器和连通其它装置的管道，由于水中存在的多种酸、碱、盐离子和其他有机杂质，在高热状态下很容易在其内壁形成结垢，垢层越积越厚，使热交换效率大大降低，对热能造成很大浪费。另外，结垢对热交换器的安全生产造成严重威胁。所以必须定期对热交换器和管道进行除垢。目前普遍采用的方法是人工或化学清洗。化学清洗是在循环和冷却水中加入化学试剂，通过化学反应将污垢剥离。这种方法的缺点是：①造成循环、冷却水的二次污染，②清洗成本高。人工清洗更是费工费时，且效率低下。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种防垢的翅片管换热器。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种声波除垢的圆弧形封闭式结构的换热器，包括上集管、下集管和连接上集管和下集管的翅片管，所述翅片管包括圆形基管和第一翅片、第二翅片，第一翅片和第二翅片设置在基管的外部并且第一翅片和第二翅片的延长线相交于基管的圆心所在的基管的中心轴线，第一翅片和第二翅片沿着通过基管中心轴线的第一平面镜像对称；所述翅片管包括第三翅片和第四翅片，所述第三翅片、第四翅片沿着第二平面分别与第一翅片和第二翅片镜像对称，所述第二平面与第一平面垂直而且经过基管的中心轴线；所述第一翅片和第二翅片之间设置第一连接片，所述第三翅片和第四翅片之间设置第二连接片，第一连接片和第二连接片为圆弧型金属板；第一翅片、第二翅片与相邻翅片管的第三翅片和第四翅片形成空间；所述圆弧形金属板的圆心所在的中心轴线与基管的中心轴线重合；所述基管为直管，所述相邻的基管的中心轴线互相平行；相邻基管的第一翅片互相平行。

所述第一翅片和第二翅片之间的夹角为A，第一翅片和第二翅片的长度为L，基管的外半径为R，沿着基管轴向上的翅片高度H，上述四者的关系满足如下公式：

Sin(A/2)=a*(L/R)²+b*(L/R)+c

H/(R*10)=e*Sin(A/2)²-f*Sin(A/2)+h其中，A单位为角度，60°<A<110°,

L的尺寸为mm，12mm<L<80mm,

R的单位为mm，10mm<R<80mm,

H的单位为mm，800mm<R<1200mm,

a、b、c、e、f、h为系数，a的范围为0.04-0.042，b的范围为0.266-0.28,c的范围为0.36-0.37，e的范围为21-23，f的范围是44-45，h是23-25。

参数的最佳结果为：a为0.0412,b为0.02715，c为0.03628，e为22，f为44.37，h为23.86。

作为一个优选，相邻基管中心轴线之间的距离为S=d*（L+R）*sin(A/2)，其中d为1.1-1.2。

d的优化结果是1.118。

所述基管和翅片的材料是铝合金，所述铝合金的组分的质量百分比如下：3.0％Cu，1.9％Mg，1.6％Ag，0.6％Mn，0.25％Zr，0.3％Ce，0.23％Ti，0.38％Si，其余为Al。

所述基管的管内部设置防腐层，基管的外部涂覆耐磨层，防腐层、基管以及耐磨层的热膨胀系数依次增加。

所述换热器还包括控制系统，所述控制系统根据室内温度控制进入换热器中水的流速。

所述控制系统包括：温度传感器、流量控制器和中央控制器，流量控制器控制进入换热器的流速；所述温度传感器用于测量室内温度，当室内温度达到第一温度时，中央控制器控制流量控制器达到第一流速，当室内温度达到高于第一温度的第二温度时，中央控制器控制流量控制器达到低于第一流速的第二流速，当室内温度达到高于第二温度的第三温度时，中央控制器控制流量控制器达到低于第二流速的第三流速，当室内温度达到高于第三温度的第四温度时，中央控制器控制流量控制器达到低于第三流速的第四流速；当室内温度达到高于第四温度的第五温度时，中央控制器将流量控制器关闭，阻止水进入换热器。

所述防腐层由如下成分组成：

片状锌粉8.3％，氧化铝为8％，硼酸为7.3％，丙烯酸为0.7％，润湿分散剂为0.4％，增稠剂为0.15％，消泡剂为0.23％，余量的水。

所述润湿分散剂为平平加系列中的SA-20，所述的增稠剂选用羟乙基纤维素；所述的消泡剂选用磷酸三丁酯。