殼管換熱器防凍的方法與殼管換熱器

《殼管換熱器防凍的方法與殼管換熱器》涉及機械技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種殼管換熱器防凍的方法與殼管換熱器 。

2009年前的空調(diào)機組的換熱器多采用殼管換熱器，這種換熱器在溫度較低的環(huán)境下例如在冬季運行時如果沒有及時將其中的水排出，則可能被凍裂。另外，如果冷媒換熱過大，使冷凍水的溫度過低，也有可能導(dǎo)致殼管換熱器被凍裂。

針對技術(shù)中的殼管換熱器在溫度較低的環(huán)境下運行或者冷媒換熱過大的情況下運行時可能被凍裂的問題，尚未提出有效的解決方案 。

此處所說明的附圖用來提供對《殼管換熱器防凍的方法與殼管換熱器》的進一步理解，構(gòu)成該申請的一部分，《殼管換熱器防凍的方法與殼管換熱器》的示意性實施例及其說明用于解釋《殼管換熱器防凍的方法與殼管換熱器》，并不構(gòu)成對《殼管換熱器防凍的方法與殼管換熱器》的不當限定。在附圖中：

圖1是根據(jù)《殼管換熱器防凍的方法與殼管換熱器》實施例中的殼管換熱器防凍的方法流程圖；

圖2是根據(jù)《殼管換熱器防凍的方法與殼管換熱器》實施例中的殼管換熱器防凍的另一種方法流程圖；

圖3是根據(jù)《殼管換熱器防凍的方法與殼管換熱器》實施例中的殼管換熱器防凍的第三種方法流程圖；

圖4是根據(jù)《殼管換熱器防凍的方法與殼管換熱器》實施例中的判斷殼管換熱器內(nèi)是否有水的流程圖；

圖5是根據(jù)《殼管換熱器防凍的方法與殼管換熱器》實施例中的殼管換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖 。

2020年7月14日，《殼管換熱器防凍的方法與殼管換熱器》獲得第二十一屆中國專利獎優(yōu)秀獎 。2100433B

需要說明的是，在不沖突的情況下，該申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明《殼管換熱器防凍的方法與殼管換熱器》。

圖1是根據(jù)《殼管換熱器防凍的方法與殼管換熱器》實施例中的殼管換熱器防凍的方法流程圖。

如圖1所示，通過步驟S102至步驟S106來實現(xiàn)殼管換熱器防凍，具體說明如下：

步驟S102：檢測殼管換熱器的溫度?？梢圆捎秒娮铚囟葌鞲衅鱽磉M行溫度檢測。

步驟S104：判斷殼管換熱器的溫度是否小于設(shè)定的防凍溫度。這里的防凍溫度意義是，如果殼管換熱器的溫度小于防凍溫度，則有可能引起殼管換熱器內(nèi)部的水凍結(jié)。在該步驟中，如圖中所示，在殼管換熱器的溫度小于防凍溫度的情況下，轉(zhuǎn)入步驟S106，否則轉(zhuǎn)入步驟S108。

步驟S106：開啟安裝在殼管上的電加熱器。該實施例中，在2009年的殼管換熱器上安裝電加熱器，以便在需要的情況下將其開啟以加熱殼管換熱器。

步驟S108：保持殼管換熱器當前狀態(tài)。也就是不開啟安裝在殼管換熱器上的電加熱器。

在一些情況下，殼管換熱器內(nèi)可能沒有水，此時即使殼管溫度低于防凍溫度也無需對其進行加熱，但是在這種情況下，可以看出根據(jù)圖1所示的步驟，有可能在殼管換熱器內(nèi)沒有水但其溫度低于防凍溫度時啟動電加熱器，從而造成對殼管換熱器的“干燒”。為了避免這種情況的發(fā)生，該實施例中采用圖2所示的步驟。

圖2是根據(jù)《殼管換熱器防凍的方法與殼管換熱器》實施例中的殼管換熱器防凍的另一種方法流程圖。

在圖2中，從步驟S106之后進入步驟S202，在圖1流程的基礎(chǔ)上作了進一步處理。

步驟S202：判斷殼管換熱器內(nèi)是否有水。在該步驟中，殼管換熱器內(nèi)如果有水，則轉(zhuǎn)入步驟S204，否則轉(zhuǎn)入步驟S206。

步驟S204：保持安裝在殼管換熱器上的電加熱器的開啟狀態(tài)。因為在步驟S106中開啟了安裝在殼管換熱器上的電加熱器，所以在步驟S204中保持該電加熱器的開啟狀態(tài)。在該步驟中還可以開啟水泵，以增強殼管換熱器內(nèi)部水的循環(huán)，以達到水的較快整體受熱以及防止凍結(jié)的效果。

步驟S206：關(guān)閉安裝在殼管換熱器上的電加熱器。顯然如果殼管換熱器中沒有水就無需再對其進行加熱，所以在該步驟中關(guān)閉電加熱器以免造成“干燒”。

在有些情況下使用電加熱可能還不足以使殼管換熱器中的水溫升高至防凍溫度以上，此時需采取進一步措施，具體步驟如圖3所示。

圖3是根據(jù)《殼管換熱器防凍的方法與殼管換熱器》實施例中的殼管換熱器防凍的第三種方法流程圖。

在圖3中，從步驟S204之后進入步驟S302，在圖2流程的基礎(chǔ)上作了進一步處理。

步驟S302：判斷殼管換熱器內(nèi)水的溫度是否低于防凍溫度，若是，則轉(zhuǎn)入步驟S304，否則轉(zhuǎn)入步驟S206，即關(guān)閉安裝在殼管換熱器上的電加熱器。

步驟S304：判斷殼管換熱器內(nèi)水的溫度是否繼續(xù)降低，若否，則進入步驟S204，即保持電加熱器的開啟，若是，則進入步驟S306。

步驟S306：將殼管換熱器所在的機組的運行狀態(tài)設(shè)置為制熱運行。在該步驟中，還可以保持電加熱器的開啟以及水泵的開啟。

步驟S308：判斷殼管換熱器內(nèi)水的溫度是否繼續(xù)降低。若是，則進入步驟S312，即保持機組運行狀態(tài)，還可以保持電加熱器的開啟以及水泵的開啟；否則進入S310。

步驟S310：機組退出制熱運行。在該步驟中，根據(jù)殼管換熱器內(nèi)水的溫度，也可以在一段時間后按實際情況關(guān)閉電加熱器。對于殼管換熱器內(nèi)水的溫度的檢測是持續(xù)進行，在步驟S310之后還可以根據(jù)該溫度的檢測結(jié)果，選擇圖1、圖2以及圖3中的步驟進行處理。例如在機組制熱運行一段時間后，殼管換熱器內(nèi)水的溫度達到防凍溫度以上，此時可以使機組退出制熱運行并且關(guān)閉電加熱器。在一段時間后，根據(jù)殼管換熱器內(nèi)水的溫度檢測結(jié)果，從步驟S104開始執(zhí)行各個步驟。所以步驟S310之后可以進入步驟S104，如圖3中所示。

在步驟S202中，對殼管換熱器內(nèi)是否有水進行了判斷。在實現(xiàn)中，對于殼管換熱器內(nèi)是否有水，可以有多種判斷方法，在該實施例中，在電加熱器開啟之后，如果殼管換熱器的溫度升高的速率大于設(shè)定值，則說明其中并沒有水，否則會由于水的比熱較大而使得溫度升高得較慢。所以如果殼管換熱器某一處的溫度升高的速率小于設(shè)定值，則說明殼管內(nèi)有水。如果對殼管換熱器的多個位置進行溫度檢測，這些位置的溫度升高速率均小于設(shè)定值，則說明殼管換熱器內(nèi)有水，以檢測殼管換熱器3個位置為例，圖4示出了判斷殼管換熱器內(nèi)是否有水的流程，從該流程可以看出，對殼管換熱器的多個位置進行溫度檢測，能夠使得當殼管內(nèi)的水較少時并不開啟電加熱器，而在水較多時才開啟電加熱器。

圖5是該實施例中的殼管換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖5所示，該實施例中的殼管換熱器50包含有感溫包51和電加熱器52，感溫包51和電加熱器52可以是多只，圖中示出了二者各為3只的情形。感溫包51用于檢測殼管換熱器50的溫度，電加熱器用于加熱殼管換熱器50。在實現(xiàn)中可以顯示出殼管換熱器50的溫度，由人工參照該實施例的方法來進行電加熱器的開啟和關(guān)閉、水泵的開啟和關(guān)閉以及殼管換熱器所在機組制熱運行等操作，也可以利用2009年的邏輯控制元件來制作控制器來實現(xiàn)對電加熱器及其所在機組以及水泵的控制。

控制器可以判斷感溫包51檢測得到的溫度是否小于設(shè)定的防凍溫度，以及在該溫度小于防凍溫度的情況下開啟電加熱器52。防凍溫度的設(shè)定值可以保存在控制器內(nèi)的存儲元件中。

控制器也可以判斷感溫包51檢測到的溫度值的升高速率是否小于設(shè)定值，在該速率不小于設(shè)定值的情況下關(guān)閉電加熱器52。

如果殼管換熱器50包含有多個感溫包51，那么控制器還可以判斷多個感溫包51檢測到的溫度值的升高速率是否都小于設(shè)定值，若是，則開啟電加熱器52并且判斷多個感溫包51檢測到的溫度值是否繼續(xù)降低，若繼續(xù)降低則控制殼管換熱器50所在的機組進入制熱運行狀態(tài)。

從以上的描述中可以看出，應(yīng)用該實施例的技術(shù)方案，檢測殼管換熱器的溫度，并在該溫度小于設(shè)定的防凍溫度的情況下，開啟安裝在殼管換熱器上的電加熱器，從而避免殼管換熱器被凍裂。另外，為了避免殼管換熱器內(nèi)沒有水時造成“干燒”，該實施例中還對殼管換熱器內(nèi)是否有水進行了判斷，在無水時不進行電加熱，從而保證設(shè)備安全并節(jié)約能源。

顯然，該領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的《殼管換熱器防凍的方法與殼管換熱器》的各模塊或各步驟可以用通用的計算裝置來實現(xiàn)，它們可以集中在單個的計算裝置上，或者分布在多個計算裝置所組成的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計算裝置可執(zhí)行的程序代碼來實現(xiàn)，從而，可以將它們存儲在存儲裝置中由計算裝置來執(zhí)行，或者將它們分別制作成各個集成電路模塊，或者將它們中的多個模塊或步驟制作成單個集成電路模塊來實現(xiàn)。這樣，《殼管換熱器防凍的方法與殼管換熱器》不限制于任何特定的硬件和軟件結(jié)合。

以上所述僅為《殼管換熱器防凍的方法與殼管換熱器》的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制《殼管換熱器防凍的方法與殼管換熱器》，對于該領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，《殼管換熱器防凍的方法與殼管換熱器》可以有各種更改和變化。凡在《殼管換熱器防凍的方法與殼管換熱器》的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在《殼管換熱器防凍的方法與殼管換熱器》的保護范圍之內(nèi) 。

殼管換熱器防凍的方法與殼管換熱器專利目的

《殼管換熱器防凍的方法與殼管換熱器》的目的在于給出一種殼管換熱器防凍的方法和殼管換熱器，以解決2009年技術(shù)中殼管換熱器在溫度較低的環(huán)境下運行或者冷媒換熱過大的情況下運行時可能被凍裂的問題 。

殼管換熱器防凍的方法與殼管換熱器技術(shù)方案

為解決上述技術(shù)問題，根據(jù)《殼管換熱器防凍的方法與殼管換熱器》的一個方面，提出了一種殼管換熱器防凍的方法

《殼管換熱器防凍的方法與殼管換熱器》的殼管換熱器防凍的方法包括：檢測殼管換熱器的溫度；在所述溫度小于設(shè)定的防凍溫度的情況下，開啟安裝在殼管換熱器上的電加熱器。

優(yōu)選地，所述開啟安裝在殼管換熱器上的電加熱器之后還包括：判斷所述殼管換熱器內(nèi)是否有水；在所述殼管換熱器內(nèi)有水的情況下，判斷所述殼管換熱器內(nèi)水的溫度是否繼續(xù)降低；在所述殼管換熱器的溫度繼續(xù)降低的情況下，將所述殼管換熱器所在機組的運行狀態(tài)設(shè)置為制熱運行。

優(yōu)選地，在所述殼管換熱器內(nèi)沒有水的情況下，關(guān)閉所述電加熱器。

優(yōu)選地，所述判斷所述殼管換熱器內(nèi)是否有水包括：判斷殼管換熱器上任一位置的溫度的升高速率是否小于設(shè)定值；在所述速率小于設(shè)定值的情況下，判定殼管換熱器內(nèi)有水，否則判定殼管換熱器內(nèi)無水。

優(yōu)選地，所述判斷所述殼管換熱器內(nèi)是否有水包括：判斷殼管換熱器上的多個位置的溫度的升高速率是否都小于設(shè)定值；在所述多個位置的溫度的升高速率都小于設(shè)定值的情況下，判定殼管換熱器內(nèi)有水，否則判定殼管換熱器內(nèi)無水。

為解決上述技術(shù)問題，根據(jù)《殼管換熱器防凍的方法與殼管換熱器》的另一方面，提出了一種殼管換熱器。

《殼管換熱器防凍的方法與殼管換熱器》的殼管換熱器包含有感溫包和電加熱器，其中，感溫包用于檢測殼管換熱器的溫度；電加熱器用于加熱所述殼管換熱器。

優(yōu)選地，所述殼管換還包括控制器，所述控制器用于判斷所述感溫包檢測得到的溫度是否小于設(shè)定的防凍溫度，以及在所述溫度小于所述防凍溫度的情況下開啟所述電加熱器。

優(yōu)選地，所述控制器還用于：判斷所述感溫包檢測到的溫度值的升高速率是否小于設(shè)定值；在所述速率不小于設(shè)定值的情況下，關(guān)閉所述電加熱器。

優(yōu)選地，所述殼管換熱器具有多個所述感溫包；并且所述控制器還用于判斷所述多個感溫包檢測到的溫度值的升高速率是否都小于設(shè)定值，若是，則開啟所述電加熱器并且判斷多個感溫包檢測到的溫度值是否繼續(xù)降低，若繼續(xù)降低則控制所述殼管換熱器所在的機組進入制熱運行狀態(tài) 。

殼管換熱器防凍的方法與殼管換熱器改善方案

應(yīng)用該實施例的技術(shù)方案，檢測殼管換熱器的溫度，并在該溫度小于設(shè)定的防凍溫度的情況下，開啟安裝在殼管換熱器上的電加熱器，從而避免殼管換熱器被凍裂。另外，為了避免殼管換熱器內(nèi)沒有水時造成“干燒”，該實施例中還對殼管換熱器內(nèi)是否有水進行了判斷，在無水時不進行電加熱，從而保證設(shè)備安全并節(jié)約能源 。

1.一種殼管換熱器防凍的方法，其特征在于，包括：檢測殼管換熱器的溫度；在所述溫度小于設(shè)定的防凍溫度的情況下，開啟安裝在殼管換熱器上的電加熱器。其中，所述開啟安裝在殼管換熱器上的電加熱器之后還包括：判斷所述殼管換熱器內(nèi)是否有水；在所述殼管換熱器內(nèi)有水的情況下，判斷所述殼管換熱器內(nèi)水的溫度是否繼續(xù)降低；在所述殼管換熱器的溫度繼續(xù)降低的情況下，將所述殼管換熱器所在機組的運行狀態(tài)設(shè)置為制熱運行，其中，所述判斷所述殼管換熱器內(nèi)是否有水包括：判斷殼管換熱器上任一位置的溫度的升高速率是否小于設(shè)定值；在所述速率小于設(shè)定值的情況下，判定殼管換熱器內(nèi)有水，否則判定殼管換熱器內(nèi)無水。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述殼管換熱器內(nèi)沒有水的情況下，關(guān)閉所述電加熱器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述判斷所述殼管換熱器內(nèi)是否有水包括：判斷殼管換熱器上的多個位置的溫度的升高速率是否都小于設(shè)定值；在所述多個位置的溫度的升高速率都小于設(shè)定值的情況下，判定殼管換熱器內(nèi)有水，否則判定殼管換熱器內(nèi)無水。

4.一種殼管換熱器，其特征在于，所述殼管換熱器包含有感溫包和電加熱器，其中：感溫包，用于檢測殼管換熱器的溫度；電加熱器，用于加熱所述殼管換熱器?？刂破?，用于判斷所述感溫包檢測得到的溫度是否小于設(shè)定的防凍溫度，以及在所述溫度小于所述防凍溫度的情況下開啟所述電加熱器，其中，所述控制器還用于：判斷所述感溫包檢測到的溫度值的升高速率是否大于設(shè)定值；在所述速率大于設(shè)定值的情況下，關(guān)閉所述電加熱器。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的殼管換熱器，其特征在于，所述殼管換熱器具有多個所述感溫包；并且所述控制器還用于判斷所述多個感溫包檢測到的溫度值的升高速率是否都小于設(shè)定值，若是，則開啟所述電加熱器并且判斷多個感溫包檢測到的溫度值是否繼續(xù)降低，若繼續(xù)降低則控制所述殼管換熱器所在的機組進入制熱運行狀態(tài) 。

熱量由熱流體通過圓柱形殼內(nèi)的管子壁面?zhèn)鬟f給冷流體的管式換熱器。是一種占主導(dǎo)地位的通用標準換熱器。

本書內(nèi)容包括：縱流殼程換熱器結(jié)構(gòu)，換熱器中流體流動的型態(tài)分布以及縱流殼程換熱器的流體阻力計算，換熱器的傳熱方式、傳熱計算，縱流換熱器元件強度計算，縱流殼程換熱器的制造特點、組件的制造與裝配，縱流殼程換熱器優(yōu)化的原理、方法和計算，縱流殼程換熱器CAD系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計，以及縱流殼程換熱器的流體流動和傳熱的仿真模擬。

本書可供傳熱設(shè)備設(shè)計、制造工程技術(shù)人員和傳熱強化研究人員參考，可以指導(dǎo)相關(guān)企業(yè)進行新型縱流殼程換熱器的開發(fā)利用，幫助其提高市場競爭力。也可作為高等院校本科生、研究生的教材或參考資料。