殼管換熱器防凍的方法與殼管換熱器榮譽(yù)表彰

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(guó)專利獎(jiǎng)優(yōu)秀獎(jiǎng) 。2100433B

需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，該申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)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(shí)施例中的殼管換熱器防凍的方法流程圖。

如圖1所示，通過(guò)步驟S102至步驟S106來(lái)實(shí)現(xiàn)殼管換熱器防凍，具體說(shuō)明如下：

步驟S102：檢測(cè)殼管換熱器的溫度。可以采用電阻溫度傳感器來(lái)進(jìn)行溫度檢測(cè)。

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(kāi)啟安裝在殼管上的電加熱器。該實(shí)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(kāi)啟以加熱殼管換熱器。

步驟S108：保持殼管換熱器當(dāng)前狀態(tài)。也就是不開(kāi)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(méi)有水，此時(shí)即使殼管溫度低于防凍溫度也無(wú)需對(duì)其進(jìn)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(méi)有水但其溫度低于防凍溫度時(shí)啟動(dòng)電加熱器，從而造成對(duì)殼管換熱器的“干燒”。為了避免這種情況的發(fā)生，該實(shí)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(shí)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(jìn)入步驟S202，在圖1流程的基礎(chǔ)上作了進(jìn)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(kāi)啟狀態(tài)。因?yàn)樵诓襟ES106中開(kāi)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(kāi)啟狀態(tài)。在該步驟中還可以開(kāi)啟水泵，以增強(qiáng)殼管換熱器內(nèi)部水的循環(huán)，以達(dá)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(méi)有水就無(wú)需再對(duì)其進(jìn)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(shí)需采取進(jìn)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(shí)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(jìn)入步驟S302，在圖2流程的基礎(chǔ)上作了進(jìn)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(jìn)入步驟S204，即保持電加熱器的開(kāi)啟，若是，則進(jìn)入步驟S306。

步驟S306：將殼管換熱器所在的機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)設(shè)置為制熱運(yùn)行。在該步驟中，還可以保持電加熱器的開(kāi)啟以及水泵的開(kāi)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(jìn)入步驟S312，即保持機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)，還可以保持電加熱器的開(kāi)啟以及水泵的開(kāi)啟；否則進(jìn)入S310。

步驟S310：機(jī)組退出制熱運(yùn)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(shí)間后按實(shí)際情況關(guān)閉電加熱器。對(duì)于殼管換熱器內(nèi)水的溫度的檢測(cè)是持續(xù)進(jìn)行，在步驟S310之后還可以根據(jù)該溫度的檢測(cè)結(jié)果，選擇圖1、圖2以及圖3中的步驟進(jìn)行處理。例如在機(jī)組制熱運(yùn)行一段時(shí)間后，殼管換熱器內(nèi)水的溫度達(dá)到防凍溫度以上，此時(shí)可以使機(jī)組退出制熱運(yùn)行并且關(guān)閉電加熱器。在一段時(shí)間后，根據(jù)殼管換熱器內(nèi)水的溫度檢測(cè)結(jié)果，從步驟S104開(kāi)始執(zhí)行各個(gè)步驟。所以步驟S310之后可以進(jìn)入步驟S104，如圖3中所示。

在步驟S202中，對(duì)殼管換熱器內(nèi)是否有水進(jìn)行了判斷。在實(shí)現(xiàn)中，對(duì)于殼管換熱器內(nèi)是否有水，可以有多種判斷方法，在該實(shí)施例中，在電加熱器開(kāi)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(shuō)明其中并沒(méi)有水，否則會(huì)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(shuō)明殼管內(nèi)有水。如果對(duì)殼管換熱器的多個(gè)位置進(jìn)行溫度檢測(cè)，這些位置的溫度升高速率均小于設(shè)定值，則說(shuō)明殼管換熱器內(nèi)有水，以檢測(cè)殼管換熱器3個(gè)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(duì)殼管換熱器的多個(gè)位置進(jìn)行溫度檢測(cè)，能夠使得當(dāng)殼管內(nèi)的水較少時(shí)并不開(kāi)啟電加熱器，而在水較多時(shí)才開(kāi)啟電加熱器。

圖5是該實(shí)施例中的殼管換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖5所示，該實(shí)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(cè)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(shí)現(xiàn)中可以顯示出殼管換熱器50的溫度，由人工參照該實(shí)施例的方法來(lái)進(jìn)行電加熱器的開(kāi)啟和關(guān)閉、水泵的開(kāi)啟和關(guān)閉以及殼管換熱器所在機(jī)組制熱運(yùn)行等操作，也可以利用2009年的邏輯控制元件來(lái)制作控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電加熱器及其所在機(jī)組以及水泵的控制。

控制器可以判斷感溫包51檢測(cè)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(kāi)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(chǔ)元件中。

控制器也可以判斷感溫包51檢測(cè)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(gè)感溫包51，那么控制器還可以判斷多個(gè)感溫包51檢測(cè)到的溫度值的升高速率是否都小于設(shè)定值，若是，則開(kāi)啟電加熱器52并且判斷多個(gè)感溫包51檢測(cè)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(jī)組進(jìn)入制熱運(yùn)行狀態(tài)。

從以上的描述中可以看出，應(yīng)用該實(shí)施例的技術(shù)方案，檢測(cè)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(kāi)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(méi)有水時(shí)造成“干燒”，該實(shí)施例中還對(duì)殼管換熱器內(nèi)是否有水進(jìn)行了判斷，在無(wú)水時(shí)不進(jìn)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(jì)算裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，它們可以集中在單個(gè)的計(jì)算裝置上，或者分布在多個(gè)計(jì)算裝置所組成的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計(jì)算裝置可執(zhí)行的程序代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而，可以將它們存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中由計(jì)算裝置來(lái)執(zhí)行，或者將它們分別制作成各個(gè)集成電路模塊，或者將它們中的多個(gè)模塊或步驟制作成單個(gè)集成電路模塊來(lái)實(shí)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(shí)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(duì)于該領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，《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(jìn)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(hù)范圍之內(nèi) 。

1.一種殼管換熱器防凍的方法，其特征在于，包括：檢測(cè)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(kāi)啟安裝在殼管換熱器上的電加熱器。其中，所述開(kāi)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(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)設(shè)置為制熱運(yùn)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(wú)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(méi)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(gè)位置的溫度的升高速率是否都小于設(shè)定值；在所述多個(gè)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(wú)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(cè)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(cè)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(kāi)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(cè)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(gè)所述感溫包；并且所述控制器還用于判斷所述多個(gè)感溫包檢測(cè)到的溫度值的升高速率是否都小于設(shè)定值，若是，則開(kāi)啟所述電加熱器并且判斷多個(gè)感溫包檢測(cè)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(jī)組進(jìn)入制熱運(yùn)行狀態(tài) 。

《殼管換熱器防凍的方法與殼管換熱器》涉及機(jī)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 。

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)《殼管換熱器防凍的方法與殼管換熱器》的進(jìn)一步理解，構(gòu)成該申請(qǐng)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(shí)施例及其說(shuō)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(duì)《殼管換熱器防凍的方法與殼管換熱器》的不當(dāng)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)施例中的殼管換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖 。

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(yùn)行或者冷媒換熱過(guò)大的情況下運(yùn)行時(shí)可能被凍裂的問(wèn)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(wèn)題，根據(jù)《殼管換熱器防凍的方法與殼管換熱器》的一個(gè)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(cè)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(kāi)啟安裝在殼管換熱器上的電加熱器。

優(yōu)選地，所述開(kāi)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(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)設(shè)置為制熱運(yùn)行。

優(yōu)選地，在所述殼管換熱器內(nèi)沒(méi)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(wú)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(gè)位置的溫度的升高速率是否都小于設(shè)定值；在所述多個(gè)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(wú)水。

為解決上述技術(shù)問(wèn)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(cè)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(cè)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(kāi)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(cè)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(gè)所述感溫包；并且所述控制器還用于判斷所述多個(gè)感溫包檢測(cè)到的溫度值的升高速率是否都小于設(shè)定值，若是，則開(kāi)啟所述電加熱器并且判斷多個(gè)感溫包檢測(cè)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(jī)組進(jìn)入制熱運(yùn)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(shí)施例的技術(shù)方案，檢測(cè)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(kāi)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(méi)有水時(shí)造成“干燒”，該實(shí)施例中還對(duì)殼管換熱器內(nèi)是否有水進(jìn)行了判斷，在無(wú)水時(shí)不進(jìn)行電加熱，從而保證設(shè)備安全并節(jié)約能源 。

2009年前的空調(diào)機(jī)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(yùn)行時(shí)如果沒(méi)有及時(shí)將其中的水排出，則可能被凍裂。另外，如果冷媒換熱過(guò)大，使冷凍水的溫度過(guò)低，也有可能導(dǎo)致殼管換熱器被凍裂。

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

熱量由熱流體通過(guò)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(biāo)準(zhǔn)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(dòng)的型態(tài)分布以及縱流殼程換熱器的流體阻力計(jì)算，換熱器的傳熱方式、傳熱計(jì)算，縱流換熱器元件強(qiáng)度計(jì)算，縱流殼程換熱器的制造特點(diǎn)、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(jì)算，縱流殼程換熱器CAD系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，以及縱流殼程換熱器的流體流動(dòng)和傳熱的仿真模擬。

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