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管聯通部分殼管儲水即熱換熱器的制造方法與工藝

文檔序號:11436038閱讀:194來源:國知局
管聯通部分殼管儲水即熱換熱器的制造方法與工藝
本發(fā)明涉及暖通技術領域,利用暖氣為熱源換取熱水的辦公、家用暖氣換熱器,具體涉及一種不繡鋼材質或銅管材質管聯通部分殼管儲水即熱換熱器。

背景技術:
本申請人于2013年09月08日申請的,發(fā)明名稱為“一種殼體儲水暖氣管分流導熱換熱器及其制作工藝”,授權公告號:CN103438737B,授權公告日:2015年04月08日,專利號:2013104028088。又于2014年02月23日申請的,發(fā)明名稱為“聯通管承壓多管加熱儲水式換熱器及其制作工藝”,授權公告號:CN103791738B,授權公告日:2015年10月21日,專利號:2014100596058。上述現有技術儲水式換熱器在使用過程中發(fā)現,普遍存在管腔儲存的冷源熱水用一輪等待加熱一輪再用出現忽熱忽冷間斷、不能連續(xù)流出熱水,存在不能洗澡的技術問題或缺陷。還存在冷水被加熱膨脹壓力大于自來水管網的供水壓力,造成水表倒轉或正轉,使得水表讀數失真,有的用戶發(fā)現實際用水量與水表讀數存在偏差,與正常家庭實際消耗用水有出入多繳納水費的缺陷。但是現有技術換熱器的熱效率達不到預期,普遍存在換熱器冷流體流程通道短,換熱器流進的冷流體比熱流體流速快,熱源出口溫度比冷源出口溫度高,通俗點說就是換熱不徹底,因此,熱源出口溫度高于冷源出口溫度。經對比試驗儲水式換熱器依賴于儲存的熱水延長交換時間換熱效果不理想,換熱器儲存的熱水洗澡時很快用完后續(xù)加熱跟不上,供熱源溫度、流量或流速和冷源流量或流速以及回程短交換時間短不充分,換熱器新流進的冷水吸收的熱量和用戶噴頭流出帶走的熱量不能成正比,導致交換溫度銜接不上中斷無法進行完整的洗澡,需等待加熱再用的缺陷或現象。儲水式換熱器解決能洗澡問題必須加大產品體積,也就是說增加柱數或管徑加大儲存的水量越多方可滿足要求,這樣勢必導致增加成本,造成用鋼量增加和資源浪費。目前供暖熱源溫度偏低對數溫差比較小現有技術結構已不適用于,導致換熱器冷源出口溫度忽熱忽冷、忽高忽低熱水不能連續(xù)流出,效果差而被淘汰。

技術實現要素:
本發(fā)明的目的是解決上述技術缺陷,旨在提供一種管聯通部分殼管儲水即熱換熱器,殼管部分腔內儲存冷源熱水循環(huán)路線和管徑發(fā)生變化內置冷水細管增多回程加熱,流量及流速發(fā)生改變,贏得足夠的交換空間傳熱速率提高,實現換熱效果最大化的發(fā)明預期。為實現上述目的,本發(fā)明采用的技術方案為:一種管聯通部分殼管儲水即熱換熱器,包括:殼管、封頭堵板、冷水吸熱管、暖氣管、管接頭部件組合焊接構成暖氣片形狀換熱器;多支殼管端口部局部定位開有殼管聯通焊接孔或管口處開有槽口,殼管上所開孔或所開槽口均通過密閉焊接連接將其與相鄰管管腔聯通構成流體循環(huán)通道;其特征是:殼管聯通焊接孔處設置有管聯通隔板或殼管預留管壁封堵流體通道口,管聯通隔板或殼管預留管壁上開有隔板聯通管焊接孔和隔板冷水管焊接孔方便與焊接聯通,管聯通隔板密閉焊接封堵隔斷相鄰管通道;部分殼管管腔內設置有至少一支冷水吸熱管,部分殼管管腔內設置有暖氣管;冷水吸熱管之間握彎管聯通或彎管對口接焊接聯通;暖氣管之間通過暖氣聯通管焊接聯通或暖氣管握成彎彎管對口焊接聯通;暖氣聯通管與暖氣管焊接聯通的另一端口插入管聯通隔板孔內與其焊接連接或暖氣聯通管一端口插入殼管預留管壁孔內與其焊接連接與相鄰殼管內腔相通,改變流體通道和管徑及循環(huán)傳熱流動路線;冷水吸熱管與管接頭焊接聯通的另一端管口插入管聯通隔板孔內與其焊接連接或冷水吸熱管一端口插入殼管預留管壁孔內與其焊接聯通,或者冷水吸熱管一端口從暖氣聯通管與管聯通隔板或預留管壁焊接聯通的管口內穿過與暖氣管管壁孔焊接連接與相鄰殼管內腔相通,改變流體通道和管徑及循環(huán)吸熱流動路線;殼管端部設置有封頭堵板,封頭堵板鑲嵌在殼管端口內,殼管管口壁、封頭堵板翻邊口壁二壁邊相吻合捏雙壁邊平面焊自熔合焊接封堵多個殼管端口;部分封頭堵板上或部分殼管上設置有管接頭焊接孔,冷水進管接頭Ⅰ、冷水出管接頭Ⅱ和暖氣進管接頭Ⅲ、暖氣出管接頭Ⅳ與封頭堵板處或殼管處管接頭焊接孔焊接連接分別與冷、熱兩種流體管腔相通,冷水進管接頭Ⅰ與冷水出管接頭Ⅱ中冷水的流進和流出方向可互換,暖氣進管接頭Ⅲ與暖氣出管接頭Ⅳ中暖氣的熱源水流進和流出方向可互換;所述結構件之間的組合密閉焊接聯接構成殼管部分管腔為熱流體和殼管部分管腔為冷流體吸熱路徑延長的換熱器。本發(fā)明管聯通部分殼管儲水即熱換熱器,殼管部分管腔內儲熱水循環(huán)路徑發(fā)生變化為內置冷水細管增多回程加熱,流量及流速降低交換路徑延長,贏得足夠的交換空間,傳熱速率提升快,實現換熱效果最大化的發(fā)明預期。附圖說明圖1為本發(fā)明中多支殼管1之間通過壁拉管15聯通的外部示意圖。圖2為本發(fā)明中多支殼管1之間通過殼管聯通管2聯通的外部示意圖。圖3為本發(fā)明的結構示意圖,其中多支殼管1之間通過壁拉管15聯通,殼管聯通焊接孔10處設置有管聯通堵板26,暖氣聯通管25、冷水吸熱管3一端口分別與管聯通堵板26焊接連接。圖4為本發(fā)明的另一種實施例結構示意圖,其中多支殼管1之間通過殼管聯通管2聯通,暖氣聯通管25的一端口直接穿過殼管預留管壁35與相鄰的殼管預留管壁35焊接聯通,冷水吸熱管3的一端口直接穿過殼管預留管壁35與相鄰的殼管預留管壁35焊接聯通,圖5為本發(fā)明的結構示意圖,其中多支殼管1之間開通孔在通過殼管聯通管2聯通,冷水吸熱管3一端口從暖氣聯通管25管口內穿過與暖氣管24管壁焊接連接。圖6為本發(fā)明中封頭堵板11為平口內凹形封頭堵板,多支殼管1為圓管單側壁開槽口21殼管1之間通過槽口U形聯通堵板22聯通的結構,暖氣管24為握彎彎管插入彎管對口接4焊接聯通結構示意圖。圖7為多支殼管1為矩形管結構,殼管1之間聯通通過管單側管壁開槽口21,開槽口端并排列捏管開槽壁17焊接槽口壁聯通,把握成多道彎管的冷水吸熱管3整體插入殼管1矩形管管腔的結構示意圖。圖8為圖3中Ⅰ處的局部放大圖,是壁拉管口對口中間夾著管聯通隔板26的結構示意圖。圖9為圓形外翻邊管聯通隔板26并開有焊接孔的結構示意圖。圖10圖9的右視圖。圖11為本發(fā)明殼管1之間通過殼管聯通管2聯通,管聯通堵板26鑲嵌在殼管聯通管2口部焊接封堵,暖氣聯通管25、冷水吸熱管3一端口分別與管聯通堵板26焊接連接的第三種實施例局部結構示意圖。圖12為殼管1壓制平面臺13在平面上開孔向外翻邊結構示意圖。圖13為殼管1橫截面的一種實施例剖視圖。圖14為殼管1在圓弧面開孔向內腔翻邊的第三種結構示意圖。圖15為殼管1為矩形管時管單側壁開槽口管開槽壁17的結構示意圖。圖16為殼管1為矩形管時管雙側壁開槽口管開槽壁17的結構示意圖。圖17為殼管1在圓弧面端頭管單側管壁開有槽口21的結構示意圖。圖18為槽口U形連通堵板22、U形蓋板23的分解結構示意圖。圖19為多支殼管1之間通過槽口U形連通堵板22聯通的外部示意圖。圖20為本發(fā)明中相鄰兩支殼管1內的暖氣管24更換為組合暖氣管29時的結構示意圖。圖21為分流連接堵板33的結構示意圖。圖22為圖4的Ⅱ的局部放大圖。圖23為封頭堵板11為圓凸弧形封頭板的結構示意圖。圖24為封頭堵板11為內凹形封頭板的結構示意圖。圖25為本發(fā)明中隔板冷水管焊接孔20、隔板聯通管焊接孔27的拉伸翻邊結構示意圖。附圖中:1、殼管;2、殼管聯通管;3、冷水吸熱管;4、彎管對口接;5、冷水進管接頭Ⅰ;6、冷水出管接頭Ⅱ;7、暖氣進管接頭Ⅲ;8、暖氣出管接頭Ⅳ;9、管接頭焊接孔;10、殼管聯通焊接孔;11、封頭堵板;12、支撐件;13、平面臺;14、直壁圓平口;15、壁拉管;16、直壁馬鞍口;17、管開槽壁;18、換熱管脹口;19、馬鞍管口;20、隔板冷水管焊接孔;21、槽口;22、槽口U形聯通堵板;23、槽口蓋板;24、暖氣管;25、暖氣聯通管;26、管聯通隔板;27、隔板聯通管焊接孔;28、暖氣管焊接孔;29、組合暖氣管;30、暖氣管堵板;31、組合聯接短管;32、分流支管;33分流連接堵板;34分流支管焊接孔;35、預留管壁。具體實施方式下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。1.本發(fā)明管聯通部分殼管儲水即熱換熱器,如圖1~圖25所示,包括:殼管1、封頭堵板11、冷水吸熱管3、暖氣管24、暖氣聯通管25、管聯通隔板26、管接頭等部件組裝焊接構成暖氣片形狀換熱器;多支殼管1端口部局部定位開有殼管聯通焊接孔10或管口處開有槽口21,殼管1上所開孔或所開槽口均通過密閉焊接連接將其與相鄰管腔聯通構成流體導熱循環(huán)通道;殼管1端口部不開孔管壁上設置有支撐件12支撐固連相鄰管加強鄰管的穩(wěn)定性,殼管1端口部開通孔管壁或開通槽口管壁不需要設置支撐件12;其特征是:殼管聯通焊接孔10處設置有管聯通隔板26或殼管1留有預留管壁35封閉流體通道口;管聯通隔板26或殼管1預留管壁35上開有隔板聯通管焊接孔27和隔板冷水管焊接孔20方便焊接聯通;管聯通隔板26密閉焊接封堵隔斷相鄰管通道;部分殼管1管腔內設置有至少一支冷水吸熱管3和殼管1部分管腔內設置有暖氣管24;冷水吸熱管3之間握彎管聯通或彎管對口接4焊接聯通;暖氣管24之間通過暖氣聯通管25焊接聯通或暖氣管24握成彎管對口接4焊接聯通;暖氣聯通管25與暖氣管24焊接聯通的另一端口插入管聯通隔板26孔內與其焊接連接或暖氣聯通管25一端口插入殼管1預留管壁35孔內與其焊接連接與相鄰殼管內腔相通,改變流體通道和管徑及循環(huán)傳熱流動路線增強傳熱效果;冷水吸熱管3與管接頭焊接聯通的另一端管口插入管聯通隔板26孔內與其焊接連接或冷水吸熱管3一端口插入殼管1預留管壁35孔內與其焊接聯通,或者冷水吸熱管3一端口從暖氣聯通管25與管聯通隔板26或預留管壁35焊接聯通的管口內穿過與暖氣管24管壁孔焊接連接與相鄰殼管內腔相通,改變流體通道和管徑及循環(huán)傳熱流動路線提高加熱速度;殼管1端部設置有封頭堵板11,封頭堵板11密閉鑲嵌在殼管1端口內,殼管1管口壁、封頭堵板11翻邊口壁二壁邊相吻合捏雙壁邊平面焊自熔合焊接封堵多個殼管1端口密不漏水;部分封頭堵板11上或部分殼管1上設置有管接頭焊接孔9便于管接頭的焊接安裝,冷水進管接頭Ⅰ5、冷水出管接頭Ⅱ6和暖氣進管接頭Ⅲ7、暖氣出管接頭Ⅳ8與封頭堵板11處或殼管1處管接頭焊接孔9焊接連接分別與冷、熱兩種流體管腔相通;冷水進出管接頭和暖氣進出管接頭的位置設在殼管上或封頭堵板上可互換為靈活設置方便與安裝和連接,構成部分殼管(1)管腔為熱流體和殼管1部分管腔為冷流體傳熱路徑延長熱效率高的換熱器,冷水進管接頭Ⅰ5與冷水出管接頭Ⅱ6中冷水的流進和流出方向可互換,即:冷水既可從冷水進管接頭Ⅰ5進入,從冷水出管接頭Ⅱ6流出,也可從冷水出管接頭Ⅱ6進入,而從冷水進管接頭Ⅰ5流出,流進流出方向可互換。同理,暖氣進管接頭Ⅲ7與暖氣出管接頭Ⅳ8中暖氣的熱源水流進和流出方向可互換。即:暖氣既可從暖氣進管接頭Ⅲ7進入而從暖氣出管接頭Ⅳ8流出,也可從暖氣出管接頭Ⅳ8進入,而從暖氣進管接頭Ⅲ7流出。本發(fā)明上述技術方案相比于現有技術具有以下優(yōu)點:本發(fā)明換熱器所述殼管包括多支圓管、橢圓管或矩形管,殼管的聯通通過開孔或開槽口等結構部件組合將其焊接連接構成流體循環(huán)傳熱通道,暖氣片形狀即散熱取暖又換取熱水洗浴的暖氣換熱器。所述的殼管開孔為管一端單壁開孔另一端另一壁開孔或管一端雙壁開通孔另一端也雙壁開通孔,在殼管管壁平面臺上或圓弧面上開孔構成圓平口或橢圓孔,圓平口或橢圓孔向外壁拉伸翻邊或相內腔拉伸翻邊為直壁圓平口或直壁馬鞍口,直壁圓平口向外翻的邊將其管壁拉伸延長構成直壁圓平口,直壁圓平口與相鄰殼管直壁圓平口口與口對口焊接構成壁拉管15直接地焊接聯通相鄰管腔構成流體通道,或者采用殼管聯通管平管口插入殼管直壁圓平口內在殼管腔內或殼管腔外將其相鄰管焊接聯通或殼管聯通管管口切割成馬鞍形管口插入殼管向內腔翻邊的直壁馬鞍口內焊接聯通構成逆流式或混流式流體通道結構,逆流式換熱效率高,換熱器在管聯通隔板或預留管壁的作用下改變流體通道和管徑延長冷流體加熱時間,實現連續(xù)流出熱水不間斷的技術效果。所述殼管開孔或開槽口由開孔所產生的壁拉管聯通或殼管聯通管、槽口U形聯通堵板與開孔、開槽聯通,所起的作用方便與鄰管的焊接聯通構成整體換熱器結構,主要解決由單支管焊接組合構成大體積換熱器的技術問題。本發(fā)明殼管聯通焊接孔10處設置有管聯通隔板26或殼管1留有預留管壁35封堵流體通道口,殼管聯通焊接孔10由殼管聯通管2插入口內焊接聯通或壁拉管15口與口對口焊接聯通相鄰管腔構成流體通道,管聯通隔板26為圓平板或圓平板外翻有邊,管聯通隔板26或殼管1預留管壁35上開有隔板聯通管焊接孔27和隔板冷水管焊接孔20;殼管聯通管2插入殼管上直壁圓平口14內或直壁馬鞍口16內,管聯通隔板26外圓翻有邊嵌入殼管聯通管2口內三部件接口壁相吻合在殼管1管腔內焊接封堵相鄰管通道口,其焊接連接方式不漏水,或者壁拉管15口對接口與口中間夾著圓形平板管聯通隔板26在殼管外部密閉焊接封堵相鄰管通道口,其焊接接頭強度高焊接處不漏水,由此,流體通道口的改變形成湍流量增強傳熱,使得流體通道和管徑以及循環(huán)傳熱的流動路線傳熱方式和流體流動狀態(tài)發(fā)生變化,提高傳熱平均溫差和傳熱系數,提高傳熱效果。殼管1預留管壁35、管聯通隔板26解決的技術問題是封堵通道口,使得殼管流體通道交換管腔改變流體通道管徑,改變冷、熱流體的流動路線或流動狀態(tài),為換熱器贏得交換時間或延長冷流體吸熱時間,實現換熱效果最大化發(fā)明預期。本發(fā)明殼管聯通改變流體通道和管徑及流體的流動路線傳熱方式發(fā)生變化有二個技術方案,一個是管聯通隔板26封堵,所述暖氣聯通管25一端口插入暖氣管24上的暖氣管焊接孔28內焊接連接的另一端口穿入管聯通隔板26上隔板聯通管焊接孔27翻邊孔內與其焊接聯通,解決的技術問題是封堵其中流體通道口改變熱流體管徑和流動路線增強傳熱提高換熱效率,由暖氣管內管轉換外殼管為暖氣管減少流體阻力并緩解了冷源管腔的膨脹壓力,與現有技術換熱器相比漏水率下降50%;冷水吸熱管3一端口與冷水管接頭焊接的另一端口插入管聯通隔板26上隔板冷水管焊接孔20翻邊孔內與其焊接聯通,解決的技術問題是封堵流體通道口,改變冷流體通道的管徑和流動路線延長,由外殼冷水管轉換為內細管為冷水管增多回程,細紫銅管有效提高換熱器的傳熱系數,并降低了冷水管腔的膨脹力,因熱膨脹應力所給換熱器流體通道帶來的不良后果問題得以控制。第二方案在殼管1其中管留有管壁不開殼管聯通焊接孔10,在預留的殼管管壁上開有隔板聯通管焊接孔27和隔板冷水管焊接孔20或在預留管壁35上只開有隔板聯通管焊接孔27一個連接孔,預留原管壁與相鄰管預留原管壁作為管聯通隔板26堵板使用的效果相同。由此,預留原管壁和管聯通隔板26所起的作用密閉封堵通道口改變流體的管徑和流動路線,主要解決殼管流體通道的改變使流體產生湍流,由此獲得較高的表面?zhèn)鳠嵯禂?,并達到控制冷流體流量降低流速,為充分熱交換贏得時間的技術問題。所述換熱器部件上設置的冷水進管接頭Ⅰ5與冷水出管接頭Ⅱ6中冷水的流進和流出或暖氣進管接頭Ⅲ7與暖氣出管接頭Ⅳ8中暖氣的流進和流出方位設置殼管上或設置在封頭堵板上可互換設置安裝方便。逆流交換時所設置的暖氣進管接頭Ⅲ7管腔處必須安裝冷源出管接頭Ⅱ6二者接頭是相互匹配實現逆流交換;混流式管接頭進出口位置和冷熱源的流進和流出方向可互換靈活設置所起作用和效果相同,管接頭靈活方便設置有效的利用客戶有限的房屋空間安裝并與其管網連接方便,減少安裝用料少走管路減少流體阻力,管接頭以就近連接聯通方便的安裝原則并給人美感,達到能節(jié)省安裝材料的技術效果。所述換熱器殼管管腔聯通和內管通道管腔聯通是密閉結構屬于低壓流體容器,換熱器冷熱兩種流體通道各結構部件之間的焊接接頭是換熱器部件耐久性的薄弱環(huán)節(jié),因此,在換熱器結構部件之間的組合開孔翻邊組裝焊接連接過程中,提高焊接接頭的疲勞強度是一個十分重要的問題。本發(fā)明殼管管壁上開孔向內腔翻邊或向外壁翻邊或在堵板等連接部件上開孔翻邊或堵板外翻有邊均有利于好焊接,增加焊接接頭的穩(wěn)定性,并減少焊道內壁流體摩擦或氧腐蝕,插入翻邊孔內實施焊接提高焊接接頭疲勞強度,封頭堵板采用向外翻邊密閉鑲嵌在殼管管口內,殼管管口壁邊、封頭堵板外翻邊的壁二壁邊相吻合邊口齊捏二壁邊平面焊自熔合焊接封堵多個殼管端口部密而不漏,其開孔翻邊焊接工藝對產品質量的提升起到巨大作用其帶來良好技術效果,解決的技術問題是提高焊接接頭的疲勞強度焊接處不漏水,并節(jié)省焊接能源材料,提高換熱器的產品質量,延長了產品使用壽命的技術效果。所述換熱器結構部件開孔不翻邊也能實現焊接連接其焊接接頭的強度差,流體通道易于漏水,產品壽命短,其方案也在保護范圍內。所述冷水吸熱管3握成彎管或直管插進二支殼管1熱流體管腔內一端口穿過壁拉管或殼管聯通管通道通過彎管對口接4焊接聯通,或設置在一支殼管內的冷水吸熱管3中間不需要焊接或者冷水吸熱管3握成多圈彎管整體插進部分殼管1管腔內通過槽口21為聯通的中間管段不需要焊接接頭,減少因焊接接頭造成的漏水,冷水吸熱管3聯通的中間管段設計有焊接口或無有焊接口兩種技術方案;冷水吸熱管3設置在幾支殼管里可根據換熱器規(guī)格大小靈活的選擇設計,冷水吸熱管3設置在殼管內的支數也要根據換熱器的體積大小靈活選擇設計,以實現增加換熱面積提高換熱效率為目的。(1)本發(fā)明部分殼管進口端暖氣通道內設置有直徑8~10mm細冷水吸熱管,冷水管在熱流體管腔內握彎盤繞增多回程延長交換時間,部分殼管冷水通道內設置有暖氣管把冷水加熱儲存為儲水式,在管聯通隔板26的作用下改變殼管流體路線和冷熱流體通道的管徑也發(fā)生變化,由管接頭處冷水流進殼管空腔直徑76mm大粗管內由單支暖氣管或組合多支暖氣管加熱儲存,儲存在殼管的冷源熱水由小細管多回程流出,使流出的熱水量得以控制,導致新流進換熱器殼管的冷水推動并替換儲存的熱水由小細管流出而新進入的冷水獲得了交換延時而停留時間延長傳熱系數提高,因此,換熱效率提高,實現冷源熱水連續(xù)不斷地流出的發(fā)明預期。但由于殼管管腔流體通道的流動路線和管徑發(fā)生變化使得冷流體流速(流量)降低,冷流體側相對停留時間以及吸熱時間延長,管壁溫度沿流體流動的方向逐漸升高,從流進至流出每單位...
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