本發(fā)明屬于熱交換，尤其是涉及一種立式換熱器。

背景技術(shù)：

1、立式換熱器，是一種根據(jù)溫度差進(jìn)行熱交換的設(shè)備，通常具有垂直放置的結(jié)構(gòu)，在這種結(jié)構(gòu)中，熱流體和冷流體通常通過(guò)不同的通道(管程與殼程)進(jìn)行熱交換。在立式換熱器的使用過(guò)程中，熱流體和冷流體分別通過(guò)換熱器的兩個(gè)主要流動(dòng)通道(管程和殼程)，在通常情況下，熱流體通過(guò)管程流動(dòng)，冷流體則在殼程中流動(dòng)，熱流體的熱量通過(guò)管壁傳遞到冷流體，從而實(shí)現(xiàn)熱交換。

2、如中國(guó)公布號(hào)為cn111637769a公開(kāi)的一種立式換熱器，在使用過(guò)程中通常還存在如下技術(shù)問(wèn)題：

3、由于熱量的熱傳遞效率會(huì)隨著溫差的增大而增強(qiáng)，因此會(huì)導(dǎo)致?lián)Q熱器熱交換的效率受到兩種流體的溫差影響，而現(xiàn)有技術(shù)中熱流體與冷流體的輸送速度通常固定不變，無(wú)法根據(jù)進(jìn)行熱交換之間的溫差進(jìn)行調(diào)節(jié)，導(dǎo)致產(chǎn)生如下影響：

4、在兩種流體之間的溫差較大時(shí)，換熱器的熱交換效率相對(duì)較高，先進(jìn)入換熱器內(nèi)的熱流體的溫度會(huì)隨著熱量的傳遞迅速降低，而流體與換熱表面(如管壁)之間的熱邊界層(即溫差區(qū)域)會(huì)變得更厚，導(dǎo)致后續(xù)進(jìn)入到換熱器內(nèi)進(jìn)行熱交換的流體熱交換效果減弱；

5、在兩種流體之間的溫差較小時(shí)，熱流體釋放熱量的能力較弱，而冷流體吸收熱量的能力也相對(duì)較差，導(dǎo)致?lián)Q熱器的熱交換效率相對(duì)較低，不足以滿足換熱需要，無(wú)法高效地將熱量從熱流體傳遞到冷流體，降低換熱效率的同時(shí)造成能源的浪費(fèi)。

6、因此，亟需一種能夠根據(jù)溫差自適應(yīng)調(diào)節(jié)熱流體和冷流體輸送速度的立式換熱器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是針對(duì)上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題，提供一種能夠在熱流體和冷流體的溫差較大時(shí)，提高對(duì)熱流體和冷流體的輸送速率，使得兩種流體以更大的流速?zèng)_擊于熱邊界層上，在熱流體和冷流體的溫差較小時(shí)，降低對(duì)熱流體和冷流體的輸送速率，以彌補(bǔ)溫差小帶來(lái)的熱量傳遞速率低的立式換熱器。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了下列技術(shù)方案：

3、一種立式換熱器，包括：

4、換熱器本體，所述換熱器本體的內(nèi)部對(duì)稱固定連接有兩塊管板，所述換熱器本體被兩塊管板分隔為處于中間位置的換熱腔和處于兩側(cè)位置的導(dǎo)流腔，所述導(dǎo)流腔內(nèi)設(shè)有換熱組件，處于兩側(cè)位置的所述導(dǎo)流腔的側(cè)壁上分別連通有熱端輸入管和熱端輸出管，處于中間位置的所述換熱腔的側(cè)壁上連通有冷端輸入管和冷端輸出管，且所述熱端輸入管與冷端輸入管平行分布；

5、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，用于根據(jù)熱流體和冷流體之間的溫差對(duì)兩種流體的流速進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括固定連接于熱端輸入管和冷端輸入管之間的隔熱板，所述隔熱板內(nèi)部設(shè)有用于對(duì)熱流體和冷流體之間溫差進(jìn)行檢測(cè)的第一導(dǎo)熱桿，所述第一導(dǎo)熱桿的兩端分別延伸至熱端輸入管和冷端輸入管內(nèi)部，且所述隔熱板內(nèi)設(shè)有受第一導(dǎo)熱桿溫度控制的溫控組件。

6、優(yōu)選地，所述熱端輸入管和冷端輸入管遠(yuǎn)離換熱器本體的一端均連通有泵體，所述換熱器本體內(nèi)固定連接有多塊呈線性交錯(cuò)分布的導(dǎo)流板。

7、優(yōu)選地，所述換熱組件包括氣密轉(zhuǎn)動(dòng)連接于兩塊管板之間的多根圓周陣列分布的換熱管，所述換熱管兩端分別與兩側(cè)的導(dǎo)流腔連通。

8、優(yōu)選地，所述溫控組件包括開(kāi)設(shè)于隔熱板內(nèi)部的儲(chǔ)液腔，所述第一導(dǎo)熱桿上固定連接有延伸至儲(chǔ)液腔內(nèi)部的第二導(dǎo)熱桿，所述隔熱板內(nèi)部開(kāi)設(shè)有與儲(chǔ)液腔連通的控制腔，所述控制腔內(nèi)氣密滑動(dòng)連接有活塞板，所述活塞板與控制腔內(nèi)側(cè)壁之間設(shè)有第一彈簧，所述控制腔內(nèi)靠近儲(chǔ)液腔一側(cè)的空間以及儲(chǔ)液腔內(nèi)部之間形成膨脹空間，所述膨脹空間內(nèi)充盈有具有熱脹冷縮性質(zhì)的煤油，所述控制腔內(nèi)還設(shè)有受活塞板控制的滑動(dòng)變阻器，且兩個(gè)所述泵體通過(guò)滑動(dòng)變阻器與電源裝置電性連接。

9、優(yōu)選地，所述滑動(dòng)變阻器包括固定連接于控制腔內(nèi)側(cè)壁的電阻桿，所述電阻桿上滑動(dòng)連接有滑片，所述滑片與活塞板上端之間固定連接有推桿。

10、優(yōu)選地，每根所述換熱管內(nèi)均設(shè)有清理機(jī)構(gòu)，用于在換熱過(guò)程中自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)于換熱管內(nèi)壁的清理工作，所述清理機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)動(dòng)連接于換熱管內(nèi)部的往復(fù)絲桿，所述往復(fù)絲桿靠近熱端輸入管的一端固定連接有多個(gè)圓周陣列分布的螺旋葉片，且每個(gè)所述螺旋葉片均與換熱管的內(nèi)壁固定連接，所述往復(fù)絲桿上螺紋連接有移動(dòng)套筒，所述移動(dòng)套筒上通過(guò)連桿安裝有與換熱管內(nèi)壁貼合的弧形清理板，靠近熱端輸出管的所述導(dǎo)流腔內(nèi)壁固定連接有限位桿，所述限位桿延伸至換熱管的內(nèi)部且與移動(dòng)套筒貫穿滑動(dòng)連接。

11、優(yōu)選地，所述移動(dòng)套筒的外壁開(kāi)設(shè)有環(huán)形槽，所述連桿沿圓周軌跡滑動(dòng)連接于環(huán)形槽的內(nèi)壁，所述換熱管的內(nèi)壁開(kāi)設(shè)有螺旋導(dǎo)向槽，所述弧形清理板上固定連接有導(dǎo)向塊，且所述導(dǎo)向塊滑動(dòng)連接于螺旋導(dǎo)向槽的內(nèi)壁。

12、優(yōu)選地，所述換熱腔內(nèi)壁上開(kāi)設(shè)有對(duì)稱設(shè)置的兩組擾流機(jī)構(gòu)，用于在換熱過(guò)程中對(duì)熱流體起到擾流效果，所述擾流機(jī)構(gòu)包括固定連接于換熱腔內(nèi)壁的伸縮桿，所述伸縮桿的伸縮端固定連接有傳動(dòng)塊，所述傳動(dòng)塊的兩側(cè)均設(shè)有齒條，所述換熱腔內(nèi)位于傳動(dòng)塊兩側(cè)的位置均固定連接有兩塊支撐板，兩塊所述支撐板之間轉(zhuǎn)動(dòng)連接有轉(zhuǎn)桿，所述轉(zhuǎn)桿上固定連接有與對(duì)應(yīng)位置齒條相嚙合的齒輪，所述轉(zhuǎn)桿的兩端均固定連接有固定桿，兩根所述固定桿的端部固定連接有擾流塊，所述換熱管的外壁上設(shè)有磁力驅(qū)動(dòng)組件，用于驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)塊兩側(cè)的擾流塊往復(fù)擺動(dòng)。

13、優(yōu)選地，所述磁力驅(qū)動(dòng)組件包括固定連接于換熱管外壁上的第一磁鐵，所述傳動(dòng)塊靠近對(duì)應(yīng)位置換熱管的一端固定連接有與第一磁鐵同極相斥的第二磁鐵，所述傳動(dòng)塊與換熱腔內(nèi)壁之間設(shè)有第二彈簧。

14、與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本立式換熱器的優(yōu)點(diǎn)在于：

15、1、本發(fā)明通過(guò)設(shè)置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，熱流體和冷流體在換熱前能夠?qū)Φ谝粚?dǎo)熱桿的兩端同時(shí)進(jìn)行加熱和冷卻，并且熱流體和冷流體之間的溫差會(huì)呈現(xiàn)于第一導(dǎo)熱桿上，在熱流體和冷流體的溫差較大時(shí)，使儲(chǔ)液腔內(nèi)的煤油處于溫度相對(duì)較高的狀態(tài)，滑片滑動(dòng)至電阻桿上半部分的位置，使得泵體的功率較大，提高對(duì)熱流體和冷流體的輸送速率，使得兩種流體以更大的流速?zèng)_擊于熱邊界層上，保證后續(xù)的熱交換效果，而在熱流體和冷流體的溫差較小時(shí)，使儲(chǔ)液腔內(nèi)的煤油處于溫度相對(duì)較低的狀態(tài)，滑片滑動(dòng)至電阻桿下半部分的位置，使泵體的功率較小，降低對(duì)熱流體和冷流體的輸送速率，使得兩種流體在換熱器中的停留時(shí)間增加，以彌補(bǔ)溫差小帶來(lái)的熱量傳遞速率低的缺陷，同時(shí)減少不必要的能源消耗，起到節(jié)能增效的目的。

16、2、本發(fā)明通過(guò)設(shè)置清理機(jī)構(gòu)，在換熱過(guò)程中，泵體將熱流體輸送至導(dǎo)流腔，通過(guò)熱流體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的沖擊力帶動(dòng)多個(gè)螺旋葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)一步帶動(dòng)換熱管及其內(nèi)部的往復(fù)絲桿自轉(zhuǎn)，帶動(dòng)移動(dòng)套筒沿著往復(fù)絲桿進(jìn)行往復(fù)的水平位移，使得移動(dòng)套筒得以帶動(dòng)弧形清理板進(jìn)行往復(fù)的水平位移，對(duì)換熱管內(nèi)壁附著的污垢進(jìn)行往復(fù)的刮除處理，避免造成換熱器性能下降或故障。

17、3、本發(fā)明通過(guò)設(shè)置螺旋導(dǎo)向槽和導(dǎo)向塊，在移動(dòng)套筒沿著往復(fù)絲桿進(jìn)行往復(fù)水平位移的過(guò)程中，由于弧形清理板在連桿和環(huán)形槽的作用下能夠發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，因此將在螺旋導(dǎo)向槽對(duì)導(dǎo)向塊的導(dǎo)向作用下，使得弧形清理板對(duì)換熱管內(nèi)壁進(jìn)行螺旋狀的清理，在刮除過(guò)程中起到斜向的刮除效果，不僅提高了對(duì)換熱管內(nèi)壁的清理效果，而且螺旋狀移動(dòng)的連桿能夠?qū)Q熱管內(nèi)的熱流體起到攪動(dòng)效果，提高換熱效果。

18、4、本發(fā)明通過(guò)設(shè)置擾流機(jī)構(gòu)，在換熱管自轉(zhuǎn)的過(guò)程中，能夠帶動(dòng)第一磁鐵周期性地與第二磁鐵相對(duì)，在磁斥力作用和第二彈簧的彈力作用下帶動(dòng)轉(zhuǎn)桿和擾流塊周期性地?cái)[動(dòng)，在換熱過(guò)程中對(duì)冷流體起到擾流效果，提高冷流體的湍流強(qiáng)度，增加冷流體與換熱管管壁之間的熱交換，促進(jìn)熱傳遞，進(jìn)一步提高了換熱器的換熱效果。