本發(fā)明涉及換熱器，具體為一種具有輔助換熱結(jié)構(gòu)的三介質(zhì)換熱器。

背景技術(shù)：

1、換熱器是一種非常常見的設(shè)備，廣泛應(yīng)用于我們生活和工業(yè)的各個領(lǐng)域。比如，在空調(diào)、冰箱、汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)，甚至工廠的鍋爐和化學(xué)反應(yīng)器中，換熱器都扮演著重要的角色。它的主要作用是將熱量從一種介質(zhì)傳遞到另一種介質(zhì)，從而實現(xiàn)加熱、冷卻或能量回收的目的。

2、隨著工業(yè)技術(shù)的不斷進步，越來越多的場景需要同時處理多種介質(zhì)的換熱問題。比如，在化工生產(chǎn)中，可能需要同時冷卻兩種不同的液體，同時還要利用空氣來回收廢熱；在新能源汽車中，電池冷卻液、空調(diào)制冷劑和車艙空氣之間也需要進行高效的熱交換。這種需求催生了三介質(zhì)換熱器的出現(xiàn)。三介質(zhì)換熱器可以同時處理三種不同的介質(zhì)（通常是兩種液體和一種氣體），讓它們之間進行熱交換，從而滿足復(fù)雜的工況需求。

3、現(xiàn)有的三介質(zhì)換熱器多采用固定式結(jié)構(gòu)，如在公開號cn113606961a中公開了一種三介質(zhì)換熱器，通過復(fù)合管組緊密貼合形成輔助換熱結(jié)構(gòu)，并增加輔助單管擴大第三介質(zhì)換熱面積，但是輔助單管與第二介質(zhì)管的流量分配難以均衡，同時無法根據(jù)溫度變化動態(tài)調(diào)整換熱路徑，比如當(dāng)某一種介質(zhì)的溫度過高或過低時，換熱器無法自動切換流道來強化換熱，導(dǎo)致部分工況下?lián)Q熱不足。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、（一）解決的技術(shù)問題

2、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種具有輔助換熱結(jié)構(gòu)的三介質(zhì)換熱器，解決了傳統(tǒng)的三介質(zhì)換熱器換熱效率低和不能動態(tài)調(diào)節(jié)的問題，實現(xiàn)了高效、靈活的熱交換功能。

3、（二）技術(shù)方案

4、為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：一種具有輔助換熱結(jié)構(gòu)的三介質(zhì)換熱器，包括：

5、底座，所述底座頂部的左右兩側(cè)分別設(shè)置集液罐一與集液罐二，所述集液罐一包括下罐一和上罐一，所述集液罐二包括下罐二和上罐二；

6、熱交換模塊，所述熱交換模塊固定安裝在底座的頂部且位于集液罐一與集液罐二之間，所述熱交換模塊包括流道一和流道二，所述流道一由螺旋管構(gòu)成圓柱狀結(jié)構(gòu)，所述流道二由外螺旋板材和內(nèi)螺旋板材包裹螺旋管的間隙形成封閉空間，所述流道一和流道二的外表面設(shè)置有外翅片，所述外翅片的表面固定連接有連接圓筒，所述流道一和流道二的內(nèi)部還設(shè)置有輔助流道，所述輔助流道的表面設(shè)置有內(nèi)翅片；

7、所述輔助流道的進口端通過第一連接管與下罐一和下罐二連通，所述輔助流道的出口端通過第二連接管與上罐一和上罐二連通，所述第一連接管的表面且靠近兩端處分別設(shè)置有第一閥門和第二閥門，所述第二連接管的表面且靠近兩端處分別設(shè)置有第三閥門和第四閥門，所述上罐一的表面設(shè)置有溫度傳感器一，所述上罐二的表面設(shè)置有溫度傳感器二，所述底座頂部還設(shè)置有控制器，所述控制器根據(jù)溫度傳感器一和溫度傳感器二的信號，控制第一至第四閥門的啟閉，以切換輔助流道的介質(zhì)流向。

8、優(yōu)選的，所述外螺旋板材和內(nèi)螺旋板材一側(cè)的表面設(shè)置有凸起結(jié)構(gòu)，所述凸起結(jié)構(gòu)呈連續(xù)的波浪狀，所述凸起結(jié)構(gòu)的波峰與波谷高度差為1-3mm。

9、優(yōu)選的，所述流道一的兩端分別連通有流道一進口管和流道一出口管，所述流道一進口管和流道一出口管的一端延伸至連接圓筒的外部，所述流道二的頂部豎直連通有流道二出口管，所述流道二的底部且位于流道二出口管的正下方設(shè)置有流道二進口管，所述輔助流道的頂端豎直連通有輔助流道出口管，所述輔助流道的底端且位于輔助流道出口管正下方設(shè)置有輔助流道進口管。

10、優(yōu)選的，所述流道一出口管一端與上罐二之間連通有連通管一，所述流道一進口管的一端與下罐二之間連通有連通管二，所述流道二出口管一端與上罐一之間連通有連通管三，所述流道二進口管一端與下罐一之間連通有連通管四，所述第二連接管的表面且靠近第三閥門和第四閥門處分別連通有第一清理管和第二清理管，所述第一清理管的表面設(shè)置有第五閥門，所述第二清理管的表面設(shè)置有第六閥門。

11、優(yōu)選的，所述熱交換模塊設(shè)置有多個，多個所述熱交換模塊沿連接圓筒的軸向方向依次設(shè)置，所述流道一出口管一端與相鄰熱交換模塊上所述的流道一進口管一端之間連通有連通管五，所述流道二出口管一端與相鄰熱交換模塊上所述的流道二進口管連通，所述輔助流道出口管一端與相鄰熱交換模塊上所述的輔助流道進口管連通。

12、優(yōu)選的，所述第一閥門、第二閥門、第三閥門、第四閥門、第五閥門和第六閥門均為電磁閥且與控制器的控制端電性連接，所述溫度傳感器一和溫度傳感器二的輸出端與控制器的輸入端電性連接，?當(dāng)溫度傳感器一檢測到上罐一內(nèi)流體溫度超過設(shè)定閾值，或溫度傳感器二檢測到上罐二內(nèi)流體溫度低于設(shè)定閾值時，判定對應(yīng)流道換熱不足；若流道一換熱不足，控制器打開第一閥門和第三閥門，關(guān)閉第二閥門和第四閥門；若流道二換熱不足，控制器打開第二閥門和第四閥門，關(guān)閉第一閥門和第三閥門；在切換輔助流道的介質(zhì)流向上罐一或上罐二前，控制器打開第五閥門或第六閥門，通過第一清理管或第二清理管排空輔助流道內(nèi)的殘留流體。

13、優(yōu)選的，所述連接圓筒的兩端設(shè)置有連接法蘭，相鄰的兩個所述熱交換模塊之間通過連接法蘭固定連接，所述底座的底部固定連接有與連接圓筒內(nèi)徑相等的連接環(huán)。

14、優(yōu)選的，所述外翅片和內(nèi)翅片的表面設(shè)置有通風(fēng)孔。

15、優(yōu)選的，所述下罐一的表面連通有流體一進口管，所述上罐一的表面連通有流體一出口管，所述下罐二的表面連通有流體二進口管，所述上罐二的表面連通有流體二出口管。

16、優(yōu)選的，所述熱交換模塊的表面設(shè)置有耐腐蝕涂層。

17、?（三）有益效果

18、本發(fā)明提供了一種具有輔助換熱結(jié)構(gòu)的三介質(zhì)換熱器，具備以下有益效果：

19、（1）通過流道一的螺旋式設(shè)計以及將流道二設(shè)置在螺旋式流道一的間隙，實現(xiàn)了流道一內(nèi)介質(zhì)與流道二內(nèi)介質(zhì)的熱交換，同時流道一的兩側(cè)也位于流道二的外部，同時在流道二構(gòu)成的圓筒狀內(nèi)外層設(shè)置翅片，實現(xiàn)了流道一內(nèi)介質(zhì)和流道二內(nèi)介質(zhì)與氣體的熱交換，實現(xiàn)三介質(zhì)之間的熱交換。

20、（2）通過流道二的外螺旋板材和內(nèi)螺旋板材表面設(shè)置有凸起結(jié)構(gòu)，增加了內(nèi)表面積，也增強了流體擾動，提高了熱交換效率，同時設(shè)置的內(nèi)翅片和外翅片，提高了氣體與流道一和流道二之間的換熱效率。

21、（3）通過在內(nèi)翅片內(nèi)設(shè)置了螺旋狀的輔助流道，利用輔助流道對應(yīng)的閥門控制，能夠切換介質(zhì)的流向，根據(jù)實現(xiàn)的換熱效果進行動態(tài)調(diào)整，提高了換熱的效果，通過設(shè)置的控制器和溫度傳感器，實現(xiàn)智能調(diào)控。

22、（4）將熱交換的主體部分模塊化設(shè)計，能夠根據(jù)現(xiàn)場的需求增減熱交換模塊，擴大了適應(yīng)范圍，同時模塊化的設(shè)計也降低了后期的維護成本。

技術(shù)特征：

1.一種具有輔助換熱結(jié)構(gòu)的三介質(zhì)換熱器，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有輔助換熱結(jié)構(gòu)的三介質(zhì)換熱器，其特征在于：所述外螺旋板材（402a）和內(nèi)螺旋板材（402b）一側(cè)的表面設(shè)置有凸起結(jié)構(gòu)，所述凸起結(jié)構(gòu)呈連續(xù)的波浪狀，所述凸起結(jié)構(gòu)的波峰與波谷高度差為1-3mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有輔助換熱結(jié)構(gòu)的三介質(zhì)換熱器，其特征在于：所述流道一（401）的兩端分別連通有流道一進口管（407）和流道一出口管（408），所述流道一進口管（407）和流道一出口管（408）的一端延伸至連接圓筒（406）的外部，所述流道二（402）的頂部豎直連通有流道二出口管（409），所述流道二（402）的底部且位于流道二出口管（409）的正下方設(shè)置有流道二進口管（4010），所述輔助流道（405）的頂端豎直連通有輔助流道出口管（4011），所述輔助流道（405）的底端且位于輔助流道出口管（4011）正下方設(shè)置有輔助流道進口管（4012）。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有輔助換熱結(jié)構(gòu)的三介質(zhì)換熱器，其特征在于：所述流道一出口管（408）一端與上罐二（302）之間連通有連通管一（8），所述流道一進口管（407）的一端與下罐二（301）之間連通有連通管二（9），所述流道二出口管（409）一端與上罐一（202）之間連通有連通管三（10），所述流道二進口管（4010）一端與下罐一（201）之間連通有連通管四（11），所述第二連接管（6）的表面且靠近第三閥門（601）和第四閥門（602）處分別連通有第一清理管（603）和第二清理管（604），所述第一清理管（603）的表面設(shè)置有第五閥門（605），所述第二清理管（604）的表面設(shè)置有第六閥門（606）。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種具有輔助換熱結(jié)構(gòu)的三介質(zhì)換熱器，其特征在于：所述熱交換模塊（4）設(shè)置有多個，多個所述熱交換模塊（4）沿連接圓筒（406）的軸向方向依次設(shè)置，所述流道一出口管（408）一端與相鄰熱交換模塊（4）上所述的流道一進口管（407）一端之間連通有連通管五（12），所述流道二出口管（409）一端與相鄰熱交換模塊（4）上所述的流道二進口管（4010）連通，所述輔助流道出口管（4011）一端與相鄰熱交換模塊（4）上所述的輔助流道進口管（4012）連通。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種具有輔助換熱結(jié)構(gòu)的三介質(zhì)換熱器，其特征在于：所述第一閥門（501）、第二閥門（502）、第三閥門（601）、第四閥門（602）、第五閥門（605）和第六閥門（606）均為電磁閥且與控制器（7）的控制端電性連接，所述溫度傳感器一（205）和溫度傳感器二（305）的輸出端與控制器（7）的輸入端電性連接，?當(dāng)溫度傳感器一（205）檢測到上罐一（202）內(nèi)流體溫度超過設(shè)定閾值，或溫度傳感器二（305）檢測到上罐二（302）內(nèi)流體溫度低于設(shè)定閾值時，判定對應(yīng)流道換熱不足；若流道一換熱不足，控制器（7）打開第一閥門（501）和第三閥門（601），關(guān)閉第二閥門（502）和第四閥門（602）；若流道二換熱不足，控制器（7）打開第二閥門（502）和第四閥門（602），關(guān)閉第一閥門（501）和第三閥門（601）；在切換輔助流道（405）的介質(zhì)流向上罐一（202）或上罐二（302）前，控制器（7）打開第五閥門（605）或第六閥門（606），通過第一清理管（603）或第二清理管（604）排空輔助流道（405）內(nèi)的殘留流體。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種具有輔助換熱結(jié)構(gòu)的三介質(zhì)換熱器，其特征在于：所述連接圓筒（406）的兩端設(shè)置有連接法蘭（4013），相鄰的兩個所述熱交換模塊（4）之間通過連接法蘭（4013）固定連接，所述底座（1）的底部固定連接有與連接圓筒（406）內(nèi)徑相等的連接環(huán)（101）。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有輔助換熱結(jié)構(gòu)的三介質(zhì)換熱器，其特征在于：所述外翅片（403）和內(nèi)翅片（404）的表面設(shè)置有通風(fēng)孔。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有輔助換熱結(jié)構(gòu)的三介質(zhì)換熱器，其特征在于：所述下罐一（201）的表面連通有流體一進口管（203），所述上罐一（202）的表面連通有流體一出口管（204），所述下罐二（301）的表面連通有流體二進口管（303），所述上罐二（302）的表面連通有流體二出口管（304）。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有輔助換熱結(jié)構(gòu)的三介質(zhì)換熱器，其特征在于：所述熱交換模塊（4）的表面設(shè)置有耐腐蝕涂層。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種具有輔助換熱結(jié)構(gòu)的三介質(zhì)換熱器，本發(fā)明涉及換熱器技術(shù)領(lǐng)域。該換熱器，包括底座，底座頂部的左右兩側(cè)分別設(shè)置集液罐一與集液罐二；熱交換模塊，所述熱交換模塊包括流道一和流道二，所述流道一由螺旋管構(gòu)成圓柱狀結(jié)構(gòu)，所述流道二由外螺旋板材和內(nèi)螺旋板材包裹螺旋管的間隙形成封閉空間，所述流道一和流道二的外表面設(shè)置有外翅片，所述外翅片的表面固定連接有連接圓筒，所述流道一和流道二的內(nèi)部還設(shè)置有輔助流道，所述輔助流道的表面設(shè)置有內(nèi)翅片；底座頂部還設(shè)置有控制器。該種具有輔助換熱結(jié)構(gòu)的三介質(zhì)換熱器，解決了傳統(tǒng)的三介質(zhì)換熱器換熱效率低和不能動態(tài)調(diào)節(jié)的問題，實現(xiàn)了高效、靈活的熱交換功能。

技術(shù)研發(fā)人員：宋青松,張顯耀,余文躍,余桑海,袁震,陳家勇,賈霖,趙戰(zhàn)偉,蔣楠翔
受保護的技術(shù)使用者：廬江縣凱迪綠色能源開發(fā)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/24