[0031] 一种管壳式换热器，如图1所示，所述管壳式换热器包括有壳体20、换热部件23、壳程入口接管24和壳程出口接管25；所述换热部件23设置在壳体20中，换热部件固定连接在前管板16、后管板19上；所述的壳程入口接管24和壳程出口接管25均设置在壳体20上；流体从壳程入口接管24进入，经过换热部件进行换热，从壳程出口接管25出去。
[0032] 作为优选，换热部件23沿着水平方向延伸。换热器水平方向布置。
[0033] 图2展示了换热部件23的俯视图，如图2所示，所述换热部件包括中心管8、左侧管21、右侧管22和管组1，所述管组1包括左管组11和右管组12，左管组11与左侧管21和中心管
8相连通，右管组12与右侧管22和中心管8相连通，从而使得中心管8、左侧管21、右侧管22和管组1形成加热流体封闭循环，中心管8内填充相变流体，电加热器9设置在中心管8内，每个管组1包括圆弧形的多根环形管7，相邻环形管7的端部连通，使多根环形管7形成串联结构，并且使得环形管7的端部形成环形管自由端3‑6；中心管包括第一管口10和第二管口13，第一管口10连接左管组11的入口，第二管口13连接右管组12的入口，左管组11的出口连接左侧管21，右管组12的出口连接右侧管22；所述第一管口10和第二管口13设置在在中心管8相对的两侧。
[0034] 所述中心管8、左侧管21、右侧管22的两端的端部设置在前后管板16、19的开孔中，用于固定。
[0035] 作为优选，所述左侧管21与中心管8之间设置左回流管14，所述右侧管22与中心管8之间设置右回流管15。作为优选，所述回流管设置在中心管的端部。优选中心管的两端部。
[0036] 所述流体在中心管8进行加热蒸发，沿着环形管束向左右两个集管21、22流动，流体受热后会产生体积膨胀，从而形成蒸汽，而蒸汽的体积远远大于水，因此形成的蒸汽会在盘管内进行快速冲击式的流动。因为体积膨胀以及蒸汽的流动，能够诱导环形管自由端产生振动，换热管自由端在振动的过程中将该振动传递至周围换热流体，流体也会相互之间产生扰动，从而使得周围的换热流体形成扰流，破坏边界层，从而实现强化传热的目的。流体在左右侧管冷凝放热后又通过回流管回流到中心管。
[0037] 本发明通过对现有技术进行改进，将冷凝集管和管组分别设置为左右分布的两个，使得左右两侧分布的管组都能进行振动换热除垢，从而扩大换热振动的区域，越能够使的振动更加均匀，换热效果更加均匀，增加换热面积，强化换热和除垢效果。
[0038] 作为优选，所述左管组的环形管是以左侧管的轴线为圆心分布，所述右管组的环形管是以右侧管的轴线为圆心分布。通过将左右侧管设置为圆心，可以更好的保证环形管的分布，使得振动和换热均匀。
[0039] 作为优选，所述管组为多个。
[0040] 作为优选，右管组（包括右侧管）的位置是左管组（包括左侧管）沿着中心管的轴线旋转180度（角度）后的位置。通过如此设置，能够使得换热的环形管分布更加合理均匀，提高换热效果。
[0041] 作为优选，所述集管8、21、22沿着长度方向上设置。
[0042] 作为优选，左管组11和右管组12在长度方向上错列分布，如图3所示。通过错列分布，能够使得在不同长度上进行振动换热和除垢，使得振动更加均匀，强化换热和除垢效果。
[0043] 作为优选，沿着中心管8的长度方向，所述管组1（例如同一侧（左侧或者右侧））设置为多个，沿着壳程内流体流动方向，管组1（例如同一侧（左侧或者右侧））的管径不断变大。
[0044] 作为优选，沿着壳程内流体流动方向，管组（例如同一侧（左侧或者右侧））的环形管管径不断变大的幅度不断的增加。
[0045] 通过换热管的管径幅度增加，可以保证壳程流体出口位置充分进行换热，形成类似逆流的换热效果，而且进一步强化传热效果，使得整体振动效果均匀，换热效果增加，进一步提高换热效果以及除垢效果。通过实验发现，采取此种结构设计可以取得更好的换热效果以及除垢效果。
[0046] 作为优选，沿着中心管8的长度方向，所述同一侧（左侧或者右侧）管组设置为多个，沿着壳程内流体流动方向，同一侧（左侧或者右侧）相邻管组的间距不断变小。
[0047] 作为优选，沿着壳程内流体流动方向，同一侧（左侧或者右侧）管组之间的间距不断变小的幅度不断的增加。
[0048] 通过换热管的间距幅度增加，可以保证壳程流体出口位置充分进行换热，形成类似逆流的换热效果，而且进一步强化传热效果，使得整体振动效果均匀，换热效果增加，进一步提高换热效果以及除垢效果。通过实验发现，采取此种结构设计可以取得更好的换热效果以及除垢效果。
[0049] 研究以及实践中发现，持续性的功率稳定性的换热部件的换热会导致内部换热部件的流体形成稳定性，即流体不再流动或者流动性很少，或者流量稳定，导致管组1振动性能大大减弱，从而影响管组1的除垢以及换热的效率。因此需要对上述换热部件进行如下改进。
[0050] 在先申请中，针对单个换热部件的换热进行了研究，但是存在整体换热不均匀问题，例如，可能出现换热功率随着时间出现高低不同，本发明对于在先申请进行了改进，使得整体换热均匀，又能够提高换热效果。
[0051] 作为一个优选，换热功率采取间歇式的换热方式。
[0052] 所述换热部件为多个，多个换热部件分为两组，两组换热部件交替换热，实现弹性盘管周期性的频繁性的振动。
[0053] 在一个周期时间T内，第一组每个换热部件的换热功率P变化规律如下：
[0054] 0‑T/2的半个周期内,P＝n，其中n为常数数值，单位为瓦（W），即换热功率保持恒定；
[0055] T/2‑T的半个周期内,P=0。即换热部件不换热。
[0056] 第二组单个换热部件的换热功率P变化规律如下：
[0057] 0‑T/2的半个周期内,P=0。即换热部件不换热。
[0058] T/2‑T的半个周期内,P＝n，其中n为常数数值，单位为瓦（W），即换热功率保持恒定；
[0059] 作为优选，T是50－80分钟，其中1000W
[0060] 通过上述的时间变化性的进行换热，可以使得流体在弹性管束内频繁的蒸发膨胀以及收缩，从而不断的带动弹性管束的振动，从而能够进一步实现换热效率以及除垢操作。
[0061] 通过将换热部件分为两组，能够使得总体提高换热部件的换热效率。
[0062] 作为优选，每组的换热部件的数量相同。
[0063] 进一步优选，所述换热部件分为n组，每组交替不进行换热，在一个周期T内，n‑1组进行换热，1组不进行换热。
[0064] 即在一个周期时间T内，1组每个换热部件的换热功率P变化规律如下：
[0065] 0‑T/2的半个周期内,P＝n，其中n为常数数值，单位为瓦（W），即换热功率保持恒定；
[0066] T/2‑T的半个周期内,P=0。即换热部件不换热。
[0067] 其余n‑1组换热部件的换热功率P变化规律如下：
[0068] 0‑T/2的半个周期内,P=0。即换热部件不换热。
[0069] T/2‑T的半个周期内,P＝n，其中n为常数数值，单位为瓦（W），即换热功率保持恒定；
[0070] 作为优选，单个换热部件的换热功率为1000W
[0071] 作为优选，每组换热部件的数量相同。
[0072] 作为一个优选，换热部件设置为2组，每个换热部件为多个,每个换热部件独立控制,随着时间的变化,第一组、第二组换热部件启动的数量进行周期性变化。
[0073] 作为一个优选，开始运行时，第一组换热部件全部关闭，第二组换热部件全部启动，每组换热部件为n个，则在一个周期T内，第一组换热部件中，每隔T/2n的时间，启动一个换热部件，直到T/2时间换热装置全部启动，然后再每隔T/2n的时间，关闭一个换热部件，直到T时间换热装置全部关闭。第二组换热部件中，每隔T/2n的时间，关闭一个换热部件，直到T/2时间换热装置全部关闭，然后再每隔T/2n的时间，打开一个换热部件，直到T时间换热装置全部打开。
[0074] 作为优选，每个换热部件换热功率都相同。
[0075] 通过上述的时间变化性的进行换热，可以使得流体在弹性管束内频繁的蒸发膨胀以及收缩，从而不断的带动弹性管束的振动，从而能够进一步实现换热效率以及除垢操作。
[0076] 通过两组换热部件的开启和关闭，能够保证总的换热功率保持相同。
[0077] 作为优选，所述换热部件为3个，分别是第一换热部件、第二换热部件和第三换热部件，在一个周期时间T内，3个换热部件的换热功率P变化规律如下：
[0078] 0‑T/3的前三分之一个周期内,第一换热部件、第二换热部件的换热功率P＝n，其中n为常数数值，单位为瓦（W），即第一换热部件、第二换热部件换热功率保持恒定；第三换热部件的P＝0；
[0079] T/3‑2T/3的中间三分之一个周期内,第一换热部件、第三换热部件的换热功率P＝n，其中n为常数数值，单位为瓦（W），即第一换热部件、第三换热部件换热功率保持恒定；第二换热部件的P＝0；
[0080] 2T/3‑T的后三分之一个周期内,第二换热部件、第三换热部件的换热功率P＝n，其中n为常数数值，单位为瓦（W），即第二换热部件、第三换热部件换热功率保持恒定；第一换热部件的P＝0。
[0081] 作为优选，周期是50－300分钟，优选50－80分钟。
[0082] 在试验中发现，左侧管21、右侧管22、中心管8的管径、距离以及环形管的管径可以对换热效率以及均匀性产生影响。如果集管之间距离过大，则换热效率太差，环形管之间的距离太小，则环形管分布太密，也会影响换热效率，集管以及换热管的管径大小影响容纳的液体或者蒸汽的体积，则对于自由端的振动会产生影响，从而影响换热。因此左侧管21、右侧管22、中心管8的管径、距离以及环形管的管径具有一定的关系。
[0083] 本发明是通过多个不同尺寸的热管的数值模拟以及试验数据总结出的最佳的尺寸关系。从换热效果中的换热量最大出发，计算了近200种形式。所述的尺寸关系如下：
[0084] 中心管8的中心与左侧管21的中心之间的距离等于中心管8的中心与右侧管22的中心之间的距离，为L，左侧管21的管径、中心管8的管径、右侧管22的半径为R，环形管中最内侧环形管的轴线的半径为R1,最外侧环形管的轴线的半径为R2,则满足如下要求：
[0085] R1/R2=a*(R/L)2‑b*(R/L)+c；其中a,b,c是参数，其中4.834
[0086] 作为优选，34
[0087] 作为优选，管组的环形管的数量为3－5根，优选为3或4根。
[0088] 作为优选，0.57
[0089] 作为优选，0.583
[0090] 作为优选，环形管的半径优选为10－40mm；优选为15－35mm，进一步优选为20－30mm。
[0091] 作为优选，左侧管21、右侧管22、中心管8的圆心在一条直线上。
[0092] 作为优选，自由端3、4的端部之间以左侧管的中心轴线为圆心的弧度为95－130角度，优选120角度。同理自由端5、6和自由端3、4的弧度相同。通过上述优选的夹角的设计，使得自由端的振动达到最佳，从而使得换热效率达到最优。
[0093] 电加热器加热功率优选为1000‑2000W，进一步优选为1500W。
[0094] 作为优选，所述箱体是圆形截面，设置多个换热部件，其中一个设置在圆形截面圆心的中心换热部件和其它的形成围绕圆形截面圆心分布的换热部件。
[0095] 作为优选，管组1的管束是弹性管束。
[0096] 通过将管组1的管束设置弹性管束，可以进一步提高换热系数。
[0097] 进一步优选，所述电加热器是电加热棒。
[0098] 所述管组1为多个，多个管组1为并联结构。
[0099] 如图6所示的换热器具有圆形截面的壳体，所述的多个换热部件设置在圆形壳体内。作为一个优选，所述的换热部件在壳体内设置三个，所述的换热部件的中心管的中心位于圆形截面的内接正三角形，中心管的中心的连线形成正三角形，上部为一个换热部件，下部为两个换热部件，所述换热部件的左侧管、右侧管以及中心管的中心形成的连线为平行结构。通过如此设置，能够使得换热器内流体充分达到震动和换热目的，提高换热效果。
[0100] 通过数值模拟以及实验得知，所述的换热部件的尺寸以及圆形截面的直径对于换热效果具有很大的影响，换热部件尺寸过大会导致相邻的间距太小，中间形成的空间太大，中间换热效果不好，换热不均匀，同理，换热部件尺寸过小会导致相邻的间距太大，导致整体换热效果不好。因此本发明通过大量的数值模拟和实验研究得到了在最佳的尺寸关系。
[0101] 左侧管和右侧管的中心之间的距离为L1，内接正三角形的边长为L2，环形管中最内侧环形管的轴线的半径为R1,最外侧环形管的轴线的半径为R2，则满足如下要求：
[0102] 10*(L1/L2)=d*(10*R1/R2)‑e*(10*R1/R2)2‑f；其中d,e,f是参数，
[0103] 34.71
[0104] 进一步优选，d=34.716,e=2.9319,f=99.342；
[0105] 其中优选720
[0106] 进一步优选0.30
[0107] 作为优选，左侧管21、右侧管22、中心管8的圆心在一条直线上。
[0108] 通过上述的三个换热部件结构优化的布局，能够使得整体换热效果达到最佳的换热效果。
[0109] 当设置三个换热部件时，可以优选设置为三组，每组一个换热部件，进行间歇式换热；
[0110] 可以优选设置为两组，下部的两个设置为一组，上部的一个换热部件设置为一组，进行间歇式换热。
[0111] 研究以及实践中发现，持续性的稳定性的热源会导致内部换热部件的流体形成稳定性，即流体不再流动或者流动性很少，或者流量稳定，导致管组1振动性能大大减弱，从而影响管组1的除垢以及换热的效率。因此需要对上述热管进行如下改进。
[0112] 在本发明人的在先申请中，提出了一种周期性的换热方式，通过周期性的换热方式来不断的促进换热管的振动，从而提高换热效率和除垢效果。但是，通过固定性周期性变化来调整管束的振动，会出现滞后性以及周期会出现过长或者过短的情况。因此本发明对前面的申请进行了改进，对振动进行智能型控制，从而使得内部的流体能够实现的频繁性的振动，从而实现很好的除垢以及换热效果。
[0113] 本发明针对在先研究的技术中的不足，提供一种新式的智能控制振动的电加热换热器。该换热器能够提高了换热效率，从而实现很好的除垢以及换热效果。
[0114] 作为优选，在除垢过程采取上述方式进行换热。
[0115] 一、基于压力自主调节振动
[0116] 作为优选，换热部件内部设置压力检测元件，用于检测换热部件内部的压力，所述压力检测元件与控制器进行数据连接，控制器根据检测的压力来控制电加热器是否进行加热。
[0117] 作为优选，压力检测元件检测的压力高于一定数值，则控制器控制电加热器停止加热，如果压力检测元件检测的压力低于一定数值，控制器控制电加热器进行加热。
[0118] 通过压力检测元件检测的压力，能够在满足一定的压力情况下，内部的流体的蒸发基本达到了饱和，内部流体的体积也基本变化不大，此种情况下，内部流体相对稳定，此时的管束振动性变差，因此需要进行调整，使其进行振动，从而停止加热。使得流体进行体积变小从而实现振动。当压力降低到一定程度时，此时内部流体又开始进入稳定状态，此时需要加热使得流体重新蒸发膨胀，因此需要进行启动电加热器进行加热。
[0119] 作为优选，压力检测元件设置在中心管8和/或者左侧管21和/或右侧管22内。
[0120] 作为优选，压力检测元件设置在中心管8和左侧管21和右侧管22内。此时可以选择三个管箱的压力平均值作为调节数据。
[0121] 作为优选，压力检测元件设置在自由端。通过设置在自由端，能够感知自由端的压力变化，从而实现更好的控制和调节。
[0122] 二、基于温度自主调节振动
[0123] 作为优选，换热部件内部设置温度检测元件，用于检测换热部件内部的温度，所述温度检测元件与控制器进行数据连接，控制器根据检测的温度来控制电加热器是否进行加热。
[0124] 作为优选，温度检测元件检测的温度高于一定数值，则控制器控制电加热器停止加热，如果温度检测元件检测的温度低于一定数值，控制器控制电加热器进行加热。
[0125] 通过温度检测元件检测的温度，能够在满足一定的温度情况下，内部的流体的蒸发基本达到了饱和，内部流体的体积也基本变化不大，此种情况下，内部流体相对稳定，此时的管束振动性变差，因此需要进行调整，使其进行振动，从而停止加热。使得流体进行体积变小从而实现振动。当温度降低到一定程度时，此时内部流体又开始进入稳定状态，此时需要加热使得流体重新蒸发膨胀，因此需要进行启动电加热器进行加热。
[0126] 作为优选，温度检测元件设置在置在中心管8和/或者左侧管21和/或右侧管22内的上端。
[0127] 作为优选，温度检测元件设置在中心管8和左侧管21和右侧管22的上端。
[0128] 作为优选，温度检测元件设置在自由端。通过设置在自由端，能够感知自由端的温度变化，从而实现更好的控制和调节。
[0129] 三、基于液位自主调节振动
[0130] 作为优选，中心管8内部设置液位检测元件，用于检测下管箱内的流体的液位，所述液位检测元件与控制器进行数据连接，控制器根据检测的流体的液位来控制电加热器是否进行加热。
[0131] 作为优选，如果液位检测元件检测的液位低于一定数值，控制器控制电加热器停止加热。液位检测元件检测的液位高于一定数值，则控制器控制电加热器进行加热。
[0132] 通过液位检测元件检测的液位，能够在满足一定的液位（例如最低下限）情况下，内部的流体的蒸发基本达到了饱和，内部流体的体积也基本变化不大，此种情况下，内部流体相对稳定，此时的管束振动性变差，因此需要进行调整，使其进行振动，从而停止加热。使得流体进行体积变小从而实现振动。当液位升高到一定程度时，此时内部流体又开始进入稳定状态，此时需要加热使得流体重新蒸发膨胀，因此需要进行启动电加热器进行加热。
[0133] 四、基于速度自主调节振动
[0134] 作为优选，管束自由端内部设置速度检测元件，用于检测管束自由端内的流体的流速，所述速度检测元件与控制器进行数据连接，控制器根据检测的流体的速度来控制电加热器是否进行加热。
[0135] 作为优选，如果速度检测元件检测的速度高于一定数值，控制器控制电加热器停止加热。速度检测元件检测的速度低于一定数值，则控制器控制电加热器进行加热。
[0136] 通过速度检测元件检测的速度，能够在满足一定的速度（例如最高上限）情况下，内部的流体的蒸发基本达到了饱和，形成了稳定流动，内部流体的速度也基本变化不大，此种情况下，内部流体相对稳定，此时的管束振动性变差，因此需要进行调整，使其进行振动，从而停止加热。使得流体进行体积变小从而实现振动。当速度下降到一定程度时，此时内部流体又开始进入稳定状态，此时需要加热使得流体重新蒸发膨胀，因此需要进行启动电加热器进行加热。
[0137] 作为优选，换热器包括除垢过程，在除垢过程采取上述方式进行换热。
[0138] 本发明还包括智能控制，具体技术方案如下：
[0139] （一）出水温度的控制
[0140] 所述壳程出口设置温度传感器，所述温度传感器与数据采集控制器数据连接，设定一个壳程出口流体的预定温度T1，并将T1存储到数据采集控制器；数据采集控制器采集温度传感器检测的温度T2；数据采集控制器将T2与T1相比较；数据采集控制器根据比较的结果来控制电加热器加热功率进行加热。
[0141] 作为优选，如果T2>T1，则数据采集控制器自动控制降低加热功率，如果T2
[0142] 作为优选，通过控制输入电加热器的电压的大小来控制加热功率大小。
[0143] 作为优选，所述温度传感器为多个，所述控制器依据的温度数据是多个温度传感器测量的温度，来控制加热器的运行。
[0144] （二）流体流量的控制
[0145] 所述壳程入口管设置阀门，所述阀门与数据采集控制器数据连接，设定一个壳程出口流体的预定温度T1，并将T1存储到数据采集控制器；数据采集控制器采集温度传感器检测的温度T2；数据采集控制器将T2与T1相比较；数据采集控制器根据比较的结果来控制阀门的开闭和开度。
[0146] 作为优选，如果T2>T1，则数据采集控制器自动控制阀门增加开度，如果T2
[0147] 作为优选，所述温度传感器为多个，所述控制器依据的温度数据是多个温度传感器测量的温度，来控制加热器的运行。
[0148] （三）壳体压力的控制
[0149] 所述壳体内设置压力传感器，所述压力传感器与数据采集控制器数据连接，设定一个壳程的预定压力P1，并将P1存储到数据采集控制器；数据采集控制器采集压力传感器检测的压力P2；数据采集控制器将P2与P1相比较；数据采集控制器根据比较的结果来控制电加热器加热功率进行加热。通过如此设置，可以根据壳体内的压力来调节加热功率，避免压力过大，从而保证换热器的安全。
[0150] 作为优选，如果P1
=P1，则数据采集控制器自动控制停止加热功率进行加热。[0151] 作为优选，通过控制输入电加热器的电压的大小来控制加热功率大小。
[0152] 作为优选，所述压力传感器为多个，所述控制器依据的压力数据是多个压力传感器测量的压力，来控制加热器的运行。
[0153] 所述压力传感器设置在壳体的上部位置。
[0154] （四）壳体排气的控制
[0155] 所述壳体内设置压力传感器，所述压力传感器与数据采集控制器数据连接，壳程上部设置排气阀，所述排气阀与数据采集控制器数据连接；设定一个壳程的预定压力P1，并将P1存储到数据采集控制器；数据采集控制器采集压力传感器检测的压力P2；数据采集控制器将P2与P1相比较；数据采集控制器根据比较的结果来控制排气阀的开闭。通过如此设置，可以根据壳体内的压力来调节排气阀，避免压力过大，从而保证换热器的安全。
[0156] 作为优选，如果P2>0.98*P1，则数据采集控制器自动控制排气阀打开，直到P2<=0.9*P1，则数据采集控制器自动控制排气阀关闭。
[0157] 作为优选，所述压力传感器为多个，所述控制器依据的压力数据是多个压力传感器测量的压力，来控制加热器的运行。
[0158] 所述压力传感器设置在壳体的上部位置。
[0159] 需要说明的是电加热器的加热功率是整个加热时间的平均功率。
[0160] 作为优选，所述换热器用于酒店，进一步可以用于酒店加热站，或者加热热水，取暖等。
[0161] 虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
