[發(fā)明專利]一種板式換熱器及其板片

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210014200.3
• 申請(qǐng)日: 2012-01-18
• 公開（公告）號(hào): CN103217049A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄒江;王耀光;王景鵬;趙陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州三花研究院有限公司
• 主分類號(hào): F28F3/08
• 分類號(hào): F28F3/08
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及熱交換領(lǐng)域，更具體的說(shuō)，涉及一種板式換熱器及其板片。

背景技術(shù)

板式換熱器是一種緊湊、高效的換熱器，是工業(yè)過(guò)程中必不可少的設(shè)備，廣泛應(yīng)用于動(dòng)力、化工、食品、空調(diào)、供熱、機(jī)械等行業(yè)中，它還是新能源如余熱利用、太陽(yáng)能利用、海水利用、地?zé)崂弥械年P(guān)鍵設(shè)備。

板式換熱器由多片沖壓成型的薄板片堆疊而成，通過(guò)螺栓或焊接實(shí)現(xiàn)固定。相鄰兩片板片形成一個(gè)流體換熱通道，冷熱流體相間地通過(guò)流體換熱通道，并進(jìn)行換熱。一個(gè)流體換熱通道只流一種流體。換熱器在兩端設(shè)有進(jìn)出口。板片的材料一般為不銹鋼、鈦板、鋁合金等。

板式換熱器一般呈長(zhǎng)方體形狀，長(zhǎng)寬比一般大于2，因?yàn)榱黧w換熱時(shí)為達(dá)到一定的換熱效率，流體在換熱器的流速與流程有一定要求。換熱器越長(zhǎng)，對(duì)應(yīng)的流程越大，流體流速也往往越大，越有利于達(dá)到目標(biāo)的換熱效率。

而在在一些特定的應(yīng)用環(huán)境里，換熱器放置空間有限，尤其往往是長(zhǎng)度方向空間有限，長(zhǎng)寬比難以滿足大于2的要求，比如在汽車應(yīng)用中，因此換熱器不能設(shè)計(jì)得過(guò)長(zhǎng)，但這就會(huì)影響目標(biāo)換熱效率的實(shí)現(xiàn)。

以簡(jiǎn)單的單項(xiàng)流動(dòng)換熱為例，說(shuō)明換熱系數(shù)與流體流速的關(guān)系。板式換熱器中，流動(dòng)方式一般為湍流，換熱系數(shù)k與流速v的n次方即vⁿ成正比，n取值一般在0.6~1.0之間。

現(xiàn)有技術(shù)的板片如圖1所示，包括中心熱交換區(qū)域和分布在中心熱交換區(qū)域四周的角孔（01、02、03、04），中心熱交換區(qū)域通常包括表面圖案12和板平面11。表面圖案12多為相對(duì)板平面11凹陷或凸起形成的不同形狀，比如波紋圖案、凹坑圖案等。

如圖1所示，同種流體的進(jìn)口與出口分別設(shè)置在兩端，流體從進(jìn)口進(jìn)入流體傳熱通道后從整個(gè)通道往出口流動(dòng)。換熱器在滿足長(zhǎng)度要求下，為保證換熱量，不得不增加板片的數(shù)量或者板片組寬度（對(duì)應(yīng)于通道寬度）。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一在于：為解決上述現(xiàn)有技術(shù)只能通過(guò)增加板片數(shù)量或者增加板片組的寬度來(lái)提高換熱器的換熱量的缺陷提供一種板式換熱器的板片，本發(fā)明的目的之二是提供一種板式換熱器。

本發(fā)明為解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種板式換熱器的板片，所述板片包括位于板片正反兩面的兩個(gè)板平面：第一板平面和第二板平面，包括將板片分隔成至少2個(gè)區(qū)域的隔離段，所述隔離段包括第一隔離段、第二隔離段和第三隔離段，所述第三隔離段包括兩段長(zhǎng)度相同的、相鄰并排設(shè)置且分別相對(duì)所述板片向相反的方向凹陷的凹槽：第一凹槽和第二凹槽，所述第一隔離段和第三隔離段分別位于所述第二隔離段的兩端；所述第一隔離段為所述第一凹槽在所述板片上的延伸段，所述第二隔離段為所述第二凹槽在所述板片上的延伸段；

在板片的第一板平面，第一隔離段和第一凹槽凹陷，第二隔離段和第二凹槽凸起，在板片的第二板平面，第一隔離段和第一凹槽凸起，第二隔離段和第二凹槽凹陷。

優(yōu)選地，所述隔離段的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，所述第一隔離段的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，所述第二隔離段的長(zhǎng)度為L(zhǎng)2，其中1/6≤L1/L≤1/3，且1/6≤L2/L≤1/3。

優(yōu)選地，所述第一凹槽和第二凹槽相鄰且平滑過(guò)渡，所述第一凹槽、第一隔離段、第二凹槽和第二隔離段相對(duì)所述板片的高度大致相等。

優(yōu)選地，所述第一凹槽和第二凹槽將所述板片分割成兩個(gè)區(qū)域，所述兩個(gè)區(qū)域分別設(shè)有兩個(gè)角孔，每個(gè)區(qū)域的兩個(gè)角孔的擋圈分別設(shè)置在所述板片的兩側(cè)，所述擋圈相對(duì)所述板片的高度與所述第一凹槽、第一隔離段、第二凹槽和第二隔離段相對(duì)所述板片的高度大致相等。

優(yōu)選地，在所述第一隔離段的兩側(cè)和第二隔離段的兩側(cè)分別設(shè)置有兩個(gè)角孔，在第一隔離段兩側(cè)的兩個(gè)角孔上擋圈向第二隔離段凹陷的方向凹陷，在第二隔離段兩側(cè)的兩個(gè)角孔上擋圈想第一隔離段凹陷的方向凹陷。

優(yōu)選地，所述板片被隔離段分割成成兩個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域都包括位于其中心部分的換熱區(qū)域，即兩個(gè)角孔之間的區(qū)域?yàn)閾Q熱區(qū)域，換熱區(qū)域上設(shè)有凹凸不平的表面圖案，所述表面圖案為：波紋圖案或凹坑形狀，所述表面圖案相對(duì)板平面的高度需小于第一凹槽和第二凹槽相對(duì)板平面的高度。

本發(fā)明的目的之二在于：提供一種板式換熱器，包括板組件，所述板組件包括至少3個(gè)層疊設(shè)置的板片，相鄰兩板片封閉成一個(gè)流體換熱通道，所述板片為上述任一項(xiàng)所述的板片。

優(yōu)選地，所述板組件包括三個(gè)依次層疊設(shè)置的板片：第一板片、第二板片和第三板片；

優(yōu)選地，所述第二板片的第一板平面與第三板片的第一板平面正對(duì)設(shè)置，所述第二板片的第二板平面與第一板片的第一板平面對(duì)應(yīng)設(shè)置。