[發明專利]一種板狀熱交換元件及其水媒熱交換裝置和制造方法

無效

• 申請號: 201210211761.2
• 申請日: 2012-06-25
• 公開（公告）號: CN102748979A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 王寬;雷剛;成劍林;雷波
• 申請（專利權）人: 上海吉益能源技術有限公司
• 主分類號: F28F3/04
• 分類號: F28F3/04;F28D9/00;F25B30/06;B23P15/26
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所 31230
• 代理人: 劉立平

技術領域

本發明涉及一種有增加傳熱面積結構的板狀熱交換或傳熱元件及其組件，尤其適用于閉式地表水源熱泵系統的換熱裝置。

背景技術

地源熱泵是利用淺層地能進行供熱制冷的高效節能環保的新型空調技術。地源熱泵是利用地下土壤巨大的蓄熱蓄冷能力，通過深埋于建筑物周圍或地板下的管路系統，采用熱泵原理，通過少量的高位電能輸入，實現低位熱能向高位熱能轉移，使地下巖土體與建筑物完成熱交換的一種技術。閉式地表水源熱泵系統是地源熱泵系統的一種形式，閉式地表水源熱泵系統主要分為三個部分：室外地表水換熱系統、熱泵機組系統和室內采暖空調末端系統。閉式地表水換熱系統是將封閉的熱交換裝置放入具有一定深度的地表水源中，熱交換裝置中的熱媒通過熱交換元件表面與地表水進行熱交換。通過室外地表水換熱系統，冬季，熱泵機組從地表水體中吸收熱量，向建筑物供暖；夏季，熱泵機組從室內吸收熱量并轉移釋放到地表水體中，實現建筑物空調制冷。閉式地表水源熱泵相較傳統空調供暖系統能夠顯著節約能源，而地表水換熱系統的性能，對于整個閉式地表水源熱泵的節能效果和經濟效益，有著關鍵性的影響。

傳統的地表水換熱系統主要使用PE盤管換熱器，現場安裝工作量大，占地面積較大，不易清洗維護。中國發明專利“一種不銹鋼板式換熱器及其加工成型方法”（中國發明專利號：ZL200910191020.0公開號：CN101691961）公開了一種不銹鋼板式換熱器及其加工成型方法，包括：蛇形流道型與蜂窩流道型蒸發板或冷凝板,板式換熱器采用不銹鋼板材，由不銹鋼上板、不銹鋼下板、進口管和出口管構成，兩塊不銹鋼板重疊通過特種焊接方法連接在一起，進口管和出口管插于兩塊不銹鋼板之間的上下兩端，使用電弧焊接方法與不銹鋼板式換熱器本體相連,再通過模具和髙壓脹形工藝使板式換熱器最后成型。該換熱器灌注冷媒和冷凝機油作為傳熱介質，一方面其運行成本高昂，并且換熱面積受冷媒灌注量的限制，不能滿足閉式地表水源熱泵系統對室外地表水換熱裝置需要低溫大面積換熱的要求。另一方面，該換熱器采用蜂窩焊點以及構成蛇形中空流道的隔離焊道焊接，并經髙壓脹形工藝成型，制作工藝復雜，生產效率低，制造成本高。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于閉式地表水源熱泵系統室外地表水換熱裝置的板狀熱交換元件，解決閉式地表水源熱泵系統對室外地表水低溫大面積高效換熱，以及換熱裝置抗污易清洗維護的技術問題。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是：

一種板狀熱交換元件，包括進水口、出水口和兩塊對合并周邊焊接的換熱板，在所述的兩塊換熱板之間，設有與進水口和出水口連通的流通腔體，其特征在于：

所述的換熱板上設有沖壓拉伸成型的導流帶結構和強化換熱結構；

所述的導流帶結構是換熱板上的截面形狀為U型或V型的條狀凸起，所述兩塊換熱板上的條狀凸起的拱頂互相貼合對正，把流通腔體分隔為S型的熱媒水通道；

所述的強化換熱結構是分布在換熱板上的半球面或乳釘狀凸起，所述半球面或乳釘狀凸起在所述的熱媒水通道內構成擾流元件。

本發明的板狀熱交換元件的一種較佳的技術方案，其特征在于所述的半球面或乳釘狀凸起，按照行列對齊分布在所述換熱板的平面上，兩塊換熱板上的半球面或乳釘狀凸起的拱頂相對，構成兩塊換熱板之間的支撐結構。

本發明的板狀熱交換元件的一種更好的技術方案，其特征在于所述的半球面或乳釘狀凸起，按照蜂窩狀交錯分布在所述換熱板的平面上，兩塊換熱板上的半球面或乳釘狀凸起的拱頂相對，構成兩塊換熱板之間的支撐結構。

本發明的板狀熱交換元件的一種改進的技術方案，其特征在于所述的換熱板為兩塊由相同的沖壓模具沖壓成型的同模換熱板；所述的同模換熱板上的導流帶結構和強化換熱結構，沿換熱板的中線上下對稱分布；所述的兩塊同模換熱板一正一反對合，周邊焊接構成板狀熱交換元件。

本發明的另一個目的是提供一種使用上述板狀熱交換元件的水媒熱交換裝置，解決閉式地表水源熱泵系統的換熱裝置體積大，不便安裝維護的問題。本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是：

一種地表水源熱泵系統的水媒熱交換裝置，包含供水總管、回水總管和至少兩塊上述板狀熱交換元件，其特征在于所述板狀熱交換元件的進水口并聯連接到所述的供水總管，板狀熱交換元件的出水口并聯連接到所述的回水總管；所述并聯連接的板狀熱交換元件的流通腔體內注有熱媒水；所述的熱媒水通道通過供水總管和回水總管連接到地表水源熱泵系統的熱媒水循環回路。