[發(fā)明專利]一種板式換熱器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210289506.X
• 申請日: 2012-08-14
• 公開（公告）號: CN102767979A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發(fā)明（設計）人: 覃新川
• 申請（專利權）人: 覃新川
• 主分類號: F28D9/00
• 分類號: F28D9/00;F28F3/02
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 鄧琪;周琪

技術領域

本發(fā)明涉及一種換熱器，更具體地涉及一種板式換熱器。

背景技術

板式換熱器是近幾十年來得到迅速發(fā)展和廣泛應用的一種新型高效、緊湊型換熱器，是由一系列具有一定波紋形狀的板片疊裝而成的，如圖1所示。圖1給出了常見的人字波紋板流道的一個截面形狀，第一板片1與第二板片2之間形成第一流道4，第二板片2與第三板片3之間形成第二流道5以將冷熱流體分開，即疊裝的板片1、2、3形成兩個流道4，5，使冷熱流體分別在板片2兩側的流道4，5中流動，通過板片2進行熱量交換。由于其板間流道是一個橫截面形狀多變、曲折的流道，它有效地使流體產(chǎn)生湍流，使對流換熱得到加強，從而降低了流體的熱阻。板片2用0.5~1.5mm的薄板制造，降低了壁面熱阻；同時因流動狀態(tài)為高度紊流，使污垢極薄，其相應的熱阻也小。板式換熱器具有一系列的優(yōu)點：①總傳熱系數(shù)高；其總傳熱系數(shù)約為殼管式換熱器的3～5倍。②重量輕，體積小，結構緊湊；其單位體積內(nèi)的換熱面積約為殼管式的3～5倍，占地面積僅為殼管式的1/5～1/6。③易于實現(xiàn)純逆流，且末端溫差可以很小，可以實現(xiàn)小溫差傳熱。④大型化和小型化都很方便。⑤制造容易，選材多樣等。

但是，板式換熱器也有一些固有的缺點，由于板間流道的平均間隙為2～8mm，對于含有較大顆粒或纖維的換熱介質(zhì)，流道容易堵塞，為此出現(xiàn)了以特殊板片組成各種非對稱流道，圖2給出了非對稱流道的示意圖，其中，該板式換熱器同樣示出為由三個具有一定波紋形狀的板片1`，2`，3`疊裝而成，板片2`兩側的第二流道5`的橫截面積與第一流道4`的橫截面積的比可以達到2倍左右；分析各種非對稱流道的結構，它們都僅適用于寬流道為高壓流體的情況；對當冷熱流體兩端的壓強差較大時（特別是窄流道的壓力較大時），不能發(fā)揮板式換熱器的優(yōu)越性。因一邊存在相變或比熱容較大，在經(jīng)濟流速的條件下，導致冷熱流體的溫升差距接近或超過1個數(shù)量級時（如水與空氣的溫升可到2個數(shù)量級）。另外板式換熱器難于像管殼式換熱器那樣通過增加翅片，改變傳熱面積，也即，使兩側的傳熱面積不相等。這也是各工業(yè)行業(yè)大量使用的各種空冷器以及蒸發(fā)壓縮制冷裝置中空冷式冷凝器和蒸發(fā)器而沒有很好使用板式換熱器的原因之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種可以應用于冷熱流體的熱容量相差較大時使用板式換熱器進行換熱時的解決方案。

對于冷熱流體的熱容量相差較大時（如空冷電廠大量使用的空冷器是水蒸汽與空氣的相變換熱，其中水蒸汽是被冷凝的流體，空氣是冷卻流體）的換熱器，本發(fā)明的技術方案是：一種板式換熱器，包括至少三塊疊裝的板片以形成至少兩個流道，至少一個流道中設置有至少一層強化片。

所述強化片為板片形式、穿孔板片形式或篩網(wǎng)形式。

所述強化片與所述板片接觸。

所述強化片是平直的穿孔板片或篩網(wǎng)。

所述強化片是人字波紋板、豎直波紋板或水平平直波紋板。

所述強化片的形狀與板片的形狀完全相同或基本一致或完全不同。

相鄰的所述板片不接觸。

所述強化片與所述板片不接觸。

所述板式換熱器是全焊接式、半焊接式或可拆卸式板式換熱器

本發(fā)明的換熱器的強化片的形式可以是目前使用的各種普通板片和特殊板片。強化片的材料可以是金屬或者其他任何合適材料。強化片上的孔洞數(shù)量、位置、以及大小可根據(jù)使用情況、加工及其他條件決定。強化片的整體外形可以是平直的，或與相鄰板片基本一致或完全相同或完全不同。強化片的層數(shù)可以是一層或多層。強化片之間、強化片與相鄰板片之間可以有緊密接觸點，或沒有緊密接觸點。

通過上述技術方案，本發(fā)明所提供的板式換熱器在相同的換熱量等工作條件下，加裝強化片可以有針對性的提高對流換熱系數(shù)小那一側（如空氣側）的流通面積和實際換熱面積，提高表面換熱系數(shù)，從而提高板式換熱器的總換熱系數(shù)，使板式換熱器在液－液、氣－液、氣－氣換熱（特別是氣－液換熱）時的效率得以提高，拓寬了板式換熱器的應用范圍。另一方面，通過在熱容量較小那一側（如空氣側）流道增加強化片可以增大該側（如空氣側）流道的流通截面積，大幅提高了熱容量較小側（如空氣側）的總流量，也即提高了該側的熱容量，避免由于熱容量較小側（如空氣側）流速過高導致的功率的大幅上升。進一步地，在有相變側加裝強化片可以在增加有效換熱面積的同時，大幅降低板片已冷凝或蒸發(fā)的液體薄膜厚度，進一步提高換熱效率。

附圖說明

圖1是普通板式換熱器的流道示意圖；

圖2是非對稱板式換熱器或不等截面板式換熱器的流道示意圖；