[發明專利]一種相變板式換熱器

有效

• 申請號: 201410023620.7
• 申請日: 2014-01-20
• 公開（公告）號: CN103791741A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 吳俐俊;鞠貴冬;王文平
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: F28D9/00
• 分類號: F28D9/00
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

技術領域

本發明屬于高效換熱節能設備領域，涉及一種相變板式換熱器。

背景技術

目前相變換熱器常采用翅片管式換熱器。其中相變介質走管內，另一介質走翅片側，相變介質與另一介質之間采用錯流換熱，但這種翅片管式換熱器換熱效果不好，造成管內介質不能完全相變，浪費大量的能量；另一方面翅片管式換熱器換熱能力差，需要消耗大量的管材，占地面積大，并且加工成本較高，機械密封性差，翅片側易積灰，同時翅片容易脫落造成接觸熱阻增加，導致換熱器換熱能力大幅度降低，使用壽命降低。

現有技術中，對相變板式換熱器的報道較少，而板式換熱器具有結構緊湊，占地面積小，傳熱效率高等特點，但是傳統板式換熱器雖然結構緊湊，但是流道復雜，介質兩側流動阻力都很大，同時傳統板式換熱器需要橡膠圈密封，不適用于高溫蒸汽換熱，同時蒸汽發生相變會造成體積大幅降低，而傳統板式在流道截面積上沒有變化，造成相變后流體流速達不到湍流，換熱效果降低，所以需要開發相變板式換熱器。?

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種相變板式換熱器，該相變板式換熱器采用了不同于傳統換熱器的設計思想，融合了管殼式、板翅式和板式等幾種換熱器的優點，具有結構緊湊，換熱能力強，流動阻力小，易清洗的特點。它克服了以往相變換熱器換熱能力差，耗材多，成本高，密封差及流動阻力大的缺點，同時采用流道依次減少的辦法，使相變介質在相變過程中流道截面積越來越小，增加了相變介質的湍流度，使換熱效果大大增強。

本發明所采用的技術方案是：

一種相變板式換熱器，包括換熱器芯體1、換熱介質進口2、換熱介質出口5、相變介質進口集箱3和相變介質出口集箱4；所述換熱器芯體1側端設置相變介質進口集箱3和相變介質出口集箱4；所述換熱器芯體1上下端分別設置換熱介質進口2和換熱介質出口5，構成一種傳熱流體通道；所述換熱器芯體1由若干組板束12豎直疊放而成，所述板束12由兩塊相同的板片9疊加在一起，利用激光滲透焊接，通過充壓形成截面為類橢圓或扁圓的相變介質循環通道10，相鄰的板束12之間采用錯位疊放形成另一種傳熱介質通道11；所述相變介質循環通道10自上而下由多到少布置，隨著相變介質冷凝，體積大大減少，相變介質從多通道進，少通道出；如果相變介質蒸發，體積大幅增加，相變介質就從少通道進，多通道出。

本發明中，所述板束12一側上部設有相變介質進口6和底部設有相變介質出口7。

所述的板片均采用鋼或其他金屬材料制成。

本發明的有益效果在于：

1）相變介質通道采用類橢圓、扁圓循環通道，換熱流體橫掠類橢圓、扁圓外表面使換熱流體能更好的與類橢圓、扁圓外表面接觸，消除了換熱死角；2）相變介質通道內采用了突闊和收縮形狀，使相變介質不斷改變流向和速度，增加了擾動，強化了傳熱；3）采用的類橢圓、扁圓循環通道數由多到少分布，解決了傳熱過程中介質冷凝因相變由氣態變為液體導致體積減少會使流速下降的問題和介質蒸發體積大幅增加，壓力增大的問題使板內壓力較為平均。該結構相當于通道變徑，結構更為合理，從而增強了換熱；4）工作壓力高，耐壓5Mpa，工作溫度高，耐溫30?℃?—1000?℃；5）模塊設計，安裝、更換、清洗及維修方便。

附圖說明

圖1為相變板式換熱器結構圖。

圖2為本發明換熱器板片結構剖面示意圖。

圖3為本發明板束截面示意圖。

附圖中，各標號所代表的組件如下：

1換熱器芯體，2.換熱介質進口，3.相變介質進口集箱，4.相變介質出口集箱，5.?換熱介質出口，6.相變介質進口，7.相變介質出口，8.焊縫線，9.板片，10.相變介質循環通道，11.?傳熱介質通道，12.板束。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式做進一步詳細地描述。

參考圖1，一種相變板式換熱器包括換熱器芯體1、換熱介質進口2、換熱介質出口5、相變介質進口集箱3和相變介質出口集箱4。

參考圖2-3，板束12由兩塊相對的板片9通過若干條板片9中部的焊接線8和四周的焊接線焊接固定，其中平板中部的焊接線8與板片9的左右兩邊平行，其長度小于平板左右邊長。平板上焊接線之間的區域通過高壓氣體或高壓液體充壓形成類橢圓、扁圓的相變介質循環通道10，相變介質進口6有多個類橢圓、扁圓通道，隨著相變介質相變換熱，循環通道也相應的由多到少布置，最后工質從一個或多個類橢圓、扁圓通道流出，另一種傳熱流體流經錯位疊放的板束間波紋通道，設計更為合理。