[發(fā)明專利]用于板式換熱器的換熱板及該板式換熱器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610462616.X
• 申請日: 2016-06-22
• 公開（公告）號: CN107525429A
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬文勇;楊靜
• 申請（專利權(quán)）人: 丹佛斯微通道換熱器（嘉興）有限公司
• 主分類號: F28F3/02
• 分類號: F28F3/02;F28D9/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 王靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及暖通空調(diào)、汽車、制冷以及運輸領(lǐng)域，尤其涉及一種板式換熱器和用于板式換熱器的換熱板。

背景技術(shù)

板式換熱器是由一系列具有一定波紋形狀的金屬換熱板片疊裝而成的一種新型高效換熱器。各換熱板片之間形成薄矩形通道，通過換熱板片進行熱量交換，其功能是將一種流體的熱量傳遞給另一種流體。

目前，大部分板式換熱器的波紋板或換熱板的波紋形狀呈“人”字形，即在一塊不銹鋼薄板上沖壓出連續(xù)排列的“人”字形波紋通道結(jié)構(gòu)(即形成波紋板)，然后上下兩塊波紋板反向疊合，形成若干條互不相通的流體通道。在使用時，在不同的通道中通入冷流體和熱流體，從而實現(xiàn)熱量交換目的。

為了提高熱量傳遞的效率，力求做到兩種流體隔著換熱板能充分地交換熱量，所以換熱板的結(jié)構(gòu)合理與否至關(guān)重要。

經(jīng)分析研究，現(xiàn)行的“人”字形波紋板，如圖1所示，多為均勻?qū)ΨQ結(jié)構(gòu)，在波紋板的寬度方向上，人字形波紋通道結(jié)構(gòu)的波峰部和波谷部的寬度是恒定的。在通道的截面上，結(jié)構(gòu)和孔隙率完全一致，其局部阻力系數(shù)接近相等。在進口、出口的直線區(qū)域，流動距離最短，流動總阻力最小，流速最大；在偏離進口、出口越遠的區(qū)域，流動距離越長，流動總阻力越大，流速越低。流體在整個流通截面上，流速分布不均，大量流體由最短路徑流出，在距離進口、出口較遠區(qū)域，沒有足量的流體流入和參與換熱，對于寬板、單邊逆流板式換熱器，冷、熱流體主流區(qū)不重疊或重疊不足，換熱面積沒充分利用，造成總換熱效率低下。

現(xiàn)有的人字形波紋板可以強化湍流，以通過設(shè)置成瘦長型板片結(jié)構(gòu)，在一定程度上，減輕了通道內(nèi)流體分布不均的問題。但是對于具有較寬的寬度的人字形波紋板來說，不能從根本上消除流體分布不均的問題，而且強化湍流和瘦長型板片結(jié)構(gòu)受到應用和使用空間的限制。

有鑒于此，確有必要提供一種優(yōu)化的換熱板結(jié)構(gòu)設(shè)計，以提高板式換熱器的總換熱效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于至少部分地解決上述的現(xiàn)有人字形波紋板或換熱板的結(jié)構(gòu)上的不足，消除換熱板上的通道內(nèi)流體分布不均，從而提高板式換熱器的總換熱效率。

本發(fā)明的另一目的，在于提供一種新型的用于板式換熱器的換熱板或換熱器，以至少部分地實現(xiàn)下述效果中的至少一種：

在換熱板的寬度方向上，使得波峰部和波谷部的寬度均勻連續(xù)變化，即增大或減??；在通道的截面上和結(jié)構(gòu)上使得孔隙率連續(xù)變化；在寬度方向上，其局部阻力系數(shù)均勻變化；在進口、出口的直線區(qū)域，設(shè)計較大的局部阻力系數(shù)，在距離進口、出口較遠的區(qū)域，設(shè)計較小的局部阻力系數(shù)；在整個流道內(nèi)，每一區(qū)域的流動總阻力接近相等；在整個流通截面上，流速接近相等。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于板式換熱器的換熱板，所述換熱板上設(shè)置有連續(xù)排列的波紋通道結(jié)構(gòu)，所述波紋通道結(jié)構(gòu)包括相互交替排布的至少兩個凸脊和凹谷，其中所述至少兩個凸脊和凹谷中的至少一個的橫截面的截面積在至少部分區(qū)域上是變化的。

在一個示例中，在所述換熱板的寬度方向上，在至少部分區(qū)域上所述凸脊的橫截面的截面積從左至右變大和/或所述凹谷的橫截面的截面積從右至左變大；或

在所述換熱板的寬度方向上，在至少部分區(qū)域上所述凸脊的橫截面的截面積從左至右變小和/或所述凹谷的橫截面的截面積從右至左變小。

在一個示例中，在所述換熱板的寬度方向上，在至少部分區(qū)域上所述凸脊的波峰部的寬度從左至右變大和/或所述凹谷的波谷部的寬度從右至左變大；或

在所述換熱板的寬度方向上，在至少部分區(qū)域上所述凸脊的波峰部的寬度從左至右變小和/或所述凹谷的波谷部的寬度從右至左變小。

在一個示例中，所述換熱板的四個角處設(shè)置有至少四個孔口，所述孔口中的兩個用作所述換熱板的進口和出口，

所述用作換熱板的進口和出口的兩個孔口沿著換熱板的縱長方向位于換熱板的同一側(cè)，并且被設(shè)置成使得從所述進口流入的流體先到達凹谷橫截面的截面積較小和/或凹谷的波谷部的較窄的區(qū)域，之后在換熱板的寬度方向上流入到凹谷橫截面的截面積較大和/或凹谷的波谷部的較寬的區(qū)域。

在一個示例中，所述橫截面的截面積的變化是連續(xù)的線性變化或不規(guī)則的變化。

在一個示例中，所述波紋通道結(jié)構(gòu)為人字形波紋通道結(jié)構(gòu)，所述人字形波紋通道結(jié)構(gòu)的角度在90-150度的范圍內(nèi)。

在一個示例中，所述波紋通道結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)Λ形、V形、W形、M形、右斜的I形和左斜的I形中的至少一個或它們的任意組合。