[發明專利]一種換熱器及其換熱方法

有效

• 申請號: 202010052658.2
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111156850B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 謝霄虎;樊慧明
• 申請（專利權）人: 陜西秦科世博航空科技有限公司
• 主分類號: F28D21/00
• 分類號: F28D21/00
• 代理公司: 西安億諾專利代理有限公司 61220
• 代理人: 康凱

本發明屬于換熱器技術領域，具體涉及一種換熱器及其換熱方法，包括冷流通道和熱流通道，冷流通道和熱流通道均連接有液流通道，液流通道內設有液流混合換層腔，冷流通道和熱流通道與液流通道的連接端均利用封條隔開，冷流通道、熱流通道及液流通道兩兩之間設有隔板，冷流通道、熱流通道和液流通道內部安裝有翅板，液流通道內設有冷卻溶液；本發明提出了一種減小換熱器流阻并具有高效換熱性能的新方法，可有效降低冷卻氣體溫度，達到設計要求的出口溫度。

技術領域

本發明屬于換熱器技術領域，具體涉及一種換熱器及其換熱方法。

背景技術

近年來，伴隨著制造技術的快速發展和換熱器結構形式的不斷優化，換熱器在國民經濟和化工生產領域中對產品質量、能量利用率以及系統經濟性、可靠性起著舉足輕重的作用，能源與材料費用的不斷增長極大地推動了對高效節能換熱器的研究，換熱器內部強化傳熱主要有三種途徑：第一種是增大傳熱面積，但換熱器的傳熱面積不可能無限制增大，否則投資費用會大大增加，并且隨著工業化的進展，設備的設計更加趨于精細緊湊化；第二種是提高傳熱系數，主要是合理設計布局及使用傳熱介質以提高傳熱強化系數；第三種是增加冷熱流體間的平均換熱溫差。本發明是從后兩種方式為切入點進行突破性研究。

目前市場上在利用氣體介質進行傳熱的過程中，在設計氣體介質之間存在較大溫差換熱器時，有可能存在冷卻氣體出口溫度值高于被冷卻氣體所要求的出口溫度的情況，此時采用常規單流程換熱器已經無法達到設計要求。針對此問題的一個解決方案是采用多流程叉逆流設計，采用多流程叉逆流設計的不利因素是采用該種方案的流道阻力比較大，從而增大風機風壓的要求，增加系統運行成本，因此提出一種減少換熱器流阻并具有高效換熱性能的新方法是必不可少的。

發明內容

為了解決上述氣體介質換熱過程中可能存在的冷卻氣體出口溫度值高于被冷卻氣體所要求的出口溫度的問題，針對一般設計方法所存在的不足，本發明提供了一種減小換熱器流阻并具有高效換熱性能的新方法，可有效降低被冷卻氣體溫度，達到設計要求的出口溫度的換熱器及其換熱方法。

本發明的技術方案在于：

一種換熱器，包括冷流通道、熱流通道和液流通道，冷流通道和/或熱流通道連接有液流通道，液流通道內設有液流混合換層腔，冷流通道、熱流通道與液流通道的連接端均利用封條隔開，冷流通道、熱流通道及液流通道兩兩之間設有隔板，冷流通道、熱流通道和液流通道內部均安裝有翅板，液流通道內設有冷卻溶液。

優選地，所述隔板將冷流通道和熱流通道分隔疊置為不小于2n層,n≥1且n為正整數。

優選地，所述冷流通道和熱流通道均連接有液流通道。

優選地，所述冷流通道和熱流通道同一側邊緣處設有液流通道，且液流通道與冷流通道和熱流通道均相接觸。

優選地，所述冷流通道和熱流通道之間設置有液流通道。

優選地，所述液流通道設置于冷流通道靠近熱流通道的一面上，或者液流通道設置于熱流通道靠近冷流通道的一面上，或者液流通道一半位于冷流通道上，一半位于熱流通道上，且位于冷流通道上的一半與位于熱流通道上的一半相接觸。

冷流通道、熱流通道及液流通道可根據環境需要合理布置通道之間的連接結構，通過合理布局冷流通道、熱流通道和液流通道可以有效提高換熱器整體平均換熱溫差，提高換熱效率，有效節省制造成本。

優選地，冷流通道、熱流通道及液流通道兩兩之間進行熱交換，進而降低熱流通道的氣體出口溫度。

優選地，所述冷流通道中有冷流氣體通過，熱流通道中有熱流氣體通過，冷流通道與熱流通道之間通過隔板進行氣氣換熱，熱流通道與液流通道通過隔板進行氣液換熱，冷流通道與液流通道通過隔板進行氣液換熱，冷卻溶液通過液流混合換層腔完成溶液的混合，同時完成冷流通道和熱流通道的流層轉換，進而降低熱流通道的氣體出口溫度。