[發明專利]一種順流一次表面式換熱器芯體及換熱器

在審

• 申請號: 202110461011.X
• 申請日: 2021-04-27
• 公開（公告）號: CN113154916A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 許光第;董玉新;蔣宇;袁國嚴
• 申請（專利權）人: 上海新奧節能技術有限公司
• 主分類號: F28D9/00
• 分類號: F28D9/00;F28F3/04;F28F21/08
• 代理公司: 北京清大紫荊知識產權代理有限公司 11718
• 代理人: 馮振華;鄭純

本發明提供了一種順流一次表面式換熱器芯體，包括堆疊設置的多個換熱器翅片，所述換熱器翅片之間形成流體通道，所述流體通道的寬度漸變。本發明所提供的一次順流一次表面式換熱器芯體的流道設置成漸變流道，使得熱側流道截面逐漸變小，在被冷卻過程中，流速保持相對穩定；同理，冷側流道截面逐漸變大，在被加熱過程中，流體密度變小，流速同樣保持相對穩定，通過調節冷熱側流速，使兩側換熱性能匹配，從而優化換熱器性能。

技術領域

本發明涉及能源動力技術領域，具體涉及一種順流一次表面式換熱器芯體。

背景技術

換熱器在化工、能源等行業有著廣泛的應用，目前換熱器的常用形式有管殼式、板翅式、板式以及一次表面等形式。其中順流一次表面式換熱器是一種高效緊湊式換熱器，具有傳熱效率高、壓損小、結構緊湊等特點，適用于化學化工、食品醫藥等領域，對于節能降耗、綠色環保有重要意義，具備良好的發展前景。

工業上，在冷流體出口溫度過高有危險時，采用順流換熱器更加安全，另外順流換熱器壁溫更均勻，熱應力問題小，可選用較經濟的材料和避免復雜的結構。

換熱器總換熱系數取決于冷熱兩側的傳熱膜系數以及傳熱壁面熱阻，通常受限于冷熱兩側傳熱性能較差的一側。對于氣體介質，密度隨溫度變化明顯，在一些應用場景下，氣體在進口和出口處密度相差可達1倍或更大。對于冷熱兩側均為氣體的順流換熱器，熱流體逐漸被冷卻，流速降低，換熱性能逐漸變差；而冷流體換熱性能逐漸更好，但傳熱性能好的一側繼續提高傳熱膜系數，對換熱器總換熱系數的提升影響較小，而而傳熱性能差的一側傳熱膜系數降低，對總換熱系數的影響較大，無法同時提升冷流體側和熱流體側的換熱系數，使換熱器換熱性能達到最優。

因此，需提供一種順流一次表面式換熱器芯體以解決上述提出的問題。

發明內容

本發明是為了解決上述問題而進行的，目的在于提供一種順流一次表面式換熱器芯體，以解決換熱器中為氣體介質時，熱流體被冷卻，溫度逐漸降低，密度增大，熱流體流速會逐漸降低，同理冷流體流速會逐漸增加。換熱器總換熱系數受限于換熱性能較差一側的問題。

本發明提供了一種順流一次表面式換熱器芯體，包括堆疊設置的多個換熱器翅片，所述換熱器翅片之間形成流體通道，所述流體通道的寬度漸變。

本發明所提供的順流一次表面式換熱器芯體，還具有這樣的特征，所述流體通道通過隔離條隔離為冷側流體通道和熱側流體通道。

本發明所提供的順流一次表面式換熱器芯體，還具有這樣的特征，所述冷側流體通道為漸擴狀流道，所述熱側流體通道為漸縮狀流道。

本發明所提供的順流一次表面式換熱器芯體，還具有這樣的特征，所述流體通道兩端的流通面積與流體進出口溫度下的密度成反比。

本發明所提供的順流一次表面式換熱器芯體，還具有這樣的特征，所述換熱器翅片的材質包括從不銹鋼、鋁合金、鈦合金和高溫合金中選擇的一種材質。

本發明所提供的順流一次表面式換熱器芯體，還具有這樣的特征，所述流體通道間距為3-6mm，所述換熱器翅片厚度為0.1-0.3mm，所述換熱器翅片高為2-4mm。

本發明所提供的順流一次表面式換熱器芯體，還具有這樣的特征，所述多個換熱器翅片中的上層翅片的翅底與下層翅片的翅頂重合。

本發明所提供的順流一次表面式換熱器芯體，還具有這樣的特征，所述流體通道進出口處的翅片上設有壓邊。

本發明所提供的順流一次表面式換熱器芯體，還具有這樣的特征，所述翅片與所述隔離條通過焊接連接。

本發明的另一目的在于提供一種順流一次表面式換熱器，所述換熱器使用如上述任一項所述的換熱器芯體。

與現有技術相比，本發明的有益效果：