CN101261093A - 三通道板式换热器 - Google Patents

Abstract

三通道板式换热器，包括若干片叠层起来的换热板，换热板的外侧设有上盖板和下盖板，并在换热板的一端设置第一进口、第二进口和第三进口，传热板的另一端设置第一出口、第二出口和第三出口；换热板组由相同形状周边的第一、第二、第三三种换热板构成，并以第二、第一、第三、第一换热板的循环周期依次叠加，在第一、第三换热板间流过第一流体，在第一、第二换热板间流过第二流体，在第二、第一换热板和第三、第一换热板间流过第三流体；第二换热板(2)上的上凸/下凹平面分别与第三换热板(3)上的下凹/上凸的平面贴合形成第一和第二密封面；同时第一换热板的下凹面(23)与第二第三换热板平面相互密闭贴合，构成第三密封面。

Description

三通道板式换热器

技术领域

本发明涉及一种三通道板式换热器，尤其是涉及一种由二种制冷剂来冷却或加热第三种流体(比如水)的三通道换热的形式，能使其制冷剂的分配更均匀，并且制冷形式更合理。

背景技术

具有三个通道的换热器用于使二种流体与另外一流体进行换热(例如：二个通道的氟利昂流体进行蒸发或冷凝来冷却或加热水，一个通道的水或乙二醇流体将热量或冷量散出)。板式换热器，由于其体积小、重量轻和相对其高效率而言较低的生产成本，也同样广泛用作三通道热交换介质的换热器。三通道的板式换热器在日常使用中有时经常需关闭其中的一路制冷剂，传统三通道板式换热器由于其背靠背的结构(如图2所示)，则会造成水側的一部分因没有介质与其进行热量交换而导致效率低下和能源浪费。并且有可能出现水側出口温度失衡，影响整个系统的寿命。

此外，现有的三通道流体的换热器的板式换热器还存在制冷剂的不均匀分配问题，现有技术中已经有一些方案，比如在进口通道和在蒸发通道中设置节流装置，但仍有改进余地。此外，现有板式换热器的工质工作时在相邻换热板之间流道分配蒸发相变时流阻较大，会影响工质工作的效率，从而影响整个换热器的效率。

发明内容

本发明的目的在于：提出一种三通道板式换热器，提出由至少三种板构成换热板组，在换热板组的入口通道处设置节流装置，以解决入口通道的流体非均匀的分配到换热板间的流道的问题，提出一种具有界限非常分明的开口的板式换热器，在流体沿入口孔向下时，横截面积变化较缓。而且该板式换热器的换热板可以在板式换热器的生产及组装成本比较低的情况下实现所述的限制。

本发明技术方案是：一种三通道板式换热器，包括若干片叠层起来的换热板，这些换热板的外侧设有上盖板和下盖板，并在换热板的一端设置第一进口、第二进口和第三进口，传热板的另一端设置第一出口、第二出口和第三出口；其特征在于：此板式换热器包括一组换热板，此换热板组由相同形状周边的第一、第二、第三三种换热板构成，其中第二第三换热板两侧面分布凹凸槽。此换热板组，以第二、第一、第三、第一换热板的循环周期依次叠加，在第一、第三换热板间流过第一流体，在第一、第二换热板间流过第二流体，在第二、第一换热板和第三、第一换热板间流过第三流体。同时，第二换热板2上的上凸/下凹平面分别与第三换热板3上的下凹/上凸的平面贴合形成第一密封面5、6、9、10和第二密封面7、8。同时第一换热板的下凹面23与第二第三换热板的21、22平面相互密闭贴合，构成第三密封面。

进口和出口的连通结构是多样的，即为单边连通(1进2A出，2进1A出)，也可是对角连通(1进1A出，2进2A出)。

其中第一密封面的6、9在平面延伸方向密闭贴合，或在第一和第二密封面的部分区域5、7、8、10上或附近开设通孔13，14，使第一流体只能进入由第二和第三换热板构成的密封区18，并经由密封区18进入第一和第三换热板片间的第一流道，而第二流体只能进入由第三和第二换热板构成的密封区19，并经由密封区19进入第一和第二换热板片间的第二流道。当然也可在第一密封面6、9处开设通孔，使得所有密封区18或19相互连通，形成与入口通道相平行的分配通道。

换热板组由第一第二和第三三种换热板构成时，其中第二第三换热板以每隔一张第一换热板依次叠加。在第一与第二和第一与第三换热板间存在紧贴的密封面，使得第一与第三换热板间的第一流体和第一与第二换热板间的第二流体及第二与第一和第三与第一换热板间的第三流体三者彼此互相隔断。并且在各入口和出口通道处设置限制装置。此限制装置能使得三种流体间相互隔绝，并使得与第三流体(比如水)流经的通道相邻的其余二个通道中各流经其余两种流体。也即整个板换的通道中流经的流体按如下形式排列的：第三流体，第一流体，第三流体，第二流体...，依此类推。这样，当其中的第一或第二流体有一个关闭时，始终确保与第三流体相邻的通道中有一种流体与其进行热交换，从而提高系统的整体效率及寿命。

当然，此限制装置同时可使得第一或第二流体在入口通道处获得有节流的效果，使得其在进入相应流道时分配非常均匀，从而提高整个热交换的效率，节约能源。

第一密封面6、9在平面延伸方向密闭贴合，而在密封面5、7、8、10上或附近开设通孔13，14的尺寸定得能使它们在进口通道20、22处分别与第一流道25、第二流道26之间形成有节流的连通。

第一入口通道(20)与第二入口通道(21)和第三入口通道(22)彼此互相隔断，所述节流孔分布于第二入口通道(20)和第三入口通道(22)周围。

所述流道孔可以是直接开设，也可以是在至少一张换热板第一密封面处设置凹槽形成。

第一密封区18和第二密封区19分别沿入口通道20，22的周围分布

可以自由地在密封面6、9开通孔来决定是否开设分配流道。与入口通道相对应的出口通道可以采用相同的密封形式，通过打开密封面5、7、8、10，即可获得没有节流的出口通道。而进口和出口的连通方式也是多样的，可以是单边连通(1进2A出，2进1A出)，也可是对角连通(1进1A出，2进2A出)。

本发明亦可以第一、第二、第一、第三换热板的循环周期依次叠加，即在第二、第一换热板间流过第一流体，在第三、第一换热板间流过第二流体，在第一、第二换热板和第一、第三换热板间流过第三流体。

本发明有益效果是：在双相换热过程中，相变的液体在各流道分配不均的问题，通过本发明可以极大地缓解。尤其是一种带有多次节流装置的板式换热器，以解决进口通道的制冷剂非均匀的分配到换热板之间的各个蒸发流道的问题。克服过去已知的板式换热器的上述缺点。

就本发明而言，获得以上结果不需增加额外的装置，相应的限制装置与传热板一体构成，从而节约成本，当然安装也很方便。三通道板式换热器具有界限非常分明的开口的板式换热器。

附图说明

图1是本发明板式换热器的外形图，

图2是本发明板式换热器的一种结构示意图；

图3传统三通道背靠背式板式换热器的结构示意图；

图4表示沿图1中A-A剖面线看时，本发明第一实施例的板式换热器的部分横剖面示意图；

图5表示沿图1中A-A剖面线看时，本发明第二实施例的板式换热器的部分横剖面示意图；

图6表示沿图3中B-B剖面线看时部分板片面示意图；

图7表示沿图1中A-A剖面线看时，本发明第另一实施例的板式换热器的部分横剖面示意图；

图8表示沿图6中B-B剖面线看时部分板片面示意图

具体实施方式

图1表示的是一种三通道板式换热器，包括若干片第一、第二、第三换热板三种层叠起来的换热板，这些换热板的外侧设有上盖板和下盖板，并在换热板的一端设置第一进口(1)、第二进口(2)和第三进口(3)，换热板(4)的另一端设置第一出口(1A)、第二出口(2A)和第三出口(3A)

图2表示本发明板式换热器的一种结构示意图。一种流体(如水)流经第三通道，而另两种制冷剂分别流经第一和第二通道，此三种流体相互间隔进行热交换。

图3表示传统三通道背靠背式板式换热器的结构示意图。一种流体(如水)流经第三通道，其前面部分与第一种制冷剂进行热交换，而其后面部分与第二种制冷剂进行热交换。当关闭第一流体或第二流体时，与其相对应的换热板并未参与换热。

图4表示沿图1中A-A剖面线看时，本发明第一实施例的板式换热器的部分横剖面示意图；第二、第三换热板设有第一孔口20A、第二孔口21A和第三孔口22A。所有第一孔口20A对齐，并形成通过第一、第二、第三换热板叠层的第一进口通道20，所有的第二孔口21A也对齐，形成第二进口通道21，同样，所有的第三孔口22A也对齐，形成第三进口通道22，三个进口通道平行延伸，通过换热板叠层。

其中，换热板按这样方式压制成，使每两相间隔的换热板，其间限定了要供第一流体流通的流道25，和第二流体流通的流道26，两者分别靠近孔口20和22周围，在离形成这些孔口20A、22A的板边缘部某个距离处围绕孔口20A、22A周围延伸。2和3号换热板紧靠1号换热板，同时形成限定了要供第三流体流通的流道(32)。这些传热板，例如用钎焊永久地连接在一起。

为使进口通道20、22分别通过密封区18、19和第一流道25、第二流道26连通，供被蒸发的液体流过，在第二、第三换热板的密封区5、7、8、10上开设凹槽或在其通道边开设小孔(13，14)形成连通孔。连通孔13、14的数目和尺寸可方便地适于流体从进口通道20、22分别流进第一流体通道25、第二流体通道26，并且同时获得蒸发流道的流体流量所希望的节流作用。连通孔13、14可在所有第二、第三换热板或其中一张换热板制出，此连通孔若多于一个，则这些孔可分别沿进口通道20和22周围分布。

本发明能有选择地选定孔13、14的适当尺寸和开设位置，因而能容易地达到形成三个彼此密封的板间流道。本发明的实质在于，第一、第三换热板间的第一流体和第一、第二换热板间的第二流体与第二、第一和第三、第一换热板间的第三流体进行热量交换，当关闭其中的一路(如第一流体)时，第三流体能继续完整地与另一路(第二流体)进行热量交换，同时能在第一和第二流体入口处获得有节流的限定，从而提高换热效率，节约能源。

图5表示沿图1中A-A剖面线看时，本发明第二实施例的板式换热器的部分横剖面示意图。此时第一换热板置于第二、第三换热板的上面，2号3号换热板设有第一孔口20A、第二孔口21A和第三孔口22A。所有第一孔口20A对齐，并形成通过第一、第二、第三换热板叠层的第一进口通道20，所有的第二孔口21A也对齐，形成第二进口通道21，同样，所有的第三孔口22A也对齐，形成第三进口通道22，三个进口通道平行延伸，通过传热板叠层。

每两相间隔的换热板，其间限定了要供第一流体流经的流道25，和第二流体流经的流道26，两者分别靠近孔口20和22周围，在离形成这些孔口20A、22A的板边缘部某个距离处围绕孔口20A、22A周围延伸。2和3号换热板紧靠1号换热板，同时形成限定了要供第三流体流通的流道(32)。

图7表示沿图1中A-A剖面线看时，本发明第另一实施例的板式换热器的部分横剖面示意图；第二、第三2、3号换热板设有第一孔口20A、第二孔口21A和第三孔口22A。所有第一孔口20A对齐，并形成通过第一、第二、第三换热板1号、2号、3号叠层的第一进口通道20，所有的第二孔口21A也对齐，形成第二进口通道21，同样，所有的第三孔口22A也对齐，形成第三进口通道22，三个进口通道平行延伸，通过传热板叠层。每两相间隔的换热板，其间限定了第一流体流经的密封区18，和第二流体流经的密封区19，两者分别与入口通道20、22相平行并同时限定了第一流体流经的流道25，第二流体流经的流道26。2和3号换热板紧靠1号换热板，同时形成限定了要供第三流体流通的流道(32)。同时，在密封面5、6、8、10处开设节流小孔，使得第一或第二流体在进入相应流道时分配非常均匀。同样，分配通道可以是不止一个。当然，换热板上也设有进口孔口21A，所有的第二孔口21A也对齐，形成第二进口通道21，三个进口通道平行延伸，通过换热板叠层，且彼此密封。

最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子，显然，本发明的技术方案并不限于上述实施例，还可以有许多变形，本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，包括将此一体式节流装置局部或全部拆分成由几个零部件组成的同样形式的装置，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种三通道板式换热器，包括若干片叠层起来的换热板，这些换热板的外侧设有上盖板和下盖板，并在换热板的一端设置第一进口、第二进口和第三进口，传热板的另一端设置第一出口、第二出口和第三出口；其特征在于：此板式换热器包括一组换热板，换热板组由相同形状周边的第一、第二、第三三种换热板构成，其中第二第三换热板面分布凹凸槽；此换热板组，以第二、第一、第三、第一换热板的循环周期依次叠加，在第一、第三换热板间流过第一流体，在第一、第二换热板间流过第二流体，在第二、第一换热板和第三、第一换热板间流过第三流体；同时，第二换热板(2)上的上凸/下凹平面分别与第三换热板(3)上的下凹/上凸的平面贴合形成第一密封面(5、6、9、10)和第二密封面(7、8)；同时第一换热板的下凹面23与第二第三换热板平面(21、22)相互密闭贴合，构成第三密封面；其中第一密封面(6、9)在平面延伸方向密闭贴合，在第一和第二密封面的部分区域(5、7、8、10)上或附近开设通孔(13，14)，使第一流体只能进入由第二和第三换热板构成的密封区(18)，并经由密封区(18)进入第一和第三换热板片间的第一流道，而第二流体只能进入由第三和第二换热板构成的密封区(19)，并经由密封区(19)进入第一和第二换热板片间的第二流道。

2.根据权利要求1所述的三通道板式换热器，其特征在于在第一密封面(6、9)处开设通孔，使得所有密封区(18和19)相互各自连通，形成与入口通道相平行的分配通道。

3、根据权利要求1所述的三通道板式换热器，其特征在于，其中第二第三换热板以每隔一张第一换热板依次叠加；在第一第二和第一第三换热板间存在紧贴的密封面，使得第一第三换热板间的第一流体和第一第二换热板间的第二流体及第二第一和第三第一号换热板间的第三流体三者彼此互相隔断。

4.根据权利要求1所述的三通道板式换热器，其特征在于：第一密封面(6、9)在平面延伸方向密闭贴合，而在第一密封面(5、7、8、10)上或附近开设通孔(13，14)，且此通孔的尺寸定得能使它们在进口通道(20、22)处分别与第一流道(25)、第二流道(26)之间形成有节流的连通。

5.根据权利要求1所述的三通道板式换热器，其特征在于：所述第一入口通道(20)与第二入口通道(21)和第三入口通道(22)彼此互相隔断，所述节流孔分布于第二入口通道(20)和第三入口通道(22)周围。

6.根据权利要求1或2所述的三通道板式换热器，其特征在于：所述流道孔可以是直接开设，也可以是在至少一张换热板第一密封面处设置凹槽形成。

7.根据权利要求1所述的三通道板式换热器，其特征在于：第一密封区(18)和第二密封区(19)分别沿入口通道(20，22)的周围分布。

8、根据权利要求1所述的三通道板式换热器，其特征在于可以自由地在密封面(6、9)开通孔来决定是否开设分配流道。

9、根据权利要求1所述的三通道板式换热器，其特征是与入口通道相对应的出口通道采用相同的密封形式，通过打开密封面(5、7、8、10)，即可获得没有节流的出口通道。

10、根据权利要求8所述的三通道板式换热器，其特征是而进口和出口的连通结构是多样的，即为单边连通或对角连通。

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