CN101509735A - 一种板式换热器 - Google Patents

一种板式换热器 Download PDF

Info

Publication number
CN101509735A
CN101509735A CNA2009100254986A CN200910025498A CN101509735A CN 101509735 A CN101509735 A CN 101509735A CN A2009100254986 A CNA2009100254986 A CN A2009100254986A CN 200910025498 A CN200910025498 A CN 200910025498A CN 101509735 A CN101509735 A CN 101509735A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pipe
main
heat exchanger
branch
core body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2009100254986A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101509735B (zh
Inventor
张晓晖
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changshu Suda Applied Low Carbon Technology Research Institute Co., Ltd.
Original Assignee
Suzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou University filed Critical Suzhou University
Priority to CN2009100254986A priority Critical patent/CN101509735B/zh
Publication of CN101509735A publication Critical patent/CN101509735A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101509735B publication Critical patent/CN101509735B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

本发明公开了一种板式换热器，包括复数个芯体、4个管网和框架；所述4个管网两两设置于芯体的两端，并分别与芯体的冷、热流体的进口或出口配合连接；所述管网由主干管和分支干管组成，所述芯体呈等腰三角形布置；所述4个管网均呈枝状，主干管平行于所述等腰三角形的对称轴，分支干管沿主干管对称设置。本发明突破传统的换热器设计思想，从流动特性开始选择适合流动和换热的几何形状，从而大大提高了换热器的换热效率高、减少了流动阻力，进而降低了功耗。

Description

一种板式换热器
技术领域
本发明涉及一种换热器，具体涉及一种板式换热器。
背景技术
板式换热器是一种常见的换热器，已经在制冷空调、化工、动力等领域得到了广泛应用。与常规的管壳式换热器相比，在相同的流动阻力和泵功率消耗情况下，板式换热器的传热系数要高出很多，在适用的范围内有取代管壳式换热器的趋势。
现有的板式换热器一般是由一组几何结构相同的平行薄板叠加组成，两相邻平板之间用特殊设计的密封垫片隔开，形成一个个通道，冷、热流体间隔地在每个通道中流动，从而构成一个芯体1，如附图1～2所示。而在组成芯体的每个基元中，流体可以采用逆流、并流、叉流等各种换热方式，如附图3所示是采用叉流换热方式，实际应用证明，这种方式具有较高的换热效率。在实际应用过程中，通常是将若干个芯体1组合在一起，再依次通过分支干管5、主干管4将各个芯体的冷、热流体的进口6或出口分别统一连接起来，构成管网2，再由框架3固定以组成一套完整的板式换热器。文献Dendritic constructal heat exchanger with small-scale crossflows andlarger-scales counterflows(局部叉流整体逆流的枝状构形换热器)(International Journal of Heat and Mass Transfer，2002，45，P4607-4620)公开了一种板式换热器，由25个芯体5×5排列组成一个类似于长方体的换热器，如附图4～6所示(其中，图6为换热器的管网结构示意图)，这种换热器芯体的每个基元换热系数高，提高了换热效率。
然而，上述板式换热器存在如下缺点：(1)从附图6可见看出，该换热器的管网是不对称的，即：沿着主干管方向，两侧的流体进口数目是不对称的，因此，在利用主干管向各分支干管输送流体时，各分支干管中的流体的压力和流量必定是不均匀的，从而使得各换热芯体的换热不平衡，降低了整个换热器的换热效率；(2)从图6可以看出，主干管和各分支干管是相互垂直设置的，因此，冷、热流体在从主干管向各分支干管的输送过程中，必须要经过90度的转弯，因而流体的流动阻力较大，功耗较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构合理、换热效率高、流动阻力小的板式换热器。
为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种板式换热器，包括复数个芯体、4个管网和框架；所述4个管网两两设置于芯体的两端，并分别与芯体的冷、热流体的进口或出口配合连接；所述管网由主干管和分支干管组成，所述芯体呈等腰三角形布置；所述4个管网均呈枝状，主干管平行于所述等腰三角形的对称轴，分支干管沿主干管对称设置。
上文中，所述芯体呈等腰三角形布置，即芯体沿着中心线左右对称布置，整体呈等腰三角形；所述管网呈枝状，分支干管沿主干管对称设置，即主干管在对称轴的位置，分支干管沿着对称轴左右散开，呈枝状，与植物树叶的流体分配茎脉类似。所述管网与芯体的流体进口或出口的连接结构是现有技术，每个换热器的管网为4个，分别是热流体进口管网、热流体出口管网、冷流体进口管网和冷流体出口管网。所述芯体是现有技术，其基元平板可以是平直形的，也可以在平板上压制出各种波纹，或者添加翅片，以增加流体扰动，提高换热效率。此外，上述布置可以通过优化设计，可以减少换热器的耗材。
上述技术方案中，所述管网的主干管的管径大于分支干管的管径。即管网主干管相对于分支管线粗一些，这样可以减小管线上的流动阻力，减少功耗。
上述技术方案中，沿流体流动方向，管网的主干管和分支干管的管径均由粗到细变化。这也是模拟植物树叶的茎脉有粗到细的变化，以减小管线上的流动阻力，减少功耗。
与之相应的另一种技术方案是：一种板式换热器，包括复数个芯体、4个管网和框架；所述4个管网两两设置于芯体的两端，并分别与芯体的冷、热流体的进口或出口配合连接；所述管网由主干管和分支干管组成，所述芯体呈菱形布置；所述4个管网均呈菱形，主干管平行于所述菱形的对称轴，分支干管沿主干管对称设置。
本发明的工作原理是：以热流体的进口管网为例，热流体先从管网的主干管进入，然后沿着主干管左右分开，进入各分支干管，再由各分支干管进入各个芯体的热流体进口，从而完成热流体的进入过程。热流体的出口管网、冷流体的进口管网及冷流体的出口管网的工作过程相同。
由于上述技术方案的采用，与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1.本发明突破传统的换热器设计思想，从流动特性开始选择适合流动和换热的几何形状，将芯体呈倒等腰三角形或菱形布置，两侧芯体对称设置，流量和压力分布均匀，消除了不对称分布带来的流量和压力分布不均匀性，从而大大提高了换热器的换热效率、减少了流动阻力。
2.本发明将管网呈枝状设置，其分支干管与主干管之间的夹角在45°左右，从而大大减小了沿程和局部的流动阻力，进而降低了功耗。
3.本发明的换热器结构简单且成本较低，具有良好的应用前景。
附图说明
图1是背景技术中板式换热器的芯体的结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是背景技术中芯体的基元的结构示意图；
图4是背景技术中板式换热器的结构示意图；
图5是图4中芯体的俯视图；
图6是图4的换热器中网管的结构示意图；
图7是本发明实施例一的板式换热器的俯视图；
图8是图7的换热器中网管的结构示意图；
图9是本发明实施例二的板式换热器的俯视图；
图10是图9的换热器中网管的结构示意图。
其中：1、芯体2、管网3、框架4、主干管；5、分支干管6、进口。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例一
参见图7～8所示，一种板式换热器，包括复数个芯体、管网2和框架，所述管网2与芯体的流体进口6或出口配合连接，所述管网2由主干管4和分支干管5组成，所述芯体呈倒金字塔形布置；所述管网2呈枝状，分支干管5沿主干管4对称设置。所述芯体为25个，各层芯体的数量从上至下依次为：9、7、5、3和1，构成倒金字塔形。
上文中，所述芯体呈倒金字塔形排列，即芯体沿着中心线左右对称布置，整体呈倒金字塔形，如图7所示；所述管网呈枝状，分支干管沿主干管对称设置，即主干管在中心线的位置，分支干管沿着中心线左右散开，呈枝状，与植物树叶的流体分配茎脉类似，如图8所示。所述管网与芯体的流体进口或出口的连接结构是现有技术，每个换热器的管网为4个，分别是热流体进口管网、热流体出口管网、冷流体进口管网和冷流体出口管网，每个管网的形状均类似，只是设置的位置不同。所述芯体是现有技术，其基元平板可以是平直形的，也可以在平板上压制出各种波纹，或者添加翅片，以增加流体扰动，提高换热效率。
上述技术方案中，所述管网的主干管的管径大于分支干管的管径。即管网主干管相对于分支管线粗一些，这样可以减小管线上的流动阻力，减少功耗。此外，沿流体流动方向，管网的主干管和分支干管的管径均由粗到细变化。这也是模拟植物树叶的茎脉有粗到细的变化，以减小管线上的流动阻力，减少功耗。
本发明的工作原理是：以热流体的进口管网为例，热流体先从管网的主干管进入，然后沿着主干管左右分开，进入各分支干管，再由各分支干管进入各个芯体的热流体进口，从而完成热流体的进入过程。热流体的出口管网、冷流体的进口管网及冷流体的出口管网的工作过程相同。
实施例二
参见图9～10所示，一种板式换热器，包括复数个芯体、4个管网和框架；所述4个管网两两设置于芯体的两端，并分别与芯体的冷、热流体的进口或出口配合连接；所述管网由主干管和分支干管组成，所述芯体呈菱形布置；所述4个管网均呈菱形，主干管平行于所述菱形的对称轴，分支干管沿主干管对称设置。
本实施例的换热器整体呈菱形，在实际应用中更便于施工和布置。

Claims (4)

1.一种板式换热器，包括复数个芯体(1)、4个管网(2)和框架(3)；所述4个管网(2)两两设置于芯体的两端，并分别与芯体的冷、热流体的进口或出口配合连接；所述管网(2)由主干管(4)和分支干管(5)组成，其特征在于：所述芯体(1)呈等腰三角形布置；所述4个管网(2)均呈枝状，主干管(4)平行于所述等腰三角形的对称轴，分支干管(5)沿主干管(4)对称设置。
2.根据权利要求1所述的板式换热器，其特征在于：所述管网的主干管的管径大于分支干管的管径。
3.根据权利要求1所述的板式换热器，其特征在于：沿流体流动方向，管网的主干管和分支干管的管径均由粗到细变化。
4.一种板式换热器，包括复数个芯体、4个管网和框架；所述4个管网两两设置于芯体的两端，并分别与芯体的冷、热流体的进口或出口配合连接；所述管网由主干管和分支干管组成，其特征在于：所述芯体呈菱形布置；所述4个管网均呈菱形，主干管平行于所述菱形的对称轴，分支干管沿主干管对称设置。
CN2009100254986A 2009-03-03 2009-03-03 一种板式换热器 Expired - Fee Related CN101509735B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009100254986A CN101509735B (zh) 2009-03-03 2009-03-03 一种板式换热器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009100254986A CN101509735B (zh) 2009-03-03 2009-03-03 一种板式换热器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101509735A true CN101509735A (zh) 2009-08-19
CN101509735B CN101509735B (zh) 2010-12-08

Family

ID=41002210

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009100254986A Expired - Fee Related CN101509735B (zh) 2009-03-03 2009-03-03 一种板式换热器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101509735B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102305560A (zh) * 2011-07-28 2012-01-04 苏州大学 一种板式换热器的设计方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102305560A (zh) * 2011-07-28 2012-01-04 苏州大学 一种板式换热器的设计方法
CN102305560B (zh) * 2011-07-28 2013-01-02 苏州大学 一种板式换热器的设计方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101509735B (zh) 2010-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201974078U (zh) 一种微通道换热器
CN108955316B (zh) 一种多股流印刷电路板式换热器
CN103868394A (zh) 换热器的流通板、换热器的换热单元及换热器
CN101922870B (zh) 一种间壁式换热器
CN105157455A (zh) 一种可变通流面积的逆流板翅式换热器及其控制方法
CN112964102A (zh) 一种适用于相变换热的微通道换热面板及换热器
CN202719915U (zh) 一种新型分流结构的平行流换热器
CN104896986B (zh) 一种高效紧凑式lng汽化器
CN112696950A (zh) 微翅式换热装置
WO2015055122A1 (zh) 一种板管式换热器
CN116428894A (zh) 一种印刷电路板换热器及其集成系统
CN204963623U (zh) 一种可变通流面积的逆流板翅式换热器
CN201672830U (zh) 温度等级集成式换热器
CN112503971B (zh) 一种异形颗粒有序堆积换热装置
CN102135390A (zh) 板翅式换热器气液两相流均布装置及气液两相流混合方法
CN101509735B (zh) 一种板式换热器
CN104296424B (zh) 换热器
CN103267430A (zh) 连续供气型大型空温式气化器
CN202835928U (zh) 一种热泵热水器用微通道换热器
CN105466254A (zh) 一种换热器
CN204593814U (zh) 一种换热器及具有其的空调室内机
CN104215101A (zh) 板翅式换热器
CN105222418A (zh) 重力供液制冷系统用再循环蒸发器的管路流程设计方案
CN102735092B (zh) 一种新型分流结构的平行流换热器
CN207963571U (zh) 一种lng换热器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: CHANGSHU SUZHOU UNIVERSITY LOW CARBON APPLICATION

Free format text: FORMER OWNER: SUZHOU UNIVERSITY

Effective date: 20130701

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 215123 SUZHOU, JIANGSU PROVINCE TO: 215200 SUZHOU, JIANGSU PROVINCE

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20130701

Address after: 215200. 1, 68 southeast Avenue, Southeast Economic Development Zone, Jiangsu, Changshu

Patentee after: Changshu Suda Applied Low Carbon Technology Research Institute Co., Ltd.

Address before: 215123 Suzhou City, Suzhou Province Industrial Park, No. love road, No. 199

Patentee before: Soochow University

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20101208

Termination date: 20160303

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee