CN102636056B - 风机板式波纹热交换器 - Google Patents

Abstract

一种风机板式波纹热交换器，包括间隔排列的至少一个波纹通风板和波纹过水板，相邻的波纹通风板和波纹过水板之间由一隔离板隔开，所有的波纹通风板、隔离板和波纹过水板被固定在两块固定板之间；波纹通风板和波纹过水板与相邻的隔离板或固定板之间分别具有密封结构，从而形成四面封闭、仅允许空气垂直通过的风道和全封闭、仅允许水进出的水道，风道与水道间隔排列；固定板、波纹通风板和隔离板以及各板间的密封结构相对应的一侧分别带有凸出的进水孔和出水孔，各个进、出水孔相互贯通，形成进水通道和出水通道。该热交换器的进风室还包括至少一个风机，以加快进风速度。该热交换器设计空间小，换热效率高，散热速度快，是一种理想的节能产品。

Description

风机板式波纹热交换器

技术领域

本发明涉及一种热交换器，具体涉及一种风机板式波纹热交换器。

背景技术

我国北方地区冬季一般采用集中供暖的方式对家庭及办公场所进行供暖。外部锅炉产生的热源通过管道与各户的采暖设备相连。通常，各户的采暖设备与外来热源之间连接一住户热计量表，以记录各户所用的热量。常用的采暖设备为原始的铸铁暖气片和现在流行的彩钢暖气片。这种暖气片形式的换热设备需要在各个房间都安装暖气片并通过管道相互连接，因此存在散热慢、换热效率低，暖气片、管材和管件用量大，每户安装成本高等诸多问题。另外，循环热水多次重复回到外部锅炉，热水经过外管网会产生很大的热损耗，这直接给用户增加了热量损耗费用，也不利于节能。

当前还有一种换热器为风机盘管换热器，热水通过盘管循环，经风机吹出热风。但这种换热器的盘管设计空间大，而它的盘管换热面积小，盘管内热水流速慢，盘管热水阻力大，吹出的热风换热效率低。因此，这种风机盘管换热器在采暖市场不能被普遍应用。

如何能提高热交换器的换热效率及散热速度并有效减小设计空间尺寸，是热交换设备领域亟待解决的技术问题之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的板式波纹热交换器，它设计空间小，换热效率高，散热速度快，是一种理想的节能产品。

本发明提供了一种板式波纹热交换器，包括间隔排列的至少一个波纹通风板和至少一个波纹过水板，相邻的波纹通风板和波纹过水板之间由一隔离板隔开，所有的波纹通风板、隔离板和波纹过水板被固定在两块固定板之间；波纹通风板和波纹过水板与相邻的隔离板或固定板之间分别具有密封结构，从而形成四面封闭、仅允许空气垂直通过的风道和全封闭、仅允许水进出的水道，风道与水道间隔排列；固定板、波纹通风板和隔离板以及各板间的密封结构相对应的一侧分别带有凸出的进水孔和出水孔，各个进、出水孔相互贯通，形成进水通道和出水通道。

根据本发明的一个具体但非限制性的实施方案，所述的板式波纹热交换器还包括一外壳；外壳上设置与进水通道相连的进水口和与出水通道相连的出水口，以及进风口和出风口；靠近进风口的外壳内部为进风室和靠近出风口的外壳内部为出风室；其中，进风室包括至少一个风机。

所述的固定板、波纹通风板、隔离板和/或波纹过水板上可以带有相互吻合的点式弧槽。

所述的波纹通风板、波纹过水板和/或隔离板上可以带有横向圆弧槽。

优选地，波纹过水板和波纹通风板为冲压成型不锈钢波纹板。

优选地，固定板为全平面的成型钢板。

优选地，隔离板为冲压成型不锈钢平面板。

根据本发明的一个具体但非限制性的实施方案，波纹过水板与隔离板或固定板之间的密封结构为带有两个凸出的进、出水孔的方框垫，其中，进、出水孔一侧的直边上有数个小孔，允许水流进、流出。

各种密封结构可为橡胶垫和钢垫，交替使用。

根据本发明的一个具体但非限制性的实施方案，用固定螺栓将两块固定板及中间所有的波纹通风板、隔离板、波纹过水板以及各种密封结构紧紧挤压固定在一起，组装出成品。

本发明的有益效果主要体现在：

1、本发明的风机板式波纹热交换器设计尺寸小，容水量少。每户只安装一台设备即可，热风通过连接风道送入各房间，各房间不需要安装暖气片和连接管件、管道等，既节省了大量钢材，降低了用户的安装成本，又避免了连接管道的热损耗，是一种更理想的采暖行业替代产品。

2、本发明采用板式换热，换热接触面积大。而且，进行热交换的风道和水道均带有波纹板，波纹板的波纹形状将风道和水道中的空气和水分隔在若干个小区域内进行热交换，加快了换热速度；同时相邻波纹内空气与空气之间，水与水之间会进行二次热交换，提高了换热效率，使热能得到充分利用，从而达到节能的目的。

3、本发明的水道为直道设计，不存在弯道，因此水道内阻力小，水流速度快。进风室内设置风机，加快了进、出风速度，风道进风热接触面积大，出热风热效率高。

4、各个板之间通过点式弧槽连接，比其它机械连接更加稳固。生产全过程不需要任何焊接，全部是组装出成品，安装简单。

5、波纹通风板、波纹过水板和隔离板上可带有均匀分布的横向圆弧槽，提高了板的受压强度和承压力。

6、波纹过水板与隔离板/固定板之间是一种特殊设计的密封垫，其进、出水孔处的筛孔设计增大了孔内外的压力差，从而保证了进水通道的水经数个筛孔在水平方向被均匀压入孔外的各个水道中，再经数个筛孔被均匀压出至出水通道流出，形成水循环作用。

附图说明

图1为本发明风机板式波纹热交换器的结构原理图。

图2为本发明风机板式波纹热交换器的俯视图。

图3为本发明风机板式波纹热交换器的波纹通风板的主视图。

图4为本发明风机板式波纹热交换器的波纹过水板的主视图。

图5为本发明风机板式波纹热交换器的隔离板的主视图。

图6为本发明风机板式波纹热交换器的固定板的主视图。

图7为本发明风机板式波纹热交换器的波纹过水板与隔离板/固定板之间的密封垫的剖面图。

图8为波纹过水板与隔离板/固定板之间的密封垫的直边剖面图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1和图2所示，风机板式波纹热交换器包括若干个波纹通风板6和若干个波纹过水板15，相互间隔排列。每两个相邻的波纹通风板6和波纹过水板15之间由一隔离板7隔开。所有的波纹通风板6、隔离板7和波纹过水板15被固定在两块固定板5之间。固定板5、波纹通风板6和隔离板7对应的一侧分别带有两个突出的、相一致的圆形孔，即进水孔16和出水孔17(如图3、图5和图6中所示)。波纹通风板6和波纹过水板15与相邻的隔离板7或固定板5之间分别具有密封结构9，从而形成四面封闭、仅允许空气垂直通过的风道21和全封闭、仅允许水进出的水道22，风道21与水道22间隔排列。各板间的密封结构9带有与各板进、出水孔相吻合的凸出的进、出水孔16、17。各种进、出水孔相互贯通，形成一条进水通道11和一条出水通道12，分别用于进水和出水。

波纹通风板6通常为不锈钢材质，经过冲压成型成像瓦棱板形状的成型板，厚度通常在1毫米以下。通风板6表面凹凸不平，呈波纹状，如图3所示，其凸出的棱上带有和其它板相吻合的点式弧槽18。点式弧槽18是经冲压成型而形成的一面凹进、背面为凸起，板与板之间通过点式弧槽18可稳定地连接在一起。通风板6的一侧有两个凸出的进、出水孔16、17和与密封结构9，通常是密封垫，相吻合的水线(未示出)，另一侧的直边也带有和直条密封垫相吻合的水线(未示出)。所谓水线是指生产过程中，在密封面上车出来的三角形状的环形凹槽，增加水线可以使密封效果更好。

波纹过水板15与波纹通风板6所用的板材完全一样，通常都是经冲压成型的不锈钢成型板，厚度通常在1毫米以下，并具有与通风板6完全一样的波纹形状，只是比通风板6短一些。如图4所示，过水板的两侧都是直边，凸出的棱上带有和其它板相吻合的点式弧槽18。在与密封结构9连接的部位带有相应的水线(未示出)。

波纹通风板6和波纹过水板15的棱上可有均匀分布的横向圆弧槽19。这些槽经冲压成型，一面形成圆弧凹槽，而背面形成圆弧凸起。其作用是增加板的受压强度和水进出波纹过水板的进出水承压力。

隔离板7是分离风和水的中间隔板，通常由不锈钢型板制成，是一块经冲压而成型的平面板，厚度通常也在1毫米以下。如图5所示，隔离板7带有与波纹通风板6、波纹过水板15相吻合的点式弧槽18，以便相互连接。隔离板7的平面形状和大小与波纹通风板6相同。隔离板7的一侧带有两个凸出的进、出水孔16、17，与通风板6凸出的进、出水孔完全一致。板的四周带有密封水线(未示出)。板上也可冲压形成均匀分布的横向圆弧槽19，接触水的一面为横向圆弧凹槽，接触风的一面则为横向圆弧凸起。其作用也是增加过水、过风接触面的强度和硬度及承压力。

波纹通风板6、波纹过水板15和隔离板7选用不锈钢材质为佳，因为不锈钢材料抗腐蚀能力强，不易生锈，可使产品的使用寿命更长。当然，用具有同样性能的其它材料代替，也是可行的。

固定板5通常用成型钢板制成，可以是一块全平面的钢板，厚度通常在30毫米左右。当然，也可选择已知的其它承压力强的材料制造。如图6所示，固定板5上四周有固定螺栓孔(未示出)、固定板5内平面有与波纹通风板6/过水板15相吻合的稳定的点式弧槽18。板的一侧有两个凸出的进、出水孔16、17，与通风板6、隔离板7的凸出进、出水孔完全一致。在与密封结构9相连接的部位带有相应的水线(未示出)。固定板5的进、出水孔16、17可以带有丝扣，方便连接外热源。进、出水孔16、17的大小可以根据产品的规格选择，钢板的厚度也可以根据产品的规格及受压强度选择。

各个板之间的密封结构9通常为密封垫。波纹通风板6与固定板5或隔离板7之间的密封垫有两种：一种是直条密封垫，对直边的一侧进行密封，它的作用是不漏风；另一种是一侧带有两个凸出进、出水孔的密封垫，与通风板6、固定板5和隔离板7凸出的进、出水孔相吻合，并对这侧密封，其作用是即不漏风又不漏水。这些密封垫可分为橡胶垫和钢垫两种，交替使用。例如，一种优选的排列顺序是：固定板/橡胶垫/通风板/钢垫/隔离板。橡胶垫和钢垫交替使用既可保证密封结构9的弹性，又可增强其承压力。

波纹过水板15与隔离板7(或固定板5)之间的密封垫是一种特殊设计的密封垫(如图7所示)。它是带有两个凸出的进、出水孔16、17的方框垫，有一定的厚度，上、下边是宽垫，通过水线对相邻的两个隔离板7进行密封；直边一侧是窄垫；对称的另一侧有一条直边，直边上带有两个凸出的用于进、出水的长半圆孔，孔的直边上带有数个小孔20，形成了筛孔结构(如图8)，加大了孔两侧的压力差，使得水能够在水平方向被压进、压出。热水进入进水孔16，经数个筛孔被均匀压入各个水道22，穿过波纹过水板15，再经数个筛孔被均匀压出，由出水孔17流出，形成了水循环作用。过水板15与隔离板7(或固定板5)之间的密封垫也可有橡胶垫和钢垫两种，交替使用，以增强密封结构9的强度和承压力。例如，一种优选的排列顺序是：隔离板/橡胶垫/过水板/钢垫/橡胶垫/隔离板。

各个板和密封结构9的凸出的进、出水孔16、17相互贯通，形成一条凸出的进水通道11和一条凸出的出水通道12。进水通道11和出水通道12均处于水平方向，互相平行。外源水进入进水通道11，经数个筛孔流入各个水道22，然后经筛孔进入出水通道12流出。

在本发明的风机板式波纹热交换器中，固定板5只有两块，而波纹通风板6、隔离板7和波纹过水板15，以及各种密封垫的数量是根据具体产品的规格大小而增加或减少。通常，用固定螺栓4将两块固定板5及中间所有的波纹通风板6、隔离板7、波纹过水板15以及各种密封结构9紧紧挤压固定在一起，即可组装出成品。

如图1所示，可用一外壳2将固定好的成品包装起来，形成一个既美观又实用的新型节能产品。外壳2上设置与进水通道11相连的进水口3和与出水通道12相连的出水口8。进水口3优选位于外壳2的上部，出水口8优选位于外壳2的下部。进水口3与外来热源相连，热水由进水口3进入，在进水通道11内被水平压入各个水道22，经波纹过水板15与风道21中的空气进行热交换，之后被水平压出至出水通道12，从出水口8流出。外壳2上还应设置至少一个进风口10和至少一个出风口1。根据采用并流或逆流热交换方式的不同，进、出风口的位置可以选择与进、出水口的位置相一致或相反。靠近进风口10的外壳内部形成了进风室13，靠近出风口1的外壳内部形成了出风室14。进风室13内可以放置至少一个风机23，以加快进风速度。外部空气由进风口10进入进风室13，经风机23吹入风道21，经过波纹通风板6，与水道22中的热水进行热交换后，热空气进入出风室14，由出风口1吹出热风。出风口1处还可以设置出风调节装置，用于调节风速和出风方向。

实际应用中，本发明的风机板式波纹热交换器可以通过住户热计量表直接与外来热源管连接。通常，每100平米至200平米住户，选用一台尺寸为60cm×40cm×30cm的风机板式波纹热交换器既可。而传统的暖气片散热方式，100平米就需要4组60cm×160cm的暖气片，风机板式波纹热交换器占用的空间明显小于传统的暖气片，而用水量仅为一组暖气片的用水量。本发明的热交换器与各房间装有的风道箱相连，经热交换器热水循环运行，由风机23吹出热风，从而达到了高效节能采暖的效果。本发明的风机板式波纹热交换器容水量少，水道22和风道21都装有波纹板，大大增加了换热面积，提高了换热效率，换热效率可高达95％。各房间不需要额外安装任何热水循环管和暖气片，从而节约了大量的管材、管件。经风机吹风，散热速度快，采暖效率高，热损耗小，给住户直接带来了经济效益。与传统的暖气片相比，本发明的换热效率提高了50％以上。

本发明的风机板式波纹热交换器除了上面所述的作为采暖设备使用之外，还可以外接制冷源，例如外接冷水源，夏季作为制冷设备使用。

本发明的风机板式波纹热交换器所用的换热介质以上面所述的水/空气换热介质为优，但不限于此。其它换热介质如油/气、水蒸气/空气等均可实施。

以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (9)

1.一种板式波纹热交换器，其特征在于，包括间隔排列的至少一个波纹通风板和至少一个波纹过水板，相邻的波纹通风板和波纹过水板之间由一隔离板隔开，所有的波纹通风板、隔离板和波纹过水板被固定在两块固定板之间；波纹通风板和波纹过水板与相邻的隔离板或固定板之间分别具有密封结构，从而形成四面封闭、仅允许空气竖直通过的风道和全封闭、仅允许水进出的水道，风道与水道间隔排列；固定板、波纹通风板和隔离板以及各板间的密封结构相对应的一侧分别带有凸出的进水孔和出水孔，各个进、出水孔相互贯通，形成进水通道和出水通道；波纹过水板与隔离板或固定板之间的密封结构为带有两个凸出的进、出水孔的方框垫，其中，进、出水孔一侧的直边上有数个小孔，允许水在水平方向上流进、流出。

2.根据权利要求1所述的板式波纹热交换器，其特征在于，还包括一外壳；外壳上设置与进水通道相连的进水口和与出水通道相连的出水口，以及进风口和出风口；靠近进风口的外壳内部为进风室和靠近出风口的外壳内部为出风室；其中，进风室包括至少一个风机。

3.根据权利要求1或2所述的板式波纹热交换器，其特征在于，固定板、波纹通风板、隔离板和/或波纹过水板上带有相互吻合的点式弧槽。

4.根据权利要求1或2所述的板式波纹热交换器，其特征在于，波纹通风板、波纹过水板和/或隔离板上带有横向圆弧槽。

5.根据权利要求1或2所述的板式波纹热交换器，其特征在于，波纹过水板和波纹通风板为冲压成型不锈钢波纹板。

6.根据权利要求1或2所述的板式波纹热交换器，其特征在于，固定板为全平面的成型钢板。

7.根据权利要求1或2所述的板式波纹热交换器，其特征在于，隔离板为冲压成型不锈钢平面板。

8.根据权利要求1或2所述的板式波纹热交换器，其特征在于，各种密封结构为橡胶垫和钢垫，交替使用。

9.根据权利要求1或2所述的板式波纹热交换器，其特征在于，用固定螺栓将两块固定板及中间所有的波纹通风板、隔离板、波纹过水板以及各种密封结构紧紧挤压固定在一起，组装出成品。