CN102809312A

CN102809312A - 一种三通道板式换热器

Info

Publication number: CN102809312A
Application number: CN2012103358404A
Authority: CN
Inventors: 缪君明; 周浩军
Original assignee: JIANGSU BAODE HEAT EXCHANGER EQUIPMENT CO Ltd
Current assignee: JIANGSU BAODE HEAT EXCHANGER EQUIPMENT CO Ltd
Priority date: 2012-09-12
Filing date: 2012-09-12
Publication date: 2012-12-05

Abstract

本发明公开了一种三通道板式换热器，包括上盖板和下盖板，上盖板和下盖板之间设有用于换热的换热板组，换热板组由第一换热板、第二换热板、第三换热板和第四换热板依次叠加构成，分别在每片叠加的换热板上对应的换热区和导流区之间设有分配区，所述分配区上设有用于限制导流区与换热区之间的连通的节流装置。本发明可以达到制冷剂均匀分布于整个换热区表面，充分利用换热板面积，提高换热效率。

Description

一种三通道板式换热器

技术领域

本发明涉及热交换设备领域，尤其是一种三通道板式换热器。

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，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。并且有可能出现水侧出口温度失衡，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，由于三通道板式换热器相比于二通道的换热器其长宽比相对较小，换热板面较宽，换热流体从角孔进入换热流道后需要均布整个换热板面难度较大。而换热流体在板面上均布直接影响的换热面积的利用，也直接影响了换热效率；现有技术中已经有一些方案，比如ZL200810023945.X及ZL200510061578.9专利所述的在进口通道和在蒸发通道中之间设置节流装置，但其节流装置设置于制冷剂进口角孔的周围，仅能解决制冷剂能均匀分配进各个换热流道，而没有解决进入流道的制冷剂均布换热板面的问题，因此仍有改进余地。

此外，现有的三通道换热器还存在承压能力较低的问题，由于现在广泛使用的制冷剂R22 因为其对环境有破坏作用而即将被禁止使用，过渡期使用的制冷剂R410A等使用压力相对较高，如何使板式换热器能承受更高的压力，也是换热器制造的主要瓶颈。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提出一种三通道板式换热器，提出由至少四种换热板构成换热板组，在所述换热板上设有导流区和换热区，导流区与换热区之间设置节流装置，在热流体（如水）的进口孔周围设有均流结构。

为了达到上述目的本发明解决的其技术方案是：一种三通道板式换热器，包括一组换热板组，换热板组由第一换热板120、第二换热板220、第三换热板320和第四换热板420依次叠加构成，所述第一换热板120、第二换热板220、第三换热板（320）和第四换热板420上设有凸脊与凹谷的波纹，所述第一换热板120设有包括角孔101；102；103的导流区104和包括角孔110；109；108的换热区111；换热区111包括区106和区112第二换热板220设有包括角孔201；202；203的导流区204和包括角孔210；209；208的换热区211；换热区211包括去206和区213，所述第三换热板320设有包括角孔301；302；303的导流区304和包括角孔310；309；308的换热区311；换热区311包括区306和区313，所述第四换热板,420上设有包括角孔401；402；403的导流区404和包括角孔410；409；408的换热区411；换热区411包括区420和区413，分别在每片叠加的换热板上对应的换热区和导流区之间设有分配区114；214；314；414。

根据本发明的技术方案所述，所述分配区114；214；314；414上设有用于限制导流区与换热区之间的连通的节流装置。

根据本发明的技术方案所述，第一换热板120的节流装置为板片一体成型时压制的若干个向下凹的凸台105；第二换热板220的节流装置分别为板片一体成型时压制的若干个向上凹的凸台205；第三换热板320的节流装置分别为板片一体成型时压制的若干个向下凹的凸台305；第四换热板420的节流装置分别为板片一体成型时压制的若干个向上凹的凸台405。

根据本发明的技术方案所述，每片换热板上的节流装置也可以是至少一个带多个孔20或表面带多个控制槽的部件，通过焊接固定于板片分配区114；214；314和414上。调节节流孔20或槽的大小和孔距，使得制冷剂被均匀的分布整个换热区板面。

根据本发明的技术方案所述，每片换热板上对应的导流区104；204；304；404，导流区104；204；304；404上设有“人”字形波纹；导流区104，304上的波纹方向相同，而与导流区204,404上的波纹方向相反。

根据本发明的技术方案所述，每片换热板上对应的换热区111;211;311;411，换热区111;211;311;411上设有“w”波纹；换热区111，311上的波纹方向相同，而与换热区211,411上的波纹方向相反。

根据本发明的技术方案所述，换热区111的波纹上设有控制槽107；换热区211的波纹上设有控制槽207；换热区311的波纹上设有控制槽307；换热区411的波纹上设有控制槽407。

根据本发明的技术方案所述，第一换热板120上的角孔101上设有制冷剂进口喷口115；第二换热板220上的角孔201上设有制冷剂进口喷口215；第三换热板上的角孔303上设有制冷剂进口喷口315；第四换热板上的角孔403上设有制冷剂进口喷口415。

本发明的有益效果是：当第一换热板120、第二换热板220、第三换热板320和第四换热板420依次叠加时，在第一换热板120相应分配区上向下的凸台平面与第二号换热板220的相应分配区向上的凸台平面相贴合，同理，第三号换热板320相应位置向下的凸台平面与第四号换热板的相应位置向上的凸台平面相贴合，通过钎焊焊接，使得凸台面形成一体，而凸台与凸台之间就形成连接导流区与换热区的通路，调节凸台之间的距离，就能调节制冷剂进入局部换热区的多少，从而达到制冷剂均匀分布于整个换热区表面，充分利用换热板面积。同时，由于所述的凸台平面相贴合，通过钎焊焊接，使得凸台面形成一体，加强了板片间流道的强度，使得此换热器的承压能力提高。角孔109,209,309,409周围设置换热区111,211,311,411，在角孔108,208,308,408,110,210,310,410的介质流向部分位置设置流量控制槽107,207,307,407，使得第一换热板120、第二换热板220，第三换热板320、第四换热板420间形成的制冷剂侧部分流道相应变小，而第二换热板220、第三换热板320，第四换热板420和第一换热板120间部分水流道相应变大，如此使得被冷却（如水）流体从角孔109，209，309，409进入，流经106,113，206，213, 306，313，406，413区，从102,202,302,402孔流出的阻力减小，从而达到被冷流体均布换热板111,211,311,411区的作用。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明的一种三通道板式换热器；

图2是本发明的板式换热器的一种结构示意图；

图3是本发明的换热器组件；

图4是本发明的第一换热板；

图5是本发明的第二换热板；

图6是本发明的第三换热板；

图7是本发明的第四换热板；

图8是本发明的第二实施例的换热器组件节流装置。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

由图1所示的一种三通道板式换热器，包括上盖板和下盖板，上盖板和下盖板之间设有用于换热的换热板组，所述换热板组包括若干片换热板依次叠加而成，换热板的一端开设有第一进口1、第二出口2和第三进口3，换热板的另一端设置第一出口1A、第二进口2A和第三出口3A。

图2所示一种流体（如水）流经第三通道，而另两种制冷剂分别流经第一通道和第二通道，此三种流体相互间隔进行热交换。

图3所示根据本发明的换热器组件，包括第一换热板120、第二换热板220、第三换热板320和第四换热板420；第一换热板120、第二换热板220、第三换热板320和第四换热板420上设有凸脊与凹谷的波纹；第一换热板120、第二换热板220、第三换热板320和第四换热板420依次叠加构成，工作时在第一换热板120和第二换热板220间流过第一流体（如制冷剂），在第三换热板320和第四换热板420间流过第二流体（如制冷剂），在第二换热板220和第三换热板320 流过第三流体（如水），在第四换热板420和第一换热板120间流过第三流体（如水）。

图4所示第一换热板120设有包括角孔101；102和103的导流区104；以及包括角孔110；109和108的换热区111；换热区111与导流区104之间设有分配区114，分配区114上的特定位置设有节流装置，节流装置呈若干个向下凹的凸台105，且凸台的深度和凸台与凸台之间的距离可通过计算所得。在换热区111介质流向部分的波纹上设有控制槽107；在角孔101上设有冷剂进口喷口115；

由图5所示第二换热板220设有包括角孔201；202和203的导流区204；以及包括角孔210；209和208的换热区211；换热区211与导流区204之间设有分配区214，分配区214上的特定位置设有节流装置，节流装置呈若干个向上凸的凸台205，且凸台的深度和凸台与凸台之间的距离可通过计算所得。在换热区211介质流向部分的波纹上设有控制槽207；在角孔201上设有冷剂进口喷口215；

由图6所示第三换热板320设有包括角孔301；302和303的导流区304；以及包括角孔310；309和308的换热区311；换热区311与导流区304之间设有分配区314，分配区314上的特定位置设有节流装置，节流装置呈若干个向下凹的凸台305，且凸台的深度和凸台与凸台之间的距离可通过计算所得。在换热区311介质流向部分的波纹上设有控制槽307；在角孔303上设有冷剂进口喷口315；

图7所示第四换热板420设有包括角孔401；402和403的导流区404；以及包括角孔410；409和408的换热区411；换热区411与导流区404之间设有分配区414，分配区414上的特定位置设有节流装置，节流装置呈若干个向上凸的凸台405，且凸台的深度和凸台与凸台之间的距离可通过计算所得。在换热区411介质流向部分的波纹上设有控制槽407；在角孔403上设有冷剂进口喷口415；

由图4、图5、图6和图7所示每片换热板上对应的导流区104；204；304；404，导流区104；204；304；404上设有“人”字形波纹。每片换热板上对应的换热区111;211;311;411，换热区111;211;311;411上设有“w”波纹。且导流区104，304上的波纹方向相同，而与导流区204,404上的波纹方向相反；换热区111，311上的波纹方向相同，而与换热区211,411上的波纹方向相反。

当板片120与220相叠后，在120,220板片间形成流过第一流体（如制冷剂）的流道，同时角孔101上向上凸的控制槽115与201上向下凹的控制槽215相贴合，形成喷口，同理，换热板120上向下凸的节流装置105与220上向上凸的205的突起平面相接，再通过钎焊等焊接在一起形成密封面，如此，凸台与凸台间将形成若干个节流孔道，使得流进第一流体流道的流体(如制冷剂,下称制冷剂)在分配区被限制进入换热区。当制冷剂流体由角孔101进入第一流道时，喷口将制冷剂送入导流区，导流区上的“人”字形波纹相对阻力较小，使得制冷剂能快速、均匀的进入分配区，而分配区具有一定的宽度和深度，制冷剂在分配区可自由流动，如此，进入分配区的流体可通过节流孔道进入换热区，调节节流孔道的大小和在分配区上的分布位置，使得流体在换热板上均布。

当换热板220与320相叠后，在220,320板片间形成流过第三流体（如水）的流道，同时角孔210与208周围波纹低面上向上的控制槽207与320上角孔310与308周围波纹高面上向下的控制槽307，使得水流道在区域206，306间及213,313间相对放大，而212,312间的流道相对变小，而水从角孔209进入换热面211的换热板面，从角孔202流出的过程中，其流过213和206区的流道相比212的流道要长，但由于设置了控制槽207,307，其流道相对变大，如此，使得换热区上的流道阻力基本相等，从而达到水流在换热区均布的目的。

由图8所示，本发明的另一个实施例，在节流装置21上开有若干个节流孔20，每个节流装置21上至少有两个节流孔，节流装置21安装于板片的分配区114,214,314,414，使得流过导流区进入分配区的制冷剂通过节流孔20进入换热区，调节节流孔20的大小和孔距，使得制冷剂被均匀的分布整个换热区板面。

如此，本发明有效解决了换热介质在整个换热板面上的均布难题。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims

1.一种三通道板式换热器，其包括一组换热板组，换热板组由第一换热板（120）、第二换热板（220）、第三换热板（320）和第四换热板(420)依次叠加构成，所述第一换热板（120）、第二换热板（220）、第三换热板（320）和第四换热板（420）上设有凸脊与凹谷的波纹，所述第一换热板（120）设有包括角孔（101；102；103）的导流区（104）和包括角孔（110；109；108）的换热区（111）；第二换热板（220）设有包括角孔（201；202；203）的导流区（204）和包括角孔（210；209；208）的换热区（211）；所述第三换热板（320）设有包括角孔（301；302；303）的导流区（304）和包括角孔（310；309；308）的换热区（311）；所述第四换热板（420）上设有包括角孔（401；402；403）的导流区（404）和包括角孔（410；409；408）的换热区（411）；其特征是，分别在每片叠加的换热板上对应的换热区和导流区之间设有分配区(114；214；314；414)。

2.根据权利要求1所述的一种三通道板式换热器，其特征是，所述分配区(114；214；314；414)上设有用于限制导流区与换热区之间的连通的节流装置。

3.根据权利要求2所述的一种三通道板式换热器，其特征是，第一换热板(120)的节流装置为板片一体成型时压制的若干个向下凹的凸台(105)；第二换热板(220)的节流装置分别为板片一体成型时压制的若干个向上凹的凸台(205)；第三换热板(320)的节流装置分别为板片一体成型时压制的若干个向下凹的凸台(305)；第四换热板(420)的节流装置分别为板片一体成型时压制的若干个向上凹的凸台(405)。

4.根据权利要求2所述的一种三通道板式换热器，其特征是，节流装置为至少一个部件，并开设有限制流体通过的结构，通过焊接将其与板片形成一体。

5.根据权利要求4所述的一种三通道板式换热器，其特征是，每片换热板上的节流装置也可以是至少一个带多个孔或表面带多个控制槽的部件，通过焊接固定于板片分配区(114；214；314；414)上。

6.根据权利要求1所述的一种三通道板式换热器，其特征是，每片换热板上对应的导流区（104；204；304；404），导流区（104；204；304；404）上设有“人”字形波纹；导流区（104，304）上的波纹方向相同，而与导流区（204,404）上的波纹方向相反。

7.根据权利要求1所述的一种三通道板式换热器，其特征是，每片换热板上对应的换热区（111;211;311;411），换热区（111;211;311;411）上设有“w”波纹；换热区（111，311）上的波纹方向相同，而与换热区（211,411）上的波纹方向相反。

8.根据权利要求1所述的一种三通道板式换热器，其特征是，换热区（111）的波纹上设有控制槽（107）；换热区（211）的波纹上设有控制槽（207）；换热区（311）的波纹上设有控制槽（307）；换热区（411）的波纹上设有控制槽（407）。

9.根据权利要求1所述的一种三通道板式换热器，其特征是，第一换热板（120）上的角孔（101）上设有制冷剂进口喷口（115）；第二换热板（220）上的角孔（201）上设有制冷剂进口喷口（215）；第三换热板上的角孔（303）上设有制冷剂进口喷口（315）；第四换热板上的角孔（403）上设有制冷剂进口喷口（415）。