CN103994676A - 热交换结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热交换结构,由导热板,密封体、密封板和管组成;管穿过导热板与导热板连接并固定导热板,在导热板交错布置两个或两个以上密封体,形成两个或两个以上相互隔离的通道,并在通道端部形成通气区域,导热板的上下两端用密封板密封。本发明将板式换热和管翅式结合形成一种复合的传热结构,充分利用二者的优点,克服两者的缺点,具有结构简单,体积小,成本低,制造成难度小,应用领域广泛等优点。

Description

热交换结构
技术领域
本发明属于传热领域,尤其涉及一种热交换结构。
背景技术
板式换热器一般应用于气/气换热,如空调领域显热、全热交换等,管翅式换热一般用于气液换热,如空调领域的表冷器等,有些场合需要同时用到这两种换热器,如在除湿领域,采用表冷器将空气冷却到露点除湿后,又采用气/气换热器,将低温空气再热,同时可将进入表冷器空气先预冷,既降低送风空气的相对湿度,又减少制冷量。
板式换热器一般采用板片间放置支撑物,以形成板片间的通道,而管翅式换热器通过穿过板片的换热管固定翅片,结构简单,易于制造,因此板式换热器如借鉴管翅式换热器的结构采用管子进行板片固定,可以减少板式换热器制造难度。
管翅式换热器,一般是从管翅式换热器的一侧进气,另一侧出气,但往往有场合要求,管翅式换热器在同一侧出气和进气,这样就要求换热器形成两组通道,即进气通道和出气通道,管翅式换热器一般仅仅只有一组通道,而板式换热器均为两组通道或两组以上通道,因此板式换热器如果借鉴板式换热器的结构,即可形成两组通道。
常规的板式换热器的两个通道,往往有相互隔离的通道进排气口,且有一定的导流长度,导致换热器通道长度,即气体通过方向的长度较大,有必要将换热器通道分为若干部分,单个部分通道高度减小,从而减小导流部分的长度,甚至省却导流部分,这样会导致一个通道有多个进排气口,因此有必要采用气流分配装置分别将多个进气口和排气口联系起来。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足,提供一种热交换结构。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的,一种热交换结构,由多个导热板、密封体、密封板和管组成;管穿过导热板并连接固定导热板,每块导热板的左右端交错布置两个或两个以上密封体,相邻导热板之间形成多个相互隔离的通道,并在通道端部形成通气区域,导热板的上下两端用密封板密封。
进一步地,所述通道的长度为50~500mm, 所述的通道的进气高度h为50~250mm,所述通道的宽度为2~10mm,所述导热板的厚度为0.1~1mm。
进一步地,所述的管为导热管或/和结构管。
进一步地,所述的管还包括流体管,所述的流体管穿过并固定导热板。
进一步地,所述的导热管为金属管。
进一步地,所述的导热板上开有孔。
进一步地,所述的导热板为方形或在方形一端去除两个角而形成多边形,或在方形两端均去除两个角而形成的多边形。
进一步地,所述的导热板为金属片。
一种热交换结构,由多个导热板、密封体、密封板和管组成;管穿过导热板并连接固定导热板,每块导热板的一端布置一个或一个以上密封体,另一端无密封体,相邻导热板之间形成多个通道,并在通道端部形成通气区域,不同的通道的通气区域相互联通,导热板的上下两端用密封板密封。
本发明的有益效果是:本发明将板式换热和管翅式结合形成一种复合的传热结构,充分利用二者的优点,克服两者的缺点,具有结构简单,体积小,成本低,制造成难度小,应用领域广泛等优点。
附图说明
图1为本发明的基本结构立体示意图;
图2为本发明的基本结构爆炸图;
图3为换热板片101通道密封示意图;
图4为换热板片102通道密封示意图;
图5为换热结构的左侧视图;
图6为换热结构的右侧视图;
图7为H-H剖面图;
图8为L-L剖面图;
图9为有多个通道通气口的左侧视图;
图10为有多个通道气口的101通道的板片密封示意图;
图11为有多个通道气口的102通道的板片密封示意图;
图12为板片上均布有导热管的立体示意图;
图13板片上布有结构管和导热管的立体示意图;
图14为板片上布有结构管和导热管的示意图;
图15为板片上布有结构管的立体示意图;
图16为板面上布有流体管的侧视图;
图17为板面上布有流体管的立体示意图;
图18为通道上部有开口的示意图;
图19为换热结构一侧通道联通的侧视图;
图20为换热结构一侧通道联通的立体图;
图21为板面为方形一侧去除两角情形下的101通道密封示意图;
图22为板面为方形一侧去除两角情形下的102通道密封示意图;
图23为M-M剖面图;
图24为N-N剖面图;
图25为通道内部有密封体的示意图;
图26为换热板面上带开孔的结构示意图;
图27为多个通气口换热结构的立体示意图;
图28为带有第一种布气装置结构示意图;
图29为带有第二种布气装置结构示意图;
图30为本结构应用一,冷却除湿的立体示意图;
图31为本结构应用一,冷却除湿原理示意图;
图32为本结构应用一,冷却除湿的焓湿图;
图33为本结构应用二,溶液除湿的立体示意图;
图34为本结构应用二,溶液除湿的原理示意图;
图35为本结构应用二,溶液除湿的焓湿图;
图36为本结构应用二,溶液再生的焓湿图;
图37为本结构应用二,溶液除湿和再生复合再生的的立体示意图;
图38为本结构应用三,露点蒸发冷却的立体示意图;
图39为本结构应用三,露点蒸发冷却的原理图;
图40为本结构应用三,露点蒸发冷却的焓湿图;
图41为本结构应用四,冷却除湿和露点蒸发冷却结合的立体示意图;
图42为有三通道的换热结构端部密封图;
   图中,导热板10,密封体11、导热管12、结构管13、密封板14、流体管18、流体20、开孔30、第一通道101、第二通道102、上通气区域A1、下通气区域A2、第一通气区域B1、第二通气区域B2、第三通气区域B3。
具体实施方式
如图1、2所示,一种热交换结构由导热板10,密封体11、密封板14和管组成,管穿过导热板10与导热板10通过胀管连接方式连接并固定导热板10,在导热板10的左右两端,交错布置密封体11,在导热板10的上下两端用密封板14密封。
如图3-6所示,交错布置的密封体11形成相互隔离的通道:第一通道101和第二通道102,两个通道的端部两个通气区域,包括上通气区域A1和下通气区域A2,上通气区域A1和下通气区域A2相互隔离,通道的上下两端用密封板14密封,将不同通道隔离。第一通道101和第二通道102的长度L为50~500mm,通道的进气高度h为50~250mm,通道的宽度为2~10mm,换热板的厚度为0.1~1mm。
导热板10为金属片,如铝片、铜片及钢片等;
所述导热板10上也可以至少在部分表面上覆有涂层,涂层包括:防腐涂层,亲水吸水涂层,吸湿涂层等。
所述的导热管12为金属管,如铝管、铜管及不锈钢管等;
图7,图8显示了图3、图4中H-H 和L-L 剖面图。
图9,图10,图11的情形为一个通道有多于2个通气区域的情形,有三个通气区域,包括第一通气区域B1、第二通气区域B2和第三通气区域B3三个区域。
图12 中显示导热管12均布在导热板10上,而图1中导热板10只有部分区域布有导热管12。
图13,14显示导热板10上既布置有导热管12,也布置有结构管13,
图15显示导热板10上只有结构管13。
图16,17显示导热板10上还布置有流体管18,将流体20引入一个通道,或多个通道。
流体引入通道也可以通过通道上端引入,即在上端留有开口,如图18所示。
图19, 20显示换热结构只有一端有密封,另一端无密封体11,不同的通道的通气区域是相互联通。
图21、22、23、24 为方形换热片一端两个角切除的情况。
图25为在通道中间也加有密封体的情况,容许一个通道内有两股不混合的风,但密封体可以容许液体通过,如水,溶液等。
图26和图38表示换热板还有开孔30的情况。
图27 为有通道有4个进气和出气口的情况。
图28中,气体分配器将多个进气口和出气口联系起来。
图29中,气体分配器将多个进气口和出气口联系起来。
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
   图30、31和32为本发明应用于冷冻除湿,状态点1的空气先被预冷除湿变为状态点2的空气,再与导热管内的流体如冷水,冷媒等换热被进一步除湿,变为状态点3的空气,再被预热变为状态点4的空气。
   下面是一个典型设计的状态点:
1:DB27℃,RH60%, D 13.4g/kg,  H61.4 kJ/kg 
2: DB18.8℃,RH95%, D12.9g/kg ,H 51.7 kJ/kg
3: DB14℃,RH95%, D9.5g/kg, H38.0 kJ/kg 
4: DB24℃,RH51%, D 9.5g/kg, H 48.3 kJ/kg 
本发明冷水或冷媒的制冷量为:13.7 kJ/kg, 即状态点2到状态点3的焓差。
而同样除湿量的情况下,即3.9 g/kg, 常规冷冻除湿的制冷量为:23.4 kJ/kg,即状态点1到状态点3的焓差。
本发明即节约了冷量41%。同时出风相对湿度从95%降低到51%。
实施例2
图33-37为本发明应用于溶液除湿和再生,图37将除湿和再生结合。换热板表面布置有溶液20。
实施例3
图38,39,40,为露点蒸发冷却的情况,空气先经过干通道,空气再依次通过孔经过湿通道,湿通道表面有水,还有一部分空气经过导热管,对导热管内的流体如水等进行冷却,同时得打一部分冷风。该装置也可以只制取冷水。
实施例4
图41将冷却除湿和露点蒸发冷却箱结合,即上面部分利用压缩制冷系统的蒸发器除湿,下部分利用露点蒸发冷却对压缩制冷系统的蒸发器排热,可以实现较低的冷凝温度。

Claims (9)

1.一种热交换结构,其特征在于,该结构由多个导热板(10)、密封体(11)、密封板(14)和管组成;管穿过导热板(10)并连接固定导热板(10),每块导热板(10)的左右端交错布置两个或两个以上密封体(11),相邻导热板(10)之间形成多个相互隔离的通道,并在通道端部形成通气区域,导热板(10)的上下两端用密封板(14)密封。
2.根据权利要求1所述的一种热交换结构,其特征在于,所述通道的长度为50~500mm, 所述的通道的进气高度h为50~250mm,所述通道的宽度为2~10mm,所述导热板(10)的厚度为0.1~1mm。
3.根据权利要求1所述的一种热交换结构,其特征在于,所述的管为导热管(12)或/和结构管(13)。
4.根据权利要求3所述的一种热交换结构,其特征在于,所述的管还包括流体管(18),所述的流体管(18)穿过并固定导热板(10)。
5.根据权利要求3所述的一种热交换结构,其特征在于,所述的导热管(12)为金属管。
6.根据权利要求1所述的一种热交换结构,其特征在于,所述的导热板(10)上有开孔(30)。
7.根据权利要求1所述的一种热交换结构,其特征在于,所述的导热板(10)为方形或在方形一端去除两个角而形成多边形,或在方形两端均去除两个角而形成的多边形。
8.根据权利要求1所述的一种热交换结构,其特征在于,所述的导热板(10)为金属片。
9.一种热交换结构,其特征在于,该结构由多个导热板(10)、密封体(11)、密封板(14)和管组成;管穿过导热板(10)并连接固定导热板(10),每块导热板(10)的一端布置一个或一个以上密封体(11),另一端无密封体(11),相邻导热板(10)之间形成多个通道,并在通道端部形成通气区域,不同的通道的通气区域相互联通,导热板(10)的上下两端用密封板(14)密封。
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