CN104567117A - 平板换热器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种平板换热器。现有技术中的平板换热器具有每组支流内的温度不均匀，换热效果差，蒸发速度较慢等缺点。本发明提供一种平板换热器，包括换热板，所述换热板的上部具有进管，其下部具有出管；其特征在于：还包括流道；所述流道包括从进管引出的起始段和汇流到出管的蒸发段，所述起始段向上延伸设置，并包括n组支流，其中n为2的整数倍，蒸发段上具有与起始段相同数量的支流且相互对应连接；所述起始段上具有第一混流部和第二混流部。本发明结构简单，设计合理，安装体积小，不同支流内制冷剂的温度均匀，蒸发速度提高。

Description

平板换热器

技术领域

本发明涉及一种平板换热器，是一种热交换装置，适用与太阳能热水器领域。

背景技术

换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的设备，是使热量由较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足过程工艺条件的需要。而用于制冷设备的换热器，是利用液态低温制冷剂在低压下易蒸发，转变为蒸气并吸收被冷却介质的热量，达到制冷目的。

如图6所示，现有技术中的平板换热器通常包括换热板，在换热板上设置制冷剂流入的进口和制冷剂流出的出口，进口可分流出若干支流，这些支流来回弯曲设置在换热板上并最终汇集到出口，制冷剂在此过程中汽化成气体并最终从出口流出。这种平板换热器具有以下缺点：1、支流之间由于存在上下的位置关系，而由于重力作用，液态的制冷剂从进管分流到支流时，会集中在下方的支流内，而上方的支流内制冷剂相对较少，从而造成每组支流内的温度不均匀，导致换热效果差，另外上方的支流内如果制冷剂较少的话，由于换热板上的温度是均匀的，会使得该支流对温差的利用不充分；2、支流内呈液柱状的制冷剂，是在该液柱的外表面开始蒸发的，而其内部基本无蒸发，从而造成蒸发速度较慢的情况。

申请公告号CN 102080937 A，申请公布日2011.06.01的中国发明专利申请中，公开了一种“工”形树状式交叉流换热器，包括换热管束、壳体、管箱和管板，所述的管箱和管板位于壳体的两侧，所述的换热管束的两端固定在管板上，并穿过所述的管板与管箱连通，其特征在于：所述的换热管束为“工”形树状结构，所述的“工”形树状结构至少包含一个树状单元结构，所述的树状单元结构包含两层树状结构换热管束和末端连通管道，两层树状结构换热管束的末级分支端口之间由末端连通管道相连通。该“工”形树状式交叉流换热器结构复杂，成本高，且安装体积大，且“工”形分支管道之间相互不流通，因而不同的“工”形分支管道之间温差可能较大，影响换热效果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，安装体积小，不同支流内制冷剂的温度均匀，蒸发速度提高的平板换热器。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该平板换热器，包括换热板，所述换热板的下部具有用于流入液态制冷剂的进管，其上部具有用于流出气态制冷剂的出管；其特征在于：还包括连接于进管和出管之间的用于将制冷剂汽化的流道；所述流道包括从进管引出的起始段和汇流到出管的蒸发段，所述起始段向上延伸设置，并包括沿换热板横向依次排布的n组支流，其中n为2的整数倍，蒸发段上具有与起始段相同数量的支流且相互对应连接，起始段的支流到达换热板上部后，再下降至换热板的下部而与蒸发段上的支流对应连接；所述起始段上具有（n-2）/2组的第一混流部和n/2组的第二混流部，所述第一混流部用于将相邻两组支流内的制冷剂混合并分流至这两组对应的支流，使这两组支流内的制冷剂温度均匀；所述第二混流部用于将相邻两组支流内的制冷剂混合并分流至这两组对应的支流，使这两组支流内的制冷剂温度均匀；所述起始段上的支流，在除开最两侧的支流后，依次两两一组间隔设置第一混流部；所述起始段上的支流在位于第一混流部的上方位置，依次两两一组间隔设置第二混流部。本发明的制冷剂从进入进管后开始蒸发，直到由出管流出；由于起始段向上延伸设置，从进管进入的液体会均匀的向上进入到起始段的支流内，防止支流之间的的制冷剂分布不均，可使制冷剂与换热板进行充分的热交换；第一混料部位于第二混流部的下方，而第一混流部和第二混流部在左右方向上是交叉设置的，因而可使支流之间的介质混合更充分，进一步降低支流内制冷剂的温差。

本发明所述蒸发段上的支流交替地依次向上反向弯曲，并呈连续的“S”形。蒸发段上支流的设置方式，可充分利用换热板上的空间，提高热交换效率，由于蒸发段上的支流交替地依次向上反向弯曲，因而可提高制冷剂在换热板上的停留时间，使制冷剂充分蒸发，由于蒸发段上的支流是向上设置的，可防止液态的制冷剂过快的从出管流出。

本发明所述蒸发器上弯曲处的支流上设置有n/2组第三混流部，所述第三混流部用于将相邻两组支流内的制冷剂混合并分流至这两组对应的支流，使这两组支流内的制冷剂温度均匀。第三混流部可将相邻两组支流内的制冷剂混合均匀并分流至这两组对应的支流，从而降低这两组支流内的制冷剂的温差，从而提高整体的热交换效率。

本发明所述蒸发器上弯曲处的支流，在其弯曲处的最外侧的三组支流上，依次两两设置总共两组第三混流部，在余下的支流上，从外往内依次两两一组间隔设置第三混流部。这种第三混流部的设置方式，使得最内侧的支流在下一弯曲处，成为该弯曲处的最外侧的支流，因而每组支流内的制冷剂均能得到混合，而由于最内侧的支流上无需设置第三混流部，因而支流之间排布时，所占的空间减小，可使换热板的规格减小，节约材料和空间。

本发明还包括分流部，所述起始段的底部设置有n/2组分流管，每组分流管通过分流部与对应的两组支流连接，所述分流管从进管引出。起始段上的支流由分流管分流而成，而分流管从进管引出，在加工工艺上更为简单，也利于进管内的制冷剂均分到支流中。

本发明所述第一混流部和第二混流部结构相同且均呈“X”形，所述第一混流部包括混流腔、两组下连接管和两组上连接管，下连接管和上连接管均与混流腔贯通，所述两组上连接管之间的结合处具有向下设置的第一分流面，第一分流面使混流腔内的液柱从中间开始分流，使原本位于液柱内部的介质被分流至液柱的外部。两组支流中的制冷剂在混流腔中混合，使制冷剂温度均匀，并继续分离到这两组对应的支流中，由于第一分流面的设置，混流腔内的制冷剂液柱从中间被分离出两路液柱，这两路液柱外部的制冷剂即为混流腔内的液柱内部的制冷剂，从而可使液柱内外温度更均匀，增加蒸发效率。

本发明所述第三混流部的结构与第一混流部的结构相同。由于两者结构相同，因而加工工艺更加简单。

本发明所述分流部呈“Y”形，该分流部包括分流腔、一组下分流管和两组上分流管，下分流管和上分流管均与分流腔贯通，所述两组上分流管之间的结合处具有向下设置的第二分流面。下分流管内的制冷剂通过第二分流面的作用分流中两组上分流管，而上分流管与对应的支流连通。

本发明所述第一分流面为左右对称结构，第一分流面从其底部开始，往两侧向上延伸设置两组第一导流面，所述第一导流面为弧形。由于第一分流面为左右对称结构，因而可将混流腔内的制冷剂均匀的分流至对应的两组支流上，使这两组支流内制冷剂的量大致相同，从而保证这两组支流内的制冷剂的温度均匀，第一导流面为弧形，因而分流时，阻力减小，相应的，噪音也降低。

本发明所述第二分流面为左右对称结构，第二分流面从其底部开始，往两侧向上延伸设置两组第二导流面，所述第二导流面为弧形。由于第二分流面为左右对称结构，因而可将分流腔内的制冷剂均匀的分流至对应的两组支流上，使这两组支流内制冷剂的量大致相同，从而保证这两组支流内的制冷剂的温度均匀，第二导流面为弧形，因而分流时，阻力减小，相应的，噪音也降低。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：结构简单，设计合理，由于起始段向上延伸设置，从进管进入的液体会均匀的进入到起始段的支流内，防止支流之间的的制冷剂分布不均，可使制冷剂与换热板进行充分的热交换；第一混料部位于第二混流部的下方，而第一混流部和第二混流部在左右方向上是交叉设置的，因而可使支流之间的介质混合更充分，进一步降低支流内制冷剂的温差。

附图说明

图1是本发明实施例中平板换热器的结构示意图。

图2是图1中A处的放大示意图。

图3是图1中B处的放大示意图。

图4是图1中C处的放大示意图。

图5是图1中D处的放大示意图。

图6是现有技术中平板换热器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例1。

参见图1至图6，本实施例中的平板换热器包括换热板1，换热板1的下部具有用于流入液态制冷剂的进管2，其上部具有用于流出气态制冷剂的出管3。本实施例中的上下关系指的是，平板换热器使用时的位置关系。

本实施例中的连接于进管2和出管3之间的用于与换热板1换热并将制冷剂汽化的流道4，该流道4包括从进管2引出的起始段41和汇流到出管3的蒸发段42，起始段41向上延伸设置，并包括沿换热板1横向依次竖直排布的n组支流43，其中n为2的整数倍，2大于等于4，蒸发段42上具有与起始段41相同数量的支流43，且蒸发段42上的支流43与起始段41上的支流43相互对应连接，起始段41的支流43到达换热板1上部后，再下降至换热板1的下部而与蒸发段42上的支流43对应连接；起始段41上具有（n-2）/2组的第一混流部411和n/2组的第二混流部412，第一混流部411用于将相邻两组支流43内的制冷剂混合并分流至这两组对应的支流43，使这两组支流43内的制冷剂温度均匀；第二混流部412用于将相邻两组支流43内的制冷剂混合并分流至这两组对应的支流43，使这两组支流43内的制冷剂温度均匀；起始段41上的支流43，在除开最两侧的支流43后，依次两两一组间隔设置第一混流部411；起始段41上的支流43在位于第一混流部411的上方位置，依次两两一组设置间隔排布的第二混流部412，如图1所示，第一混流部411和第二混流部412在上下方向上是交错排布的。本发明的制冷剂从进入进管2后开始蒸发，直到由出管3流出。

现有技术中，从进管2进入的液体制冷剂，在分流至上下排布的支流43的过程中，由于重力的原因，制冷剂会集中于下方的支流43中，各支流43之间的制冷剂的量不一致，而本实施例中，由于起始段41向上延伸设置，从进管2进入的液体制冷剂会向上均匀的进入到起始段41的支流43内，消除了重力因素的影响，防止支流43之间的的制冷剂分布不均，可使制冷剂与换热板1进行充分的热交换；第一混料部位于第二混流部412的下方，而第一混流部411和第二混流部412在左右方向上是交叉设置的，因而可使支流43之间的介质混合更充分，而不仅仅只是在两组支流43之间进行混合分流，进一步降低支流43内制冷剂的温差。

本实施例中的蒸发段42上的支流43交替地依次向上反向弯曲，并呈连续的“S”形。蒸发段42上支流43的设置方式，可充分利用换热板1上的空间，提高热交换效率，由于蒸发段42上的支流43交替地依次向上反向弯曲，因而可提高制冷剂在换热板1上的停留时间，使制冷剂充分蒸发，由于蒸发段42上的支流43是向上设置的，可防止液态的制冷剂过快的从出管3流出。

本实施例中的蒸发段42的弯曲处的支流43上设置有n/2组第三混流部421，第三混流部421用于将相邻两组支流43内的制冷剂混合并分流至这两组对应的支流43，使这两组支流43内的制冷剂温度均匀。第三混流部421可将相邻两组支流43内的制冷剂混合均匀并分流至这两组对应的支流43，从而降低这两组支流43内的制冷剂的温差，从而提高整体的热交换效率。

本实施例中的第三混流部421的设置方式如下：蒸发器上弯曲处的支流43，在其弯曲处的最外侧的三组支流43上，依次两两设置总共两组第三混流部421，在余下的支流43上，从外往内依次两两一组间隔设置第三混流部421。这种第三混流部421的设置方式，使得最内侧的支流43在下一弯曲处，成为该弯曲处的最外侧的支流43，因而每组支流43内的制冷剂均能得到混合，而由于最内侧的支流43上无需设置第三混流部421，因而支流43之间排布时，所占的空间减小，可使换热板1的规格减小，节约材料和空间。

本实施例中的起始段41上设置有分流部413，起始段41的底部设置有n/2组分流管414，每组分流管414通过分流部413与对应的两组支流43连接，分流管414从进管2引出。起始段41上的支流43由分流管414分流而成，而分流管414从进管2引出，在加工工艺上更为简单，也利于进管2内的制冷剂均分到支流43中。

本实施例中的第一混流部411和第二混流部412结构相同且均呈“X”形，第一混流部411包括混流腔4111、两组下连接管4112和两组上连接管4113，下连接管4112和上连接管4113均与混流腔4111贯通，两组上连接管4113之间的结合处具有向下设置的第一分流面4114，第一分流面4114使混流腔4111内的液柱从中间开始分流，使原本位于液柱内部的介质被分流至液柱的外部。两组支流43中的制冷剂在混流腔4111中混合，使制冷剂温度均匀，并继续分离到这两组对应的支流43中，由于第一分流面4114的设置，混流腔4111内的制冷剂液柱从中间被分离出两路液柱，这两路液柱外部的制冷剂即为混流腔4111内的液柱内部的制冷剂，从而可使液柱内外温度更均匀，增加蒸发效率。

本实施例中的第三混流部421的结构与第一混流部411的结构相同。由于两者结构相同，因而加工工艺更加简单。

本实施例中的分流部413呈“Y”形，该分流部413包括分流腔4131、一组下分流管4132和两组上分流管4133，下分流管4132和上分流管4133均与分流腔4131贯通，两组上分流管4133之间的结合处具有向下设置的第二分流面4134。下分流管4132内的制冷剂通过第二分流面4134的作用分流中两组上分流管4133，而上分流管4133与对应的支流43连通。

本实施例中的第一分流面4114为左右对称结构，第一分流面4114从其底部开始，往两侧向上延伸设置两组第一导流面4115，第一导流面4115为弧形。由于第一分流面4114为左右对称结构，因而可将混流腔4111内的制冷剂均匀的分流至对应的两组支流43上，使这两组支流43内制冷剂的量大致相同，从而保证这两组支流43内的制冷剂的温度均匀，第一导流面4115为弧形，因而分流时，阻力减小，相应的，噪音也降低。

本实施例中的第二分流面4134为左右对称结构，第二分流面4134从其底部开始，往两侧向上延伸设置两组第二导流面4135，第二导流面4135为弧形。由于第二分流面4134为左右对称结构，因而可将分流腔4131内的制冷剂均匀的分流至对应的两组支流43上，使这两组支流43内制冷剂的量大致相同，从而保证这两组支流43内的制冷剂的温度均匀，第二导流面4135为弧形，因而分流时，阻力减小，相应的，噪音也降低。

本实施例中的换热板为平板状，因而称之为平板换热器。

本实施例中的n为6，而实际生产时，n最小设置为4。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构及附图所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种平板换热器，包括换热板，所述换热板的下部具有用于流入液态制冷剂的进管，其上部具有用于流出气态制冷剂的出管；其特征在于：还包括连接于进管和出管之间的用于将制冷剂汽化的流道；所述流道包括从进管引出的起始段和汇流到出管的蒸发段，所述起始段向上延伸设置，并包括沿换热板横向依次排布的n组支流，其中n为2的整数倍，蒸发段上具有与起始段相同数量的支流且相互对应连接；所述起始段上具有（n-2）/2组的第一混流部和n/2组的第二混流部，所述第一混流部用于将相邻两组支流内的制冷剂混合并分流至这两组对应的支流，使这两组支流内的制冷剂温度均匀；所述第二混流部用于将相邻两组支流内的制冷剂混合并分流至这两组对应的支流，使这两组支流内的制冷剂温度均匀；所述起始段上的支流，在除开最两侧的支流后，依次两两一组间隔设置第一混流部；所述起始段上的支流在位于第一混流部的上方位置，依次两两一组间隔设置第二混流部。

2.根据权利要求1所述的平板换热器，其特征在于：所述蒸发段上的支流交替地依次向上反向弯曲，并呈连续的“S”形。

3.根据权利要求2所述的平板换热器，其特征在于：所述蒸发器上弯曲处的支流上设置有n/2组第三混流部，所述第三混流部用于将相邻两组支流内的制冷剂混合并分流至这两组对应的支流，使这两组支流内的制冷剂温度均匀。

4.根据权利要求3所述的平板换热器，其特征在于：所述蒸发器上弯曲处的支流，在其弯曲处的最外侧的三组支流上，依次两两设置总共两组第三混流部，在余下的支流上，从外往内依次两两一组间隔设置第三混流部。

5.根据权利要求1或3所述的平板换热器，其特征在于：还包括分流部，所述起始段的底部设置有n/2组分流管，每组分流管通过分流部与对应的两组支流连接，所述分流管从进管引出。

6.根据权利要求1所述的平板换热器，其特征在于：所述第一混流部和第二混流部结构相同且均呈“X”形，所述第一混流部包括混流腔、两组下连接管和两组上连接管，下连接管和上连接管均与混流腔贯通，所述两组上连接管之间的结合处具有向下设置的第一分流面，第一分流面使混流腔内的液柱从中间开始分流，使原本位于液柱内部的介质被分流至液柱的外部。

7.根据权利要求6所述的平板换热器，其特征在于：所述第三混流部的结构与第一混流部的结构相同。

8.根据权利要求5所述的平板换热器，其特征在于：所述分流部呈“Y”形，该分流部包括分流腔、一组下分流管和两组上分流管，下分流管和上分流管均与分流腔贯通，所述两组上分流管之间的结合处具有向下设置的第二分流面。

9.根据权利要求6所述的平板换热器，其特征在于：所述第一分流面为左右对称结构，第一分流面从其底部开始，往两侧向上延伸设置两组第一导流面，所述第一导流面为弧形。

10.根据权利要求8所述的平板换热器，其特征在于：所述第二分流面为左右对称结构，第二分流面从其底部开始，往两侧向上延伸设置两组第二导流面，所述第二导流面为弧形。