CN104990435A - 一种隔板打孔的板翅式换热器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隔板打孔的板翅式换热器，包括冷流通道翅片、热流通道翅片、以及冷流通道翅片与热流通道翅片之间的隔板，在每两个相邻的冷流通道翅片之间、以及热流通道翅片与冷流通道翅片之间均设有隔板；所述两个相邻的冷流通道翅片之间的隔板为贯穿有孔洞阵列的多孔隔板，该孔洞阵列用于连通两个相邻冷流通道翅片的流道，该两个相邻冷流通道翅片内的冷流汇集，两股冷流通过孔洞阵列均匀混合，温度趋于均匀几乎相等，温差极大降低，从而提高传热效率。

Description

一种隔板打孔的板翅式换热器

技术领域

本发明涉及板翅式换热器，尤其涉及一种隔板打孔的板翅式换热器。

背景技术

板翅式换热器具有高的比表面积、大的NTU(传热单元数)及高效的传热特性，结构紧凑、轻巧牢固、适应性强、安装简易、操作方便以及成本比较低廉等优点，尤其适合两侧换热系数相差比较大以及流道布置复杂的场合。它被广泛运用于低温、航空、汽车、内燃机车、工程机械、化工、空调等领域。板翅式换热器的结构形式很多，但其结构单元体基本相同，都是由翅片、隔板、封条和导流片组成。在相邻两隔板之间放置翅片和封条，组成一个夹层，构成通道。由一定数量的通道按一定的方式排列在一起组成板束。按单个或多个板束根据流体的不同流动形式叠置起来钎焊成整体，便组成了芯体。芯体是板翅式换热器的核心部分，再配以封头、接管和支承就组成了板翅式换热器。隔板的主要作用是用于介质的分离，也是热量传递和承压的主要元件，按使用压力的不同，厚度一般在0.8～2mm。

冷热介质在隔板两侧翅片间通过，按相邻单元部件中翅片与封条的取向，介质实现并流、逆流、错流和逆错流等流向。板翅式换热器的制造材料有铜和铜合金、铝和铝合金、镍、钛、不锈钢等。其中，由于铝合金的钎焊强度高、材料价格较低以及良好的低温机械性能，在LNG工业中使用较广。

多股流板翅式换热器的通道排列和通道组合直接影响换热器的传热效果，是换热器设计的关键。应遵守的原则是：尽可能做到局部热负荷平衡，即沿着换热器横向使换热器的热负荷在尽可能小的范围内达到平衡，以减小过剩热负荷与过剩热负荷的传导距离。即应使沿换热器同一横截面的壁面温度尽可能接近。通道排列应避免温度交叉，减少热量内耗。当通道排列偏离理想布置时，局部的热负荷将引起很大的热不平衡，产生温度交叉和热量内耗，使换热器的效率降低。冷通道与热通道相间隔排列(即单叠布置)，具有避免温度交叉、减少热量内耗、能达到较大换热效果的优点。然而在一股热流体对多股冷流体换热的情况下，热流体的总通道数往往小于冷流体的总通道数，这与冷流体、热流体总通道数相等的假设是矛盾的，势必造成通道的局部热负荷的不平衡，过剩热负荷所造成的热量内耗是这种类型通道排列的根本缺点。

天然气液化装置中的板翅式换热器采用一股热流、两股冷流的间隔排列方式，由于冷流的压力低，密度小，冷流是高压制冷剂节流后产生的低压制冷剂，相同质量流量的情况下冷流的体积流量更大，由于换热器内压力较大，需要将体积流量大的冷流分为两股通道流动，以此减轻隔板承受的压力。所以实际过程中热流通道与冷流通道的比例为1:2，两股冷流分别和制冷剂热流和天然气换热。热流体通道之间夹着两个冷流体通道。沿着换热器横向划分成若干个尽可能小的平衡单元，所以沿换热器同一截面的两股冷流壁面温度不相等，甚至出现温差很大的情况，由此导致两股冷流有温度差，造成热量内耗，降低传热效率。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种隔板打孔的板翅式换热器，解决两股冷流之间的温度差问题，使其温度均匀，减少热量内耗，提高换热效率。

本发明通过下述技术方案实现：

一种隔板打孔的板翅式换热器，包括冷流通道翅片、热流通道翅片、以及冷流通道翅片与热流通道翅片之间的隔板，在每两个相邻的冷流通道翅片之间、以及热流通道翅片与冷流通道翅片之间均设有隔板；

所述两个相邻的冷流通道翅片之间的隔板为贯穿有孔洞阵列的多孔隔板，该孔洞阵列用于连通两个相邻冷流通道翅片的流道，使该两个相邻冷流通道翅片内的冷流充分混合；

所述热流通道翅片与其相邻的冷流通道翅片之间的隔板为无孔板。

所述多孔隔板孔的形状为圆形孔、三角形孔或者矩形孔。

所述孔洞阵列中，每相邻两行的孔与孔之间分别相互交错布置。

每行中的孔与孔的间距与孔的直径比是1.5～2。

所述圆形孔的直径为1mm～2mm。

本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：

本发明将两个相邻的冷流通道翅片之间的隔板为贯穿有孔洞阵列的多孔隔板，该孔洞阵列用于连通两个相邻冷流通道翅片的流道，使该两个相邻冷流通道翅片内的冷流汇集，两股相邻冷流通过多孔隔板更均匀有效的混合，以此提高温度的均匀分配，克服温度差导致的传热效率降低的问题。

附图说明

图1为本发明的冷流通道翅片、热流通道翅片和隔板的排布示意图。

图2为图1中的多孔隔板结构示意图。

图3为本发明隔板打孔的板翅式换热器的局部剖面示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。

实施例

如图1至3所示。本发明一种隔板打孔的板翅式换热器，包括冷流通道翅片C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8，热流通道翅片H1、H2、H3、H4、H5，以及冷流通道翅片与热流通道翅片之间的隔板，在每两个相邻的冷流通道翅片之间、以及热流通道翅片与冷流通道翅片之间均设有隔板；

其中：冷流流通道翅片C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8内的工质为低压制冷剂；热流通道翅片H1、H2、H3、H4、H5内的工质为高压制冷剂和/或天然气。

所述两个相邻的冷流通道翅片之间的隔板为贯穿有孔洞阵列的多孔隔板B1、B2、B3、B4，该孔洞阵列用于连通两个相邻冷流通道翅片的流道，使该两个相邻冷流通道翅片内的冷流充分混合。两股冷流通过孔洞阵列均匀混合，温度趋于均匀几乎相等，温差极大降低，从而提高传热效率。

所述热流通道翅片与其相邻的冷流通道翅片之间的隔板为无孔板，即不进行打孔处理。

所述多孔隔板孔的形状为圆形孔、三角形孔或者矩形孔。各孔根据板翅式换热器的尺寸而定，为了使两个通道(冷流通道翅片、热流通道翅片)的冷流尽可能均匀的混合，各孔应该分布对称均匀，不应太少。但是为了保证隔板的承受压力以及换热面积，孔不能太密集，应合理分配数量。

所述孔洞阵列中，每相邻两行的孔与孔之间分别相互交错布置。

每行中的孔与孔的间距与孔的直径比是1.5～2。

所述圆形孔的直径为1mm～2mm。

如上所述，便可较好地实现本发明。

本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种隔板打孔的板翅式换热器，包括冷流通道翅片(C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8)、热流通道翅片(H1、H2、H3、H4、H5)、以及冷流通道翅片与热流通道翅片之间的隔板，其特特征在于：在每两个相邻的冷流通道翅片之间、以及热流通道翅片与冷流通道翅片之间均设有隔板；

所述两个相邻的冷流通道翅片之间的隔板为贯穿有孔洞阵列的多孔隔板(B1、B2、B3、B4)，该孔洞阵列用于连通两个相邻冷流通道翅片的流道，使该两个相邻冷流通道翅片内的冷流充分混合；

所述热流通道翅片与其相邻的冷流通道翅片之间的隔板为无孔板。

2.根据权利要求1所述的隔板打孔的板翅式换热器，其特特征在于：所述多孔隔板孔的形状为圆形孔、三角形孔或者矩形孔。

3.根据权利要求2所述的隔板打孔的板翅式换热器，其特特征在于：所述孔洞阵列中，每相邻两行的孔与孔之间分别相互交错布置。

4.根据权利要求2所述的隔板打孔的板翅式换热器，其特特征在于：每行中的孔与孔的间距与孔的直径比是1.5～2。

5.根据权利要求2所述的隔板打孔的板翅式换热器，其特特征在于：所述圆形孔的直径为1mm～2mm。