CN106705714A - 一种混流式辐射板换热器 - Google Patents

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张�杰
吴梅
吴一梅
林海佳
尚瑞
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Abstract

本发明提供一种混流式辐射板换热器，包括：第一换热板，具有换热面和第一流体承载面，第一流体承载面上设有第一分液腔、第一集液腔以及连通两者的若干第一流槽；第二换热板，具有第二流体承载面，第二流体承载面上设有至少一条用于连通至少两个第一流槽的第二流槽，以使得两个第一流槽内的流体能够交叉混流；进液管，用于向第一分液腔输入流体；出液管，用于从第一集液腔向外输出流体。本发明的换热器，在与某些不同位置温差较大的待换热件换热时，与待换热件温差较小位置对应的某些第一流槽内流体温度变化小，其可补偿热量给与待换热件温差较大位置对应的某些第一流槽内流体，从而能够提高换热效率和换热效果。

Description

一种混流式辐射板换热器
技术领域
本发明涉及辐射板换热器技术领域，具体涉及一种混流式辐射板换热器。
背景技术
辐射板换热器是用于换热的装置，行业内现有辐射板换热器一般为固定板式结构，这种结构由于管与金属板的接触面有限，容易造成局部温度过低，板面温度不均时还容易导致凝露。另外，这种结构在加工过程中，瑞雨管组件的整体平面度要求较高，如果管下部与连接件之间存在间隙，则传热效果会非常差。
中国专利文献CN105870081A公开了一种波形微通道式换热器，包括基座、密封垫片和盖板，基座的上表面通过电火花加工出波形微通道，通道两端设有储液池，在通道及储液池四周设有密封台阶，台阶四周设有安放密封垫片的密封圈，用来防止液体从基座和盖板接触间隙流出。在具体使用时，基座与被散热器件紧密接触固定，基座与被散热件之间设有高导热率的结合材料。
上述专利文献中的波形微通道式换热器，在具体使用时，流体在加工在基座上表面上的波形微通道内流动，能够较均匀地与被散热件发生热交换。然而，当被散热件不同位置的温差较大时，基座与被散热件之间温差较大的位置换热较充分，与该位置相对的某些波形通道内的流体温度变化大；基座与被散热件之间温差较小的位置换热较不充分，与该位置相对的某些波形通道内的流体温度变化小；又由于在不同波形通道内流通的液体之间互相不混合，因而为了将与基座之间温差较大的被散热件换热至与基座的温度基本相同，需要从与该位置相对的某些波形通道内流过更多的流体，在流体流速一定的情况下，必然花费更多的时间，导致换热效率差。另外，当被散热件的某一位置与基座之间的温差大于某一值时，在流体流速一定的情况下，还存在无法将被散热件该位置的温度换热至与基座温度基本一致的情形。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中波形微通道换热器中不同的波形微通道之间互相不连通，导致换热效率低、换热效果差的技术缺陷，从而提供一种换热效率高、且换热效果好的混流式辐射板换热器。
为此，本发明提供一种混流式辐射板换热器，包括：
第一换热板，具有第一流体承载面，所述第一流体承载面上设有第一分液腔、第一集液腔以及连通所述第一分液腔和所述第一集液腔的若干均匀分布、且相互独立的第一流槽；
第二换热板，具有第二流体承载面，所述第二流体承载面上设有至少一条第二流槽；
所述第一换热板和所述第二换热板以周缘密封扣合的方式固定连接，使所述第一流体承载面与所述第二流体承载面相对，进而使所述第二流槽连通至少两个所述第一流槽，以使得两个所述第一流槽内的流体能够交叉混流；
进液管，设置在所述第一换热板和/或所述第二换热板上，用于向所述第一分液腔输入流体；
出液管，设置在所述第一换热板和/或所述第二换热板上，用于从所述第一集液腔向外输出流体。
作为一种优选方案，所述第一流槽在所述第一流体承载面上成S形和/或Z形分布。
作为一种优选方案，所述第一流槽的横截面形状为部分圆形、部分椭圆形或方形。
作为一种优选方案，所述第二流槽至少为两条，且相互独立地在所述第二流体承载面上成S形和/或Z形分布，所述第二流槽与第一流槽往复交叉。
作为一种优选方案，所述第二流槽具有与所述第一分液腔连通的进口，和/或具有与所述第一集液腔连通的出口。
作为一种优选方案，所述第二流槽的与所述第一分液腔连通的进口，与一个所述第一流槽的与所述第一分液腔连通的进口连通。
作为一种优选方案，所述第二流槽的与所述第一集液腔连通的出口，与一个所述第一流槽的与所述第一集液腔连通的出口连通。
作为一种优选方案，所述第一流槽在所述第一流体承载面上成正弦分布，所述第二流槽在所述第二流体承载面上成余弦分布；
或者，所述第一流槽在所述第一流体承载面上成余弦分布，所述第二流槽在所述第二流体承载面上成正弦分布。
作为一种优选方案，所述第二流槽的横截面形状为部分圆形、部分椭圆形或方形。
作为一种优选方案，所述第一流槽为开设在所述第一流体承载面上的凹槽，所述第二流槽为开设在所述第二流体承载面上的凹槽；
所述第一流体承载面上凹槽的部分开口被所述第二流体承载面上未开槽的部分覆盖成为密闭流槽；所述第二流体承载面上凹槽的部分开口被所述第一流体承载面上未开槽的部分覆盖成为密闭流槽；
所述第一流体承载面上凹槽的另一部分开口与所述第二流体承载面上凹槽的另一部分开口相对，成为所述第一流槽和所述第二流槽的混流接通口。
作为一种优选方案，所述第二流体承载面上设有与所述第一分液腔相对的第二分液腔，和/或与所述第一集液腔相对的第二集液腔；
所述第一换热板和所述第二换热板密封扣合后，所述第一分液腔与所述第二分液腔连通，所述第一集液腔与所述第二集液腔连通。
作为一种优选方案，所述第一换热板具有适于与待换热件贴合接触的换热面，所述换热面上设有高导热率涂层。
作为一种优选方案，所述第二换热板的与所述第二流体承载面相对的一侧面上设有保温层。
本发明提供的技术方案，具有以下优点：
1.本发明的混流式辐射板换热器，包括第一换热板，所述第一换热板的第一流体承载面上设有第一分液腔、第一集液腔以及连通第一分液腔和第一集液腔的若干互不连通的第一流槽；还包括第二换热板，所述第二换热板的第二流体承载面上设有至少一条第二流槽，用于连通至少两个第一流槽，以使得两个第一流槽内的液体能够交叉混流；本发明的混流式辐射板换热器，在与待换热件换热时，均匀分布的第一流槽能够均匀地与待换热件换热，并且在换热过程中，位于不同的第一流槽内的流体可通过第二流槽混合，从而使得在第一流槽内流动的流体温度更加均匀；本发明的混流式辐射板换热器，在与某些不同位置温差较大的待换热件换热时，由于交叉混流作用，与待换热件温差较小位置对应的某些第一流槽内流体温度变化小，其可补偿热量给与待换热件温差较大位置对应的某些第一流槽内流体，从而能够提高换热效率和换热效果；另外，位于第二流槽内的流体能够补偿第一流槽内流体的热量损失，从而减缓第一流槽内流体的温度变化，有利于进一步提高换热效率和换热效果。
2.本发明的混流式辐射板换热器，第一流槽在第一流体承载面上成S形和/或Z形分布，能够延长流体在第一流体承载面上停留的时间，有利于充分换热。第一流槽的横截面形状为部分圆形、部分椭圆形或方形，能够改变流体与第一换热板的接触面积，从而改善换热效果；当流体横截面形状为与第一换热板接触面积更大的部分椭圆形或方形时，换热效果更好。
3.本发明的混流式辐射板换热器，第二流槽在第二流体承载面上成S形和/或Z形分布，当位于不同的第一流槽内的流体进入第二流槽内进行混合时，S形和/或Z形分布的流槽，能够延长流体的混合时间，提高流体混合的均匀度。
4.本发明的混流式辐射板换热器，第二流槽具有与第一分液腔连通的进口，和/或具有与第一集液腔连通的出口，流体从第一分液腔同时进入第一流槽和第二流槽，使第一流槽和第二流槽同时充满流体，不仅增加了流体总量，而且位于第二流槽内的流体，能够与位于第一流槽内的流体进行持续热交换，从而减缓第一流槽内流体温度变化，有利于提高换热效果。
5.本发明的混流式辐射板换热器，第二流槽的横截面形状为部分圆形、部分椭圆形或方形，能够改变流体与第二换热板的接触面积，从而改善换热效果；当流体横截面形状为与第二换热板接触面积更大的部分椭圆形或方形时，换热效果更好。
附图说明
为了更清楚地说明现有技术或本发明具体实施方式中的技术方案，下面对现有技术或具体实施方式描述中所使用的附图作简单介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明混流式辐射板换热器的爆炸结构示意图。
图2是图1中第二换热板的结构示意图。
图3是图1中第一换热板的结构示意图。
图4是本发明混流式辐射板换热器某一位置的横截面图。
图5是图4中A部分的结构放大示意图。
图6是是本发明混流式辐射板换热器另一位置的横截断面图。
图7是图6中B部分的结构放大示意图。
附图标记：1、第一换热板；10、换热面；11、第一流体承载面；12、第一分液腔；13、第一集液腔；14、第一流槽；2、第二换热板；21、第二流体承载面；22、第二分液腔；23、第二集液腔；24、第二流槽；3、进液管；4、出液管；5、保温层。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的技术方案进行描述，显然，下述的实施例不是本发明全部的实施例。基于本发明所描述的实施例，本领域普通技术人员在没有做出其他创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例
本实施例提供一种混流式辐射板换热器，如图1-3所示，包括：第一换热板1，具有第一流体承载面11，所述第一流体承载面11上设有第一分液腔12、第一集液腔13以及连通所述第一分液腔12和所述第一集液腔13的若干均匀分布、且相互独立的第一流槽14；第二换热板2，具有第二流体承载面21，所述第二流体承载面21上设有至少一条第二流槽24；所述第一换热板1和所述第二换热板2以周缘密封扣合的方式固定连接，使所述第一流体承载面11与所述第二流体承载面21相对，进而使所述第二流槽24连通至少两个所述第一流槽14，以使得两个所述第一流槽14内的流体能够交叉混流；进液管3，设置在所述第二换热板2上，用于向所述第一分液腔12输入流体；出液管4，设置在所述第二换热板2上，用于从所述第一集液腔13向外输出流体。
本实施例的混流式辐射板换热器，在与待换热件换热时，均匀分布的第一流槽14能够均匀地与待换热件换热，并且在换热过程中，位于不同的第一流槽14内的流体可通过第二流槽24混合，从而使得在第一流槽14内流动的流体温度更加均匀；本实施例的混流式辐射板换热器，在与某些不同位置温差较大的待换热件换热时，由于混合作用，与待换热件温差较小位置对应的某些第一流槽14内流体温度变化小，其可补偿热量给与待换热件温差较大位置对应的某些第一流槽14内流体，从而能够提高换热效率和换热效果。
作为变形设计方案，所述进液管3也可以设置在第一换热板1上，所述出液管4也可以设置在第一换热板1上。
所述第一流槽14在所述第一流体承载面11上成S形分布，从而能够延长流体在第一流体承载面11上停留的时间，有利于充分换热。作为变形设计方案，所述第一流槽14也可以在所述第一流体承载面11上成Z形分布，或者成S形和Z形交错的形式分布。
所述第一流槽14的横截面形状为部分圆形、部分椭圆形或方形，能够改变流体与第一换热板1的接触面积，从而改善换热效果；当流体横截面形状为与第一换热板1接触面积更大的部分椭圆形或方形时，换热效果更好。
所述第二流槽24在所述第二流体承载面21上成S形分布，当位于不同的第一流槽14内的流体进入第二流槽24内进行混合时，S形分布的流槽，能够延长流体的混合时间，提高流体混合的均匀度。作为变形设计方案，所述第二流槽24也可以在所述第二流体承载面21上成Z形分布，或者成S形和Z形交错的形式分布。
所述第二流槽24具有与所述第一分液腔12连通的进口，和具有与所述第一集液腔13连通的出口。流体从第一分液腔12同时进入第一流槽14和第二流槽24，使第一流槽14和第二流槽24同时充满流体，不仅增加了流体总量，而且位于第二流槽24内的流体，能够与位于第一流槽14内的流体进行持续热交换，从而减缓第一流槽14内流体温度变化，有利于提高换热效果。
所述第二流槽24的与所述第一分液腔12连通的进口，与一个所述第一流槽14的与所述第一分液腔12连通的进口连通。
所述第二流槽24的与所述第一集液腔13连通的出口，与一个所述第一流槽14的与所述第一集液腔13连通的出口连通。
所述第一流槽14在所述第一流体承载面11上成正弦分布，所述第二流槽24在所述第二流体承载面21上成余弦分布。
作为变形设计方案，所述第一流槽14在所述第一流体承载面11上成余弦分布，所述第二流槽24在所述第二流体承载面21上成正弦分布。
所述第二流槽24的横截面形状为部分圆形、部分椭圆形或方形。
本实施例中，如图4-7所示，所述第一流槽14为开设在所述第一流体承载面11上的凹槽，所述第二流槽24为开设在所述第二流体承载面21上的凹槽；所述第一流体承载面11上凹槽的部分开口被所述第二流体承载面21上未开槽的部分覆盖成为密闭流槽；所述第二流体承载面21上凹槽的部分开口被所述第一流体承载面11上未开槽的部分覆盖成为密闭流槽；所述第一流体承载面11上凹槽的另一部分开口与所述第二流体承载面21上凹槽的另一部分开口相对，成为所述第一流槽14和所述第二流槽24的混流接通口。
所述第二流体承载面21上设有与所述第一分液腔12相对的第二分液腔22，和与所述第一集液腔13相对的第二集液腔23；所述第一换热板1和所述第二换热板2密封扣合后，所述第一分液腔12与所述第二分液腔22连通，所述第一集液腔13与所述第二集液腔23连通。
所述第一换热板1具有适于与待换热件贴合接触的换热面10，所述换热面10上设有高导热率涂层，有利于进一步提升换热效果。所述第二换热板2的与所述第二流体承载面21相对的一侧面上设有保温层5，有利于保温，防止热量散失。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (13)

1.一种混流式辐射板换热器，其特征在于：包括：
第一换热板(1)，具有第一流体承载面(11)，所述第一流体承载面(11)上设有第一分液腔(12)、第一集液腔(13)以及连通所述第一分液腔(12)和所述第一集液腔(13)的若干均匀分布、且相互独立的第一流槽(14)；
第二换热板(2)，具有第二流体承载面(21)，所述第二流体承载面(21)上设有至少一条第二流槽(24)；
所述第一换热板(1)和所述第二换热板(2)以周缘密封扣合的方式固定连接，使所述第一流体承载面(11)与所述第二流体承载面(21)相对，进而使所述第二流槽(24)连通至少两个所述第一流槽(14)，以使得两个所述第一流槽(14)内的流体能够交叉混流；
进液管(3)，设置在所述第一换热板(1)和/或所述第二换热板(2)上，用于向所述第一分液腔(12)输入流体；
出液管(4)，设置在所述第一换热板(1)和/或所述第二换热板(2)上，用于从所述第一集液腔(13)向外输出流体。
2.根据权利要求1所述的混流式辐射板换热器，其特征在于：所述第一流槽(14)在所述第一流体承载面(11)上成S形和/或Z形分布。
3.根据权利要求1所述的混流式辐射板换热器，其特征在于：所述第一流槽(14)的横截面形状为部分圆形、部分椭圆形或矩形。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的混流式辐射板换热器，其特征在于：所述第二流槽(24)至少为两条，且相互独立地在所述第二流体承载面(21)上成S形和/或Z形分布，所述第二流槽(24)与所述第一流槽(14)往复交叉。
5.根据权利要求4所述的混流式辐射板换热器，其特征在于：所述第二流槽(24)具有与所述第一分液腔(12)连通的进口，和/或具有与所述第一集液腔(13)连通的出口。
6.根据权利要求5所述的混流式辐射板换热器，其特征在于：所述第二流槽(24)的与所述第一分液腔(12)连通的进口，与一个所述第一流槽(14)的与所述第一分液腔(12)连通的进口连通。
7.根据权利要求5所述的混流式辐射板换热器，其特征在于：所述第二流槽(24)的与所述第一集液腔(13)连通的出口，与一个所述第一流槽(14)的与所述第一集液腔(13)连通的出口连通。
8.根据权利要求6或7所述的混流式辐射板换热器，其特征在于：所述第一流槽(14)在所述第一流体承载面(11)上成正弦分布，所述第二流槽(24)在所述第二流体承载面(21)上成余弦分布；
或者，所述第一流槽(14)在所述第一流体承载面(11)上成余弦分布，所述第二流槽(24)在所述第二流体承载面(21)上成正弦分布。
9.根据权利要求4所述的混流式辐射板换热器，其特征在于：所述第二流槽(24)的横截面形状为部分圆形、部分椭圆形或矩形。
10.根据权利要求1所述的混流式辐射板换热器，其特征在于：所述第一流槽(14)为开设在所述第一流体承载面(11)上的凹槽，所述第二流槽(24)为开设在所述第二流体承载面(21)上的凹槽；
所述第一流体承载面(11)上凹槽的部分开口被所述第二流体承载面(21)上未开槽的部分覆盖成为密闭流槽；所述第二流体承载面(21)上凹槽的部分开口被所述第一流体承载面(11)上未开槽的部分覆盖成为密闭流槽；
所述第一流体承载面(11)上凹槽的另一部分开口与所述第二流体承载面(21)上凹槽的另一部分开口相对，成为所述第一流槽(14)和所述第二流槽(24)的混流接通口。
11.根据权利要求1所述混流式辐射板换热器，其特征在于：所述第二流体承载面(21)上设有与所述第一分液腔(12)相对的第二分液腔(22)，和/或与所述第一集液腔(13)相对的第二集液腔(23)；
所述第一换热板(1)和所述第二换热板(2)密封扣合后，所述第一分液腔(12)与所述第二分液腔(22)连通，所述第一集液腔(13)与所述第二集液腔(23)连通。
12.根据权利要求1所述的混流式辐射板换热器，其特征在于：所述第一换热板(1)具有适于与待换热件贴合接触的换热面(10)，所述换热面(10)上设有高导热率涂层。
13.根据权利要求1所述的混流式辐射板换热器，其特征在于：所述第二换热板(2)的与所述第二流体承载面(21)相对的一侧面上设有保温层(5)。
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