CN110595237A - 三种热媒换热的平板式换热器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三种热媒换热的平板式换热器，包括依次设置的固定压紧板、前端板、若干相互平行排列的换热板片、后端板及活动压紧板，固定压紧板、前端板、后端板及活动压紧板的竖直两端通过夹紧螺栓连接，固定压紧板上设置有第一种热媒进口、第二种热媒进口和第三种热媒进口，活动压紧板上设置有第一种热媒出口、第二种热媒出口和第三种热媒出口，前端板、每个换热板片、后端板的上部及下部均开设有三个通孔，固定压紧板与前端板之间、前端板与第一个换热板片之间、每个所述换热板片之间、最后一个换热板片与后端板、后端板与活动压紧板之间均设置有密封垫圈；解决了现有平板式换热器不能实现三种热媒同时进行热交换的问题。

Description

三种热媒换热的平板式换热器

技术领域

本发明属于换热器技术领域，涉及三种热媒换热的平板式换热器。

背景技术

由于可高效利用低品位热量，热泵技术广泛应用于建筑暖通空调领域。为提高热泵系统的运行能效，热泵系统的制冷剂或载能剂往往需要同其它多种热媒进行热交换，由于现有换热器大多只能使两种热媒之间发生热交换，当制冷剂或载能剂需要与其它多种热媒进行换交换时，往往需要多台换热器配合，但这样制冷剂或载能剂与其它热媒只能分步进行换交换，导致换交换的成本增加而效率降低。

为解决这一问题，出现了一些可供三种热媒进行同时热交换的换热器，例如有“翅片-套管式三介质复合换热器(中国专利“200710054879.8)”、“一种新型三介质管翅式换热器(中国专利“201520780148.1”)”、“一种蛇管式三介质复合换热器(中国专利“201521084332.9”)”，但采用的均不是平板式换热器。平板式换热器结构紧凑、应用灵活、制造简单，热媒能在较低的速度下就达到湍流状态，传热效率高，但目前还没有能够使三种热媒进行同时热交换的平板式换热器。“一种多介质板式换热器(中国专利“201410706106.X”)”提出了一种能同时对供多种介质进行热量交换的多介质板式换热器，其通过设有中间隔片，将波纹挡板分成两组，这种换热器的本质是一种热媒分步与另外两种热媒进行热交换，也没有实现同时热交换。

发明内容

本发明的目的是提供一种三种热媒换热的平板式换热器，解决了现有平板式换热器不能实现三种热媒同时进行热交换的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种三种热媒换热的平板式换热器，包括依次设置的固定压紧板、前端板、若干相互平行排列的换热板片、后端板及活动压紧板，固定压紧板、前端板、后端板及活动压紧板的竖直两端通过夹紧螺栓连接，固定压紧板上设置有第一种热媒进口、第二种热媒进口和第三种热媒进口，活动压紧板上设置有第一种热媒出口、第二种热媒出口和第三种热媒出口，前端板、每个换热板片、后端板的上部及下部均开设有三个通孔，固定压紧板与前端板之间、前端板与第一个换热板片之间、每个换热板片之间、最后一个换热板片与后端板、后端板与活动压紧板之间均设置有密封垫圈。

本发明的特征还在于：

密封垫圈包括全密封垫圈，密封垫圈一，密封垫圈二以及密封垫圈三四种。

固定压紧板与前端板之间、后端板与活动压紧板之间均设置有不允许热媒流通的全密封垫圈；

前端板与第一个换热板片之间设置有密封垫圈一形成允许第一种热媒流通通道，第一个换热板片与第二个换热板片之间设置有密封垫圈二形成允许第二种热媒流通通道，第二个换热板片与第三个换热板片之间设置有密封垫圈三形成允许第三种热媒流通通道，第三个换热板片与第四个换热板片之间设置有密封垫圈二形成允许第二种热媒流通通道，第四个换热板片至最后一个换热板片中的每相邻两个换热板片依次按照前端板至第四个换热板片中的每相邻两个换热板片设置的密封垫圈次序进行循环设置，最后一个换热板片与后端板之间设置有密封垫圈一形成允许第一种热媒流通通道。

固定压紧板与前端板之间、后端板与活动压紧板之间均设置有不允许热媒流通的全密封垫圈；

前端板与第一个换热板片之间设置有密封垫圈一形成允许第一种热媒流通通道，第一个换热板片与第二个换热板片之间设置有密封垫圈二形成允许第二种热媒流通通道，第二个换热板片与第三个换热板片之间设置有密封垫圈三形成允许第三种热媒流通通道，第三个换热板片与第四个换热板片之间设置有密封垫圈二形成允许第二种热媒流通通道，第四个换热板片至倒数第三个换热板片中的每相邻两个换热板片依次按照前端板至第四个换热板片中的每相邻两个换热板片设置的密封垫圈次序进行循环设置，倒数第三个换热板片与倒数第二个换热板片之间设置有密封垫圈一形成允许第一种热媒流通通道，倒数第二个换热板片与最后一个换热板片之间设置有密封垫圈二形成允许第二种热媒流通通道，最后一个换热板片与后端板之间设置有密封垫圈三形成允许第三种热媒流通通道。

每个换热板片上均开设有密封槽，密封槽的形状与全密封垫圈对应。

全密封垫圈包括密封垫圈外圈，密封垫圈外圈的上下两端内分别对称设置有两个密封垫圈一段，相同一端的两个密封垫圈一段底部通过密封垫圈三段连接，左侧的上下两个密封垫圈一段底部通过密封垫圈二段与其相邻的密封垫圈外圈侧端连接，右侧的上下两个所述密封垫圈一段底部通过密封垫圈四段与其相邻的密封垫圈外圈侧端连接。

密封垫圈一包括密封垫圈外圈，密封垫圈外圈的上下两端内分别对称设置有两个密封垫圈一段，相同一端的两个密封垫圈一段底部通过密封垫圈三段连接，右侧的上下两个密封垫圈一段底部通过密封垫圈四段与其相邻的密封垫圈外圈侧端连接。

密封垫圈二包括密封垫圈外圈，密封垫圈外圈的上下两端内分别对称设置有两个密封垫圈一段，左侧的上下两个所述密封垫圈一段底部通过密封垫圈二段与其相邻的密封垫圈外圈侧端连接，右侧的上下两个所述密封垫圈一段底部通过密封垫圈四段与其相邻的密封垫圈外圈侧端连接。

密封垫圈三包括密封垫圈外圈，密封垫圈外圈的上下两端内分别对称设置有两个密封垫圈一段，相同一端的两个密封垫圈一段底部通过密封垫圈三段连接，左侧的上下两个所述密封垫圈一段底部通过密封垫圈二段与其相邻的密封垫圈外圈侧端连接。

换热板片上冲压有水平平直波纹、人字波纹或斜波纹的一种或几种组合。

本发明的有益效果是：本发明一种三种热媒换热的平板式换热器，通过采用全密封垫圈、密封垫圈一、密封垫圈二以及密封垫圈三分别形成允许第一种热媒流通的通道、允许第二种热媒流通的通道及允许第三种热媒流通的通道，从而实现一种热媒与其他两种热媒同时进行交换，结构简单。

附图说明

图1是本发明一种三种热媒换热的平板式换热器的结构示意图；

图2是本发明一种三种热媒换热的平板式换热器的换热板片的结构示意图；

图3是本发明一种三种热媒换热的平板式换热器的全密封垫圈的结构示意图；

图4是本发明一种三种热媒换热的平板式换热器的全密封垫圈与前端板和后端板的配合示意图；

图5是本发明一种三种热媒换热的平板式换热器的密封垫圈一的结构示意图；

图6是本发明一种三种热媒换热的平板式换热器的允许第一种热媒流通通道的示意图；

图7是本发明一种三种热媒换热的平板式换热器的密封垫圈二的结构示意图；

图8是本发明一种三种热媒换热的平板式换热器的允许第二种热媒流通通道的示意图；

图9是本发明一种三种热媒换热的平板式换热器的密封垫圈三的结构示意图；

图10是本发明一种三种热媒换热的平板式换热器的允许第三种热媒流通通道的示意图。

图中，1.固定压紧板，2.前端板，3.换热板片，4.后端板，5.活动压紧板，6.第二种热媒进口，7.第二种热媒出口，8.第一种热媒进口，9.第一种热媒出口，10.第三种热媒进口，11.第三种热媒出口，12.密封垫圈外圈，13.密封垫圈一段，14.密封垫圈二段，15.密封垫圈三段，16.密封垫圈四段，17.全密封垫圈，18.密封垫圈一，19.密封垫圈二，20.密封垫圈三，21.通孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

实施例1

本发明一种三种热媒换热的平板式换热器，如图1所示，包括依次设置的固定压紧板1、前端板2、若干相互平行排列的换热板片3、后端板4及活动压紧板5，固定压紧板1、前端板2、后端板4及活动压紧板5的竖直两端通过夹紧螺栓连接，固定压紧板1的上端或者下端设置有第一种热媒进口8、第二种热媒进口6和第三种热媒进口10，活动压紧板5的上端或下端设置有第一种热媒出口9、第二种热媒出口7和第三种热媒出口11，图如2所示，前端板2、每个换热板片3、后端板4的上部及下部均对应开设有三个水平设置的通孔21，共计6个通孔，上部的三个通孔在同一水平线上，供不同的热媒流体流出，下部的三个通孔在同一水平线上，供不同的热媒流体流入，固定压紧板1与前端板2之间、前端板2与第一个换热板片3之间、每个所述换热板片3之间、最后一个换热板片3与后端板4、后端板与活动压紧板5之间均设置有密封垫圈。

每个换热板片3上冲压有水平平直波纹、人字波纹或斜波纹的一种或几种组合，用于强化传热。

密封垫圈包括不允许热媒流通的全密封垫圈17，允许第一种热媒流通的密封垫圈一18，允许第二种热媒流通的密封垫圈二19以及允许第三种热媒流通的密封垫圈三20四种：

每个换热板片3内边缘周围上均开设有密封槽，密封槽的形状与全密封垫圈17对应。

如图3所示，全密封垫圈17包括圆角矩形密封垫圈外圈12，密封垫圈外圈12的上下两端内分别对称设置有两个竖直的密封垫圈一段13，相同一端的两个密封垫圈一段13底部通过弧形密封垫圈三段15连接，构成U型结构，左侧的上下两个密封垫圈一段13底部通过密封垫圈二段14与其相邻的密封垫圈外圈12侧端连接，构成圆角矩形，右侧的上下两个密封垫圈一段13底部通过密封垫圈四段16与其相邻的密封垫圈外圈12侧端连接，构成圆角矩形，全密封垫圈17用于阻止任何热媒向换热板片3的换热区域流动。

如图5所示，密封垫圈一18包括密封垫圈外圈12，密封垫圈外圈12的上下两端内分别对称设置有两个密封垫圈一段13，相同一端的两个密封垫圈一段13底部通过密封垫圈三段15连接，构成U型结构，右侧的上下两个密封垫圈一段13底部通过密封垫圈四段16与其相邻的密封垫圈外圈12侧端连接，构成圆角矩形，密封垫圈一18用于允许第一种热媒向换热板片3的换热区域流动。

如图7所示，密封垫圈二19包括密封垫圈外圈12，密封垫圈外圈12的上下两端内分别对称设置有两个密封垫圈一段13，左侧的上下两个所述密封垫圈一段13底部通过密封垫圈二段14与其相邻的密封垫圈外圈12侧端连接，构成圆角矩形，右侧的上下两个密封垫圈一段13底部通过密封垫圈四段16与其相邻的密封垫圈外圈12侧端连接，构成圆角矩形，密封垫圈二19用于允许第二种热媒向换热板片3的换热区域流动。

如图9所示，密封垫圈三20包括密封垫圈外圈12，密封垫圈外圈12的上下两端内分别对称设置有两个密封垫圈一段13，相同一端的两个密封垫圈一段13底部通过密封垫圈三段15连接，左侧的上下两个所述密封垫圈一段13底部通过密封垫圈二段14与其相邻的密封垫圈外圈12侧端连接，构成圆角矩形，密封垫圈三20用于允许第三种热媒向换热板片3的换热区域流动。

如图4所示，固定压紧板1与前端板2之间、后端板4与活动压紧板5之间均设置有不允许热媒流通的全密封垫圈17；

如图6所示，前端板2与第一个换热板片3之间设置有密封垫圈一18形成允许第一种热媒流通通道，如图8所示，第一个换热板片3与第二个换热板片3之间设置有密封垫圈二19形成允许第二种热媒流通通道，如图10所示，第二个换热板片3与第三个换热板片3之间设置有密封垫圈三20形成允许第三种热媒流通通道，如图8所示，第三个换热板片3与第四个换热板片3之间设置有密封垫圈二20形成允许第二种热媒流通通道，第四个换热板片3至最后一个换热板片3中的每相邻两个换热板片3依次按照前端板2至第四个换热板片3中的每相邻两个换热板片3设置的密封垫圈次序进行循环设置，最后一个换热板片3与后端板4之间设置有密封垫圈一18形成允许第一种热媒流通通道，所有形成的允许第一种热媒流通通道记为通道①，所有形成的允许第二种热媒流通通道记为通道②，所有形成的允许第三种热媒流通通道记为通道③，则最终形成的通道组合为①-②-③-②-①-②-③-②-①-……-②-③-②-①。

实施例2

与实施例1的区别在于形成的通道结构不同，其余结构与实施例1相同，具体为：

如图4所示，固定压紧板1与前端板2之间、后端板4与活动压紧板5之间均设置有不允许热媒流通的全密封垫圈17；

如图6所示，前端板2与第一个换热板片3之间设置有密封垫圈一18形成允许第一种热媒流通通道，如图8所示，第一个换热板片3与第二个换热板片3之间设置有密封垫圈二19形成允许第二种热媒流通通道，如图10所示，第二个换热板片3与第三个换热板片3之间设置有密封垫圈三20形成允许第三种热媒流通通道，如图8所示，第三个换热板片3与第四个换热板片3之间设置有密封垫圈二20形成允许第二种热媒流通通道，第四个换热板片3至倒数第三个换热板片3中的每相邻两个换热板片3依次按照前端板2至第四个换热板片3中的每相邻两个换热板片3设置的密封垫圈次序进行循环设置，图如6所示，倒数第三个换热板片3与倒数第二个换热板片3之间设置有密封垫圈一18形成允许第一种热媒流通通道，如图8所示，倒数第二个换热板片3与最后一个换热板片3之间设置有密封垫圈二19形成允许第二种热媒流通通道，如图10所示，最后一个换热板片3与后端板4之间设置有密封垫圈三20形成允许第三种热媒流通通道，所有形成的允许第一种热媒流通通道记为通道①，所有形成的允许第二种热媒流通通道记为通道②，所有形成的允许第三种热媒流通通道记为通道③，则最终形成的通道组合为①-②-③-②-①-②-③-②-①-……-②-③。

本发明一种三种热媒换热的平板式换热器的工作过程为：

本发明平板式换热器用作太阳能与地源互补热泵系统的双热源蒸发器，热泵机组的制冷剂需要从太阳能集热热媒和地源侧热媒中同时吸收热量。记制冷剂为第二种热媒，太阳能侧载热介质为第一种热媒，地源侧载热介质为第三种热媒。

第二种热媒经固定压紧板(1)下侧的第二种热媒进口(6)、前端板(2)和换热板片(3)的中间的通孔流入，当流至所有通道②时流入换热板片(3)的换热区域；与此同时，第一种热媒经固定压紧板(1)一侧的第一种热媒进口(8)、前端板(2)和换热板片(3)的左侧的通孔流入，当流至所有通道①时流入换热板片(3)的换热区域；第三种热媒经固定压紧板(1)一侧的第三种热媒进口(10)、前端板(2)和换热板片(3)的右侧的通孔流入，当流至所有通道③时流入换热板片(3)的换热区域；由于通道②中的第二种热媒一侧为通道①中的第一种热媒，另一侧为通道③中的第三种热媒，因此，第二种热媒可同时从第一种热媒和第三种热媒同时吸热；完成换热之后第二种热媒经换热板片(3)和后端板(4)上侧的中间通孔，以及第二种热媒出口(7)流出，第一种热媒经换热板片(3)和后端板(4)上侧的左侧通孔，以及第一种热媒出口(9)流出，第三种热媒经换热板片(3)和后端板(4)上侧的右侧通孔，以及第三种热媒出口(11)流出。

Claims (10)

1.一种三种热媒换热的平板式换热器，其特征在于：包括依次设置的固定压紧板(1)、前端板(2)、若干相互平行排列的换热板片(3)、后端板(4)及活动压紧板(5)，固定压紧板(1)、前端板(2)、后端板(4)及活动压紧板(5)的竖直两端通过夹紧螺栓连接，固定压紧板(1)上设置有第一种热媒进口、第二种热媒进口和第三种热媒进口，活动压紧板(5)上设置有第一种热媒出口、第二种热媒出口和第三种热媒出口，前端板(2)、每个换热板片(3)、后端板(4)的上部及下部均开设有三个通孔(21)，固定压紧板(1)与前端板(2)之间、前端板(2)与第一个换热板片(3)之间、每个所述换热板片(3)之间、最后一个换热板片(3)与后端板(4)、后端板与活动压紧板(5)之间均设置有密封垫圈。

2.根据权利要求1所述的一种三种热媒换热的平板式换热器，其特征在于：所述密封垫圈包括全密封垫圈(17)，密封垫圈一(18)，密封垫圈二(19)以及密封垫圈三(20)四种。

3.根据权利要求2所述的一种三种热媒换热的平板式换热器，其特征在于：所述固定压紧板(1)与前端板(2)之间、后端板(4)与活动压紧板(5)之间均设置有不允许热媒流通的全密封垫圈(17)；

所述前端板(2)与第一个换热板片(3)之间设置有密封垫圈一(18)形成允许第一种热媒流通通道，第一个换热板片(3)与第二个换热板片(3)之间设置有密封垫圈二(19)形成允许第二种热媒流通通道，第二个换热板片(3)与第三个换热板片(3)之间设置有密封垫圈三(20)形成允许第三种热媒流通通道，第三个换热板片(3)与第四个换热板片(3)之间设置有密封垫圈二(20)形成允许第二种热媒流通通道，第四个换热板片(3)至最后一个换热板片(3)中的每相邻两个换热板片(3)依次按照前端板(2)至第四个换热板片(3)中的每相邻两个换热板片(3)设置的密封垫圈次序进行循环设置，最后一个换热板片(3)与后端板(3)之间设置有密封垫圈一(18)形成允许第一种热媒流通通道。

4.根据权利要求2所述的一种三种热媒换热的平板式换热器，其特征在于：所述固定压紧板(1)与前端板(2)之间、后端板(4)与活动压紧板(5)之间均设置有不允许热媒流通的全密封垫圈(17)；

所述前端板(2)与第一个换热板片(3)之间设置有密封垫圈一(18)形成允许第一种热媒流通通道，第一个换热板片(3)与第二个换热板片(3)之间设置有密封垫圈二(19)形成允许第二种热媒流通通道，第二个换热板片(3)与第三个换热板片(3)之间设置有密封垫圈三(20)形成允许第三种热媒流通通道，第三个换热板片(3)与第四个换热板片(3)之间设置有密封垫圈二(20)形成允许第二种热媒流通通道，第四个换热板片(3)至倒数第三个换热板片(3)中的每相邻两个换热板片(3)依次按照前端板(2)至第四个换热板片(3)中的每相邻两个换热板片(3)设置的密封垫圈次序进行循环设置，倒数第三个换热板片(3)与倒数第二个换热板片(3)之间设置有密封垫圈一(18)形成允许第一种热媒流通通道，倒数第二个换热板片(3)与最后一个换热板片(3)之间设置有密封垫圈二(19)形成允许第二种热媒流通通道，最后一个换热板片(3)与后端板(4)之间设置有密封垫圈三(20)形成允许第三种热媒流通通道。

5.根据权利要求2所述的一种三种热媒换热的平板式换热器，其特征在于：每个所述换热板片(3)上均开设有密封槽，所述密封槽的形状与全密封垫圈(17)对应。

6.根据权利要求2至4任一项所述的一种三种热媒换热的平板式换热器，其特征在于：所述全密封垫圈(17)包括密封垫圈外圈(12)，所述密封垫圈外圈(12)的上下两端内分别对称设置有两个密封垫圈一段(13)，相同一端的两个密封垫圈一段(13)底部通过密封垫圈三段(15)连接，左侧的上下两个所述密封垫圈一段(13)底部通过密封垫圈二段(14)与其相邻的密封垫圈外圈(12)侧端连接，右侧的上下两个所述密封垫圈一段(13)底部通过密封垫圈四段(16)与其相邻的密封垫圈外圈(12)侧端连接。

7.根据权利要求2至4任一项所述的一种三种热媒换热的平板式换热器，其特征在于：所述密封垫圈一(18)包括密封垫圈外圈(12)，所述密封垫圈外圈(12)的上下两端内分别对称设置有两个密封垫圈一段(13)，相同一端的两个密封垫圈一段(13)底部通过密封垫圈三段(15)连接，右侧的上下两个所述密封垫圈一段(13)底部通过密封垫圈四段(16)与其相邻的密封垫圈外圈(12)侧端连接。

8.根据权利要求2至4任一项所述的一种三种热媒换热的平板式换热器，其特征在于：所述密封垫圈二(19)包括密封垫圈外圈(12)，所述密封垫圈外圈(12)的上下两端内分别对称设置有两个密封垫圈一段(13)，左侧的上下两个所述密封垫圈一段(13)底部通过密封垫圈二段(14)与其相邻的密封垫圈外圈(12)侧端连接，右侧的上下两个所述密封垫圈一段(13)底部通过密封垫圈四段(16)与其相邻的密封垫圈外圈(12)侧端连接。

9.根据权利要求2至4任一项所述的一种三种热媒换热的平板式换热器，其特征在于：所述密封垫圈三(20)包括密封垫圈外圈(12)，所述密封垫圈外圈(12)的上下两端内分别对称设置有两个密封垫圈一段(13)，相同一端的两个密封垫圈一段(13)底部通过密封垫圈三段(15)连接，左侧的上下两个所述密封垫圈一段(13)底部通过密封垫圈二段(14)与其相邻的密封垫圈外圈(12)侧端连接。

10.根据权利要求1所述的一种三种热媒换热的平板式换热器，其特征在于：每个所述换热板片(3)上冲压有水平平直波纹、人字波纹或斜波纹的一种或几种组合。