CN111780596A - 板管式换热器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及板管式换热器，包括冷热介质热量交换区，其包括板片包，所述板片包设置有供热介质流通的板间介质通道与供冷介质流通的管侧通道，板片包括至少两个板片A与至少两个板片B，所述板片A与板片B间隔堆叠设置；分配区，其设置在板片包两侧，包括设置在板片包一侧的分配通道以及设置在板片包另一侧的收集分配通道；换热器上还分别设有冷热介质进出口，所述板间介质通道与热介质进出口连通，管侧通道与冷介质进出口连通，冷介质经冷介质进口进入分配通道进行分配后，经过管侧通道，到达收集分配通道，而后从收集分配通道再经管侧通道返回到分配通道，多个循环从出口流出，本发明不易阻塞、传热效率高。

Description

板管式换热器

技术领域

本发明涉及换热器技术领域，具体涉及一种板管式换热器。

背景技术

现有的换热器包括换热效果好的板管式换热器，而按向均分板管式换热器具备一系列优点，诸如不怕介质脏堵，用于蒸发器时不易结冰等且传热系数很高，是替代管壳式换热器和钎焊板式换热器的一种有效换热器；但是目前在结构上的一些设计，导致按向均分板管式换热器传热效率不高，阻碍了按向均分板管式换热器的进一步推广。因此，合理的设计板型以及流体在板间的分配，能极大程度的提高板管式的换热效率，从而发挥很好的绿色节能减排作用，具有现实意义。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明实施提供一种不易阻塞、传热效率高的板管式换热器。

为了实现上述目的，本发明采用了以下的技术方案：

板管式换热器，包括

冷热介质热量交换区，其包括板片包，所述板片包设置有供热介质流通的板间介质通道与供冷介质流通的管侧通道，板片包括至少两个板片A与至少两个板片B，所述板片A与板片B间隔堆叠设置；

分配区，其设置在板片包的两侧，包括设置在板片包一侧的分配通道以及设置在板片包另一侧的收集分配通道，对管侧通道进入的介质进行收集、分配；

换热器上还分别设有冷热介质进出口，所述板间介质通道与热介质进出口连通，管侧通道与冷介质进出口连通，所述板片A、板片B上设有与热介质进出口相对应的通孔，冷介质经冷介质进口进入分配通道进行分配后，经过管侧通道，到达收集分配通道，而后从收集分配通道再经管侧通道返回到分配通道，进行多个分配收集分配的过程后，最后从出口流出。

作为优选方案的，所述的板片A与板片B上都设有小管束，所述相邻的板片A小管束、板片B上的小管束相适配并形成前后走向的管侧通道，板片A与前侧相邻的板片B形成上下走向的板间介质通道。

作为优选方案的，所述的板间介质通道内设有横向设置在板片A或板片B上的第一导流件，所述第一导流件错列排布板间介质通道内，以使得介质在板间介质通道内呈S型或者Z型流向。

作为优选方案的，所述的分配区包括设置板片包前侧的至少两块底板以及设置在板片包后侧的至少两块端板，所述底板之间设有收集分配通道，所述端板之间设有分配通道，所述底板与端板上都设有第二导流件，使得介质在装置中可多流程折流。

作为优选方案的，所述的收集分配通道上设有一个横向设置的第二导流件，所述的分配通道上设有两个第二导流件，收集分配通道、分配通道具有分别沿底板、端板延伸方向设置的第一区域、第二区域、第三区域以及第四区域，所述收集分配通道的第二导流件设置在底板的第二区域与第三区域之间，所述的分配通道的第二导流件分别设置在端板的第一区域与第二区域之间、第三区域与第四区域之间，所述第二导流件与端板、底板的直径相同。

作为优选方案的，所述的分配区包包括设置在板片包后侧的端板T与端板F，所述的收集分配区包括设置在板片包前侧的底板M与底板N，所述的端板F、底板N 上设有支撑件，且还设有均匀分布的第二通孔，所述的端板T与底板M上设有与支撑件相适配的支撑配合件。

作为优选方案的，所述的第一区域、第二区域、第三区域、第四区域的第二通孔数量均等。

作为优选方案的，所述第一导流件的直径小于板片A、板片B的宽度。

作为优选方案的，所述的板片A与板片B的侧部都设有翻边。

作为优选方案的，所述的底板与端板外侧部都设有至少一块加强板。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

（1）本发明中设置冷热介质热量交换区还设有对介质进行分配收集分配的分配区，介质从介质进出口进入到分配通道中，在分配通道中将介质分配进入至管侧通道内，通过板片包，而后进入至收集分配通道中，收集分配通道对来自管侧通道的介质进行收集在分配至管侧通道内，返回至分配通道中，如此进行多个分配收集分配的过程，最后从介质出口流出，这种方式，管侧通道可形成多流程折流，阻力更小，提高换热效率，且防止介质脏堵；

（2）本发明中分配通道与收集分配通道中设有相互配合的导流件，使得介质可以形成S型或者Z型流动，增加了介质的流程长度，达到良好的换热效果；

（3）本发明中板间介质通道设置有错列排布的导流件，引导介质在板间介质通道的流向，使得介质可沿板间介质通道按照设定的S型或者Z型或者其他流线型进行流动，增加流程，提高换热效率，同时还可通过改变导流件的位置以及长度，控制介质的流向以及流速；

（4）本发明中冷热介质分别在管侧通道、板间介质通道中分隔开，进行冷热交换，板片间阻力更小，提高换热效率，达到节约能源的效果。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明结构爆炸示意图；

图3为本发明四个区域示意图；

图4为本发明板片A的结构示意图；

图5为本发明板片B的结构示意图；

图6为本发明端板F的结构示意图；

图7为本发明端板T的结构示意图；

图8为本发明底板M的结构示意图；

图9为本发明底板N的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语 “上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的方法或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“固持”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内段的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用以限定本发明。

如图1至图9所示，板管换热器包括

冷热介质热量交换区，其包括板片包1，所述板片包1设置有供热介质流通的板间介质通道与供冷介质流通的管侧通道，板片包1括至少两个板片A 12与至少两个板片B 13，所述板片A 12与板片B 13间隔堆叠设置；

分配区，其设置在板片包1的两侧，包括设置在板片包1一侧的分配通道以及设置在板片包1另一侧的收集分配通道，对管侧通道进入的介质进行收集、分配；

换热器上还分别设有冷热介质进出口，如图2所示，冷流体介质进口为11、冷流体介质出口为10、热流体介质进口为8、热流体介质出口为9；所述板间介质通道与热介质进出口连通，管侧通道与冷介质进出口连通，所述板片A 12、板片B 13上设有与热介质进出口相对应的第二通孔19，冷介质经冷介质进口进入分配通道进行分配后，经过管侧通道，到达收集分配通道，而后从收集分配通道再经管侧通道返回到分配通道，如此周期循环，最后从出口流出。

设置冷热介质热量交换区还设有对介质进行分配收集分配的分配区，介质从介质进出口进入到分配通道中，在分配通道中将介质分配进入至管侧通道内，通过板片包1，而后进入至收集分配通道中，收集分配通道对来自管侧通道的介质进行收集在分配至管侧通道内，返回至分配通道中，如此进行多个分配收集分配的过程，最后从介质出口流出，这种方式，管侧通道可形成多流程折流，阻力更小，提高换热效率，且防止介质脏堵；冷热介质分别在管侧通道、板间介质通道中分隔开，进行冷热交换，板片间阻力更小，提高换热效率，达到节约能源的效果。

如图2至图5所示，所述的板片A 12与板片B 13上都设有小管束14，所述相邻的板片A 12小管束14、板片B 13上的小管束14相适配并形成前后走向的管侧通道，板片A 12与前侧相邻的板片B 13形成上下走向的板间介质通道，所述的小管束14均匀分布在板片A12、板片B 13上，保证均匀流速，所述小管束14包括多个凸台25以及多个设置穿过凸台25的小孔24，凸台25可起到支撑作用，所述相邻板片A 12与板片B 13上的小孔24相通形成管侧通道，且相邻管侧通道焊接密封，与板间介质通道隔离开。

进一步地，所述的板间介质通道内设有横向设置在板片A 12或板片B 13上的第一导流件15，所述第一导流件15错列排布板间介质通道内，第一导流件15所述第一导流件15的直径小于板片A 12、板片B 13的宽度，板片A 12、板片B 13上设置的第一导流件15为每隔一定距离左右设置的横向凹凸台，以使得介质在板间介质通道内呈S型或者Z型流向，设置有错列排布的第一导流件15，引导介质在板间介质通道的流向，使得介质可沿板间介质通道按照设定的S型或者Z型或者其他流线型进行流动，从而可以控制板间流体等速的流过流道的每一区域，增加流程，进行充分换热，提高换热效率，同时还可通过改变导流件的位置以及长度，控制流体介质的流向以及流速。具体请参照图2至图5。

如图2以及图6至图9所示，所述的分配区包括设置板片包1前侧的至少两块底板以及设置在板片包1后侧的至少两块端板，所述底板之间设有收集分配通道，所述端板之间设有分配通道，所述底板与端板上都设有第二导流件16，使得介质在装置中可多流程折流，增加冷流体流程，提高换热效率。

进一步地，如图2、图3所示，所述的收集分配通道上设有一个横向设置的第二导流件16，所述的分配通道上设有两个第二导流件16，收集分配通道、分配通道具有分别沿底板、端板延伸方向设置的第一区域20、第二区域21、第三区域22以及第四区域2323，所述收集分配通道的第二导流件16设置在底板的第二区域21与第三区域22之间，即分配收集通道的第一区域20与第二区域21相通、第二区域21与第三区域22不相通、第三区域22与第四区域2323相通，所述的分配通道的第二导流件16分别设置在端板的第一区域20与第二区域21之间、第三区域22与第四区域2323之间，即分配通道的第一区域20与第二区域21不相通、第二区域21与第三区域22相通、第三区域22与第四区域2323不相通，所述第二导流件16与端板、底板的直径相同，四个区域为等值面域，每隔区域都开设有一定数量的第二通孔19及各支路列管，这样流入每个面域的之路列管数均相等，从冷流体介质进口11进入分配通道的第一区域20的流体通过板片包1的贯彻通道流向收集分配通道的第一区域20，由于收集分配通道的第一区域20与第二区域21连通，流体又从收集分配通道的第二区域21折返流入至分配通道的第二区域21，此时分配通道的第二区域21与第三区域22连通，故又迫使流体流向收集分配通道的第三区域22，如此循环，最后从上端的冷流体介质出口10流出，管侧通道可形成多流程折流，阻力更小，提高换热效率，且防止介质脏堵。

进一步地，如图6至图9所示，所述的分配区包包括设置在板片包1后侧的端板T 3与端板F 2，所述的收集分配区包括设置在板片包1前侧的底板M 4与底板N 5，所述的端板F2、底板M 4 上设有支撑件17，支撑件17为凹凸台，且还设有均匀分布的第二通孔19，第二通孔19的直径为1mm，可有效的控制每根支列管的流量，所述的端板T 3与底板N 5上设有与支撑件17相适配的支撑配合件18，支撑配合件18为凹凸台，凸台起到支撑作用，凹槽部分用作流体混合再分配作用，端板T 3与底板N 5未设有第二通孔19，可隔离流体与外界串通。

进一步地，所述的板片A 12与板片B 13都设有翻边，板片A 12与板片B 13的侧部通过翻边密封，防止介质与外界串通。

进一步地，如图2所示，所述的底板与端板外侧部都设有至少一块加强板，即设置在底板N 5外侧的加强板X 7以及设置在端板T 3外侧的加强板J 6，加强板X 7只起到强度加强的作用，加强板J 6设有分别与冷流体介质进口11、冷流体介质出口10、热流体介质进口8、热流体介质出口9相适配的孔，承压强度大大提高。

管侧通道流向：冷流体介质通过冷流体介质进口11进入端板F 2和端板T 3之间形成的分配通道进行混合和分配，再分别进入板片包1的各支路列管（即管侧通道）；穿过整个板片包1后，再底板M 4和底板N 5之间组成的收集分配通道收集和分配，再从底部通过板片包1的各支路列管流向端板F 2和T之间的分配流道进行混合和分配，按此进行周期循环，最终流体流向分配通道以及从冷流体介质出口10流出；

板间介质通道流向：热流体通过热流体介质进口8直接进入板片A 12与板片B 13组成的板片包1板间介质通道，在板片间沿着S型或Z型流动，流体流动充满整个板间，通过设定板片A 12与板片B 13中的第一导流件15，即可控制流体沿着指定流向的流速，促使热交换处于紊流状态，达到最佳的换热效果，最后通过热流体介质出口9流出；

流体混合和分配：将端板F 2和端板T 3组成的分配通道以及底板M 4和底板N 5组成的收集分配通道，划分成4个等值面域，每个面域上开有一定数量的小孔即各支路列管，这样流入每个面域的支路列管数均相等；从端板第一区域20的流体通过管侧通道流入底板的第一区域20后，由于底板的第一区域20与第二区域21连通，流体从底板的第二区域21又折返流向端板的第二区域21，此时端板的第二区域21与第三区域22联通，故又迫使流体流向底板的第三区域22，按此规律布置，最终，流体从端板的第四区域2323流出并到达冷流体介质出口10流出；

冷热介质分别在管侧通道、板间介质通道中分隔开，进行冷热交换，板片间阻力更小，提高换热效率，达到节约能源的效果。

本发明，板片间的阻力更小，不易堵塞，换热效率更高效，且承压强度大大提高，扩展了所述换热器的应用范围。

应当指出，以上实施例仅是本发明的代表性例子。本发明还可以有许多变形。凡是依据本发明的实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.板管式换热器，其特征在于，包括

冷热介质热量交换区，其包括板片包（1），所述板片包（1）设置有供热介质流通的板间介质通道与供冷介质流通的管侧通道，板片包（1）括至少两个板片A（12）与至少两个板片B（13），所述板片A（12）与板片B（13）间隔堆叠设置；

分配区，其设置在板片包（1）的两侧，包括设置在板片包（1）一侧的分配通道以及设置在板片包（1）另一侧的收集分配通道，对管侧通道进入的介质进行收集、分配；

换热器上还分别设有冷热介质进出口，所述板间介质通道与热介质进出口连通，管侧通道与冷介质进出口连通，所述板片A（12）、板片B（13）上设有与热介质进出口相对应的通孔（19），冷介质经冷介质进口进入分配通道进行分配后，经过管侧通道，到达收集分配通道，而后从收集分配通道再经管侧通道返回到分配通道，如此周期循环，最后从出口流出。

2.根据权利要求1所述的板管式换热器，其特征在于，所述的板片A（12）与板片B（13）上都设有小管束（14），所述相邻的板片A（12）小管束（14）、板片B（13）上的小管束（14）相适配并形成前后走向的管侧通道，板片A（12）与前侧相邻的板片B（13）形成上下走向的板间介质通道。

3.根据权利要求1所述的板管式换热器，其特征在于，所述的板间介质通道内设有横向设置在板片A（12）或板片B（13）上的第一导流件（15），所述第一导流件（15）错列排布板间介质通道内，以使得介质在板间介质通道内呈S型或者Z型流向。

4.根据权利要求1所述的板管式换热器，其特征在于，所述的分配区包括设置板片包（1）前侧的至少两块底板以及设置在板片包（1）后侧的至少两块端板，所述底板之间设有收集分配通道，所述端板之间设有分配通道，所述底板与端板上都设有第二导流件（16），使得介质在装置中可多流程折流。

5.根据权利要求4所述的板管式换热器，其特征在于，所述的收集分配通道上设有一个横向设置的第二导流件（16），所述的分配通道上设有两个第二导流件（16），收集分配通道、分配通道具有分别沿底板、端板延伸方向设置的第一区域（20）、第二区域（21）、第三区域（22）以及第四区域（23），所述收集分配通道的第二导流件（16）设置在底板的第二区域（21）与第三区域（22）之间，所述的分配通道的第二导流件（16）分别设置在端板的第一区域（20）与第二区域（21）之间、第三区域（22）与第四区域（23）之间，所述第二导流件（16）与端板、底板的直径相同。

6.根据权利要求5所述的板管式换热器，其特征在于，所述的分配区包包括设置在板片包（1）后侧的端板T与端板F，所述的收集分配区包括设置在板片包（1）前侧的底板M与底板N，所述的端板F、底板M上设有支撑件（17），且还设有均匀分布的第二通孔（19），所述的端板T与底板N上设有与支撑件（17）相适配的支撑配合件（18）。

7.根据权利要求7所述的板管式换热器，其特征在于，所述的第一区域（20）、第二区域（21）、第三区域（22）、第四区域（23）的第二通孔（19）数量均等。

8.根据权利要求3所述的板管式换热器，其特征在于，所述第一导流件（15）的直径小于板片A（12）、板片B（13）的宽度。

9.根据权利要求2或者权利要求3所述的板管式换热器，其特征在于，所述的板片A（12）与板片B（13）的侧部都设有翻边。

10.根据权利要求3所述逇板管式换热器，其特征在于，所述的底板与端板外侧部都设有至少一块加强板。

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