CN111981876A - 一种板式换热器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种板式换热器,第一流道包括板间通道、第一孔道和第二孔道;配合件包括第一腔,第一端口、第二端口和第三端口;导流管包括第二腔、第四端口和第五端口;配合件与导流管固定连接;导流管贯穿第一腔并伸入第一孔道;第一阻挡部自其中一板片向第一孔道内延伸并与导流管密封;板间通道通过板片分隔为第一板间通道和第二板间通道;第一阻挡部将导流管外部分为第一流通区和第二流通区,第一流通区经第一板间通道与第二孔道连通,第一流通区与第一腔连通;第二流通区经第二板间通道与第二孔道连通,第二流通区与第二腔连通。本发明有利于节省板式换热器所需要的安装空间以及提高板式换热器的换热性能。
Description
技术领域
本发明涉及热交换技术领域,尤其涉及一种板式换热器。
背景技术
板式换热器可应用于空调以及汽车电池冷却等领域,板式换热器由多张板片堆叠而成,板式换热器内部流动两种相互隔离的工质,两种工质包括制冷剂和载冷剂,二者在板式换热器内进行热交换。通常,制冷剂进入板式换热器的方式大都是从板式换热器的一侧进入,然后从板式换热器的另一侧离开,板式换热器两侧都需要有相应的连接管路,使得板式换热器所需要的安装空间较大。
发明内容
本发明对板式换热器结构进行改进,有利于节省板式换热器所需要的安装空间。
本申请实施例提供了一种板式换热器,包括多张板片,所述多张板片层叠设置构成不相连通的第一流道和第二流道,所述第一流道包括板间通道、由所述多张板片的一角孔构成的第一孔道、以及所述多张板片的另一角孔构成的第二孔道;
所述板式换热器还包括集成件和第一阻挡部;所述集成件包括配合件和导流管,所述配合件包括第一腔以及位于所述第一腔外围的第一配合部,所述第一配合部开设有第一端口和第二端口,所述第一腔通过所述第一端口与所述第一孔道连通,所述第一腔通过所述第二端口与所述板式换热器的外部连通;所述导流管包括第二腔以及位于所述第二腔外围的第二配合部,所述第二配合部开设有第四端口和第五端口,所述第二配合部与所述第一配合部固定连接,且所述第二配合部贯穿所述第一腔并通过所述第一端口伸入所述第一孔道,所述第二腔通过所述第四端口与所述板式换热器的外部连通;所述第二腔通过所述第五端口与所述第一孔道连通;在所述第一孔道,所述第一阻挡部自所述多张板片中的其中一板片的角孔的边缘向所述第一孔道内延伸,所述第一阻挡部与所述第二配合部密封连接;所述板间通道通过所述其中一板片分隔为第一板间通道和第二板间通道,所述第一板间通道比所述第二板间通道靠近所述配合件;
所述第二配合部位于所述第一孔道的部分的外径小于所述第一孔道的内径,在所述第一孔道,所述第一阻挡部将所述导流管的外部区域分为第一流通区和第二流通区,所述第一流通区经所述第一板间通道与所述第二孔道连通,所述第一流通区经所述第一端口与所述第一腔连通;所述第二流通区经所述第二板间通道与所述第二孔道连通,所述第二流通区经所述第五端口与所述第二腔连通。
本申请通过改进板式换热器的结构,使得板式换热器第二端口和第四端口之间通过第一腔、第一流通区、第一板间通道、第二孔道、第二板间通道、第二流通区、第二腔实现连通,进而实现第二端口和第四端口中的一个作为进口,另一个作为出口,且集成件靠近第一孔道设置,相应的,第二端口和第四端口也集中靠近第一孔道设置,有利于优化板式换热器的安装空间。
附图说明
图1为本发明板式换热器的一种立体结构示意图;
图2为本发明图1所示的板式换热器的剖面示意图;
图3为本发明图1所示的板式换热器的爆炸图;
图4为本发明板式换热器做斜角对流的示意图;
图5为本发明板式换热器的导流管与第一阻挡部的固定方式示意图;
图6为本发明板式换热器配合件与第一边板固定方式结构放大示意图;
图7为本发明板式换热器的另一种剖面结构示意图;
图8为本发明板式换热器的又一种剖面结构示意图;
图9为本发明图1中板式换热器的配合件的固定方式示意图;
图10为图9中板式换热器的上壳体结构示意图;
图11为图9中板式换热器的下壳体结构示意图;
图12为本发明板式换热器作为蒸发器的一种流路示意图;
图13为本发明板式换热器作为蒸发器的另一种流路示意图;
图14为本发明板式换热器作为冷凝器的一种流路示意图;
图15为本发明板式换热器作为冷凝器的另一种流路示意图。
具体实施方式
本发明提供的板式换热器,通过优化板式换热器中流体的进出口,以及配合板式换热器内的两回程流道设计,有利于优化板式换热器的安装空间,提高板式换热器的换热效果。为了使本领域的技术人员更好的理解本发明的技术方案,下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1,2,3所示,板式换热器100包括多张板片101,板片101大致呈矩形形状,每张板片101的四角都具有一角孔,多张板片101的各个角孔对齐形成四个孔道,多张板片101层叠设置构成不相连通的第一流道和第二流道,第一流道包括板间通道102、由多张板片101的一角孔构成的第一孔道103、以及多张板片101的另一角孔构成的第二孔道104。多数板片的两侧分别为第一流道的部分和第二流道的部分,对第一流道而言,其还包括四个孔道中的两个孔道,即第一孔道103和第二孔道104,第一孔道103和第二孔道104通过板间通道102连通,相应的,第二流道则包括剩下的两个孔道,该两个孔道之间也相连通,通常,第一流道和第二流道分别供不同的流体进行流动,例如,第一流道流动制冷剂,第二流道流动载冷剂。
板式换热器100还包括集成件以及第一阻挡部13。集成件包括配合件11和导流管12,配合件11包括第一腔110以及位于第一腔110外围的第一配合部114,第一配合部114开设有第一端口111和第二端口112,第一腔110通过第一端口111与第一孔道103连通,第一腔110与第一孔道103连通是直接连通,即第一端口111的一侧为第一腔110,另一侧为第一孔道103,第一腔110通过第二端口112与板式换热器100的外部连通,第一腔110与板式换热器100的外部连通也是直接连通,即第二端口112一侧为第一腔,另一侧为板式换热器100的外部。
导流管12包括第二腔120以及位于第二腔120外围的第二配合部126,第二配合部126开设有第四端口121和第五端口122,第二配合部126与第一配合部114固定连接,第二腔120通过第四端口121与板式换热器100的外部连通。第二腔120与板式换热器100的外部连通也是直接连通,即第四端口121一侧为第二腔120,另一侧为板式换热器100的外部。沿板片101层叠的方向,可参考图2中带双箭头的实线所示意的方向,在图2中该方向大致竖直,第二配合部126贯穿第一腔110并通过第一端口111伸入第一孔道103,第二腔120通过第五端口122与第一孔道103连通,即导流管12包括第五端口122的一端位于第一孔道103。
导流管12的第二配合部126贯穿第一腔110,导流管12至少部分位于第一腔110中,导流管12一端伸入第一孔道,另一端朝向板式换热器100的外部,导流管12的第二配合部126与配合件11的第一配合部114之间配合固定连接,配合件11的第一腔110通过第一端口111与第一孔道103连通,这样,第一配合部114与第一孔道103相对位于第一端口111的两侧,导流管12的第二腔120的部分位于第一腔110内,配合件11相当于套设在导流管12的外部,第一腔110和第二腔120均与第一孔道103连通,有利于集成件的整体体积缩小,且集成件整体都靠近第一孔道103设置,第二端口112和第四端口121也集中靠近第一孔道103设置,这样,板式换热器100在第二孔道104对应的位置上可以节省部分空间,有利于优化整个板式换热器100的安装空间,流体如制冷剂的进口和出口集成在一起,第一孔道103同时实现制冷剂的进和出,相比第一孔道103作为进口的通道,第二孔道104作为出口的通道,有利于板式换热器100与其他组件的集成化安装,满足系统紧凑性的需求,且对于配合件11而言,在第一配合部114结构简单,便于加工制造,且利于配合件11整体体积缩小。
在第一孔道103,第一阻挡部13自多张板片101中的其中一板片的角孔的边缘向第一孔道103内延伸,第一阻挡部13与第二配合部126密封连接;板间通道102通过该其中一板片分隔为第一板间通道1021和第二板间通道1022,第一板间通道1021比第二板间通道1022靠近配合件11,第一板间通道1021可以是最上层的板片至该其中一板片之间所形成的板间通道,最上层的板片是指最靠近配合件11的板片,相应的,第二板间通道1022可以是最下层的板片至该其中一板片之间所形成的板间通道,最下层的板片是指最远离配合件11的板片。
第一阻挡部13可以对其中一板片101的角孔位置进行加工制造时,在对应角孔位置处单独冲开一个小孔,即针对该角孔位置处不完全按照角孔尺寸冲开,保留的部分板片结构可以构成第一阻挡部13,该冲开的小孔的孔径与第二配合部126位于第一孔道103的部分的外径相匹配,第一阻挡部13也可以为单独部件,其可以与板片101在对应的角孔位置处通过焊接等方式固定为一体。
第一阻挡部13通过其中一张板片101的角孔边缘延伸入第一孔道103,第一阻挡部13与板片101大致平行设置。沿板片101层叠的方向,第一板间通道1021相对靠近配合件11,第二板间通道1022相对远离配合件11,第一板间通道1021内流体流动方向与第二板间通道1022内流体流动方向相反,流体在在第一板间通道1021实现一个回程,在第二板间通道1022实现另一个回程,这样,在板式换热器100体积较小的情况下,可以有效增长流体的流动路径,保证板式换热器较好的换热性能,同时,相比于整个板间通道,两回程的设置使得有利于流体的分配,特别针对气液两相的制冷剂而言,有利于改善制冷剂在板式换热器中气液分配不均的问题。
第二配合部126位于第一孔道103的部分的外径L1小于第一孔道103的内径L2,在第一孔道103,第一阻挡部13将导流管12的外部区域分为第一流通区123和第二流通区124,第一流通区123经第一板间通道1021与第二孔道104连通,第一流通区123经第一端口111与第一腔110连通。第二流通区124经第二板间通道1022与第二孔道104连通,第二流通区124经第五端口122与第二腔120连通。
第一流通区123和第二流通区124相邻设置,且第一流通区123比第二流通区124靠近配合件11,在第一孔道103,第一流通区123是导流管12的外壁与第一孔道103内侧之间的间隙所在的区域,第二流通区124是第一孔道103位于第一阻挡部与板式换热器100的第二边板之间的区域。
第二配合部126与第一配合部114固定连接可以包括多种方式,例如包括一体连接固定方式以及分体组装固定方式,也就是说,配合件11整体和导流管12整体可以为相互独立的部件,在装配时集成为一体,构成集成件,第二配合部126和第一配合部114通过焊接等方式实现固定,二者不会发生相互位移,具体的,第一配合部114还开设有第三端口113,在第三端口113处,第一配合部114与第二配合部126的外壁密封焊接使得第一腔110在第三端口113处与板式换热器100的外部隔离。或者集成件可以一体成型,如采用金属铸造工艺加工成型,或者集成件可采用注塑工艺一体成型等,这样,第二配合部126和第一配合部114本身即为一体连接的部件,二者可以固定连接。
当然,针对第二流道中流动的流体,例如作为载冷剂使用的乙二醇水溶液等,与第一流道类似,第二流道也可以通过类似的配合件11、导流管12以及第一阻挡部13的结构位置关系在第二流道所对应的板间通道实现两个回程的流动方式;或者仍采用一个回程的流动方式,本发明对第二流道中流体的流动方式不做具体限制。
进一步的,板式换热器100还包括第一边板21和第二边板22,第一边板21和第二边板22的厚度均大于板片101的厚度,第一边板21可以包括焊接为一体的底板和加强板,或者第一边板21采用厚度较厚的整块边板,第一边板21的厚度较厚能够提高第一边板21与配合件11的外壁之间的焊接强度,第一边板21和第二边板22与多张板片101之间通过焊接固定为一体,其中焊接可以是钎焊,从而有利于提高板式换热器100的强度和可靠性。第一边板21具有第一板孔211、第二板孔212和第三板孔213,第一板孔211与第一孔道103同轴设置或者偏心设置,第二孔道104的两端通过第一边板21和第二边板22进行密封,即在第二孔道104内流动的流体不能通过第一边板21或者第二边板22直接与板式换热器100的外部连通,第二板孔212和第三板孔213分别与多张板片101的另外两个角孔构成的孔道同轴设置或者偏心设置。
板式换热器100还包括第一外接管23和第二外接管24,第一外接管23通过第二板孔212与第二流道连通,第二外接管24通过第三板孔213与第二流道连通。第一边板21上开设了三个板孔,一个板孔与配合件11配合实现固定,另外两个板孔分别与第一外接管23和第二外接管24配合实现固定。第一外接管23和第二外接管24位于板式换热器100宽度方向的一侧。或者第一外接管23和第二外接管24呈对角设置,可参考图4所示,这样流体如制冷剂在第一流道两个回程的基础上,又采用斜角对流的方式来优化分配的作用,可以达到充分换热的效果,图4以制冷剂从第四端口121流入板式换热器,从第二端口112流出板式换热器示意,当然制冷剂也可以从第二端口112流入板式换热器,并从第四端口121流出板式换热器。第一外接管23、第二外接管24,以及集成为整体组件的配合件11与导流管12,可以位于板式换热器100的同一侧设置,也可以基于板式换热器100的安装需要位于不同侧,例如,第一外接管23和第二外接管24位于板式换热器100的一侧,集成为整体组件的配合件11与导流管12位于板式换热器100相对的另一侧。
参考图5所示,第一阻挡部13包括挡板部130和贯通孔131,挡板部130位于贯通孔131的外围,第一阻挡部13包括沿挡板部130的边缘翘起的翻边部125,导流管12伸入贯通孔131,第一阻挡部13的翻边部125’与导流管12的外壁密封固定,在制造加工时,将导流管12压入贯通孔131,可采用胀管工艺使得导流管12直径胀大,消除或减少了导流管12和挡板部130之间的缝隙,提高密封性,或者直接在翻边部125和导流管12的外壁进行密封焊接等等。
参考图6所示的配合件11的结构示意,配合件11包括位于第一腔110外围的第一配合部114,第一配合部114包括第一本体115以及与第一本体115连接并沿板片101层叠方向延伸的凸起部116,凸起部116包括相连接的第一凸台1161和第二凸台1162,第一凸台1161比第二凸台1162靠近第一孔道103,第一端口111位于第一凸台1161远离第一本体115的端部,以图6示意的视图方向而言,第一端口111位于凸起部116的底侧。凸起部116具有第一缺口117,在垂直于板片101层叠方向,图6以带双箭头的实线示意,该方向大致为水平方向,第一缺口117与第一凸台1161相邻,且第一缺口117比第一凸台1161远离导流管12,第一缺口117的存在,使得凸起部116的外壁呈阶梯形态。在第一缺口117处,第一边板21与凸起部116的外壁焊接固定,第一本体115通过第二凸台1162与第一边板21相间隔,这样,板式换热器100的换热芯体部分与配合件11之间可以通过凸起部116和第一边板21实现固定,而第一本体115与第一边板21之间并不直接接触,有利于减少第一本体115给板式换热器100的换热芯体部分的压力,进而有利于减少配合件11对板式换热器100内流体在板间通道内流动阻力的影响,能够提高板式换热器100的换热效果。
参考图7所示,针对配合件11而言,配合件11可以为一体成型的部件,第一本体115包括第一顶面1151、第一底面(未图示)和第一侧面1152,第一边板包括板面210,板面210大致为平面,板面210为第一边板远离板片的端面,第一顶面1151和第一底面为与第一边板21的板面210平行或者大致平行的一组相对的端面,第一顶面1151比第一底面远离板片101。在图7中,第一顶面1151为配合件11最上侧的端面,第一底面与第一边板21的板面210之间存在间隙,第一侧面1152与第一顶面1151连接,第一侧面1152可以如图7中示意为与第一边板21垂直或者大致垂直的端面,第一侧面1152也可以为倾斜的端面,配合件11的第一顶面1151可以大致为矩形,相应的,第一侧面也对应为矩形,或者第一顶面1151大致为椭圆形或者类椭圆形,第一侧面相应的为弧形面,配合件11的具体形状本申请并不做具体限制。第三端口113位于第一顶面1151,第三端口113与第一端口111同轴设置或者偏心设置,第二端口112位于第一侧面1152,这样,由于导流管12需要在第三端口113处与配合件11实现密封连接,那相应的,第四端口121靠近第一顶面1151设置,这样,第四端口121与第二端口112朝向不同的方向设置,方便加工和制造,配合件11的体积也可以进一步缩小,且第四端口121与第二端口112朝向不同方向设置,使得端口与管道连接时可以减少相互干涉,有利于优化板式换热器100的安装空间。
与图7所示意的结构类似,参考图8所示,第二端口112与第三端口113同样也位于第一顶面1151,第一腔110包括相连通的第一子腔1101和第二子腔1102,第一子腔1101通过第一端口111与第一孔道103连通,且第二子腔1102自第二端口112向第一子腔1101倾斜的延伸。矩形结构的配合件11相对较好加工,第一子腔1101和第二子腔1102可通过机加工等工艺方式制造,即第一子腔1101和第二子腔1102可以具有相对呈直线的通道中心线,方便加工制造,且第二子腔1102自第二端口112相对倾斜的向第一子腔1101延伸,流体在第二子腔1102中流体流动顺畅,流动路径较短,有利于减少流动阻力,提高换热性能。
当然,配合件11也可以通过零部件拼接成型,参考图9、图10、图11所示,配合件11包括冲压成型或者机加工等方式制造的上壳体33和下壳体44,上壳体33包括相连接的第一子部331和第二子部332,第一子部331比第二子部332远离板片101,配合件11还包括贯通第一子部331的第一通道333和第二通道334,第一通道333远离第二子部332的一端形成第三端口113,第二通道334远离第二子部332的一端形成第二端口112。配合件11还包括贯通第二子部332的第三通道335,在垂直于板片101的层叠方向的平面上,第一通道333和第二通道334的投影均位于第三通道335的投影范围内,方便针对上壳体进行机加工。
下壳体44包括凸起部116以及与凸起部116连接的第三子部441,第三子部441比凸起部116远离板片101,配合件11还包括贯通第三子部441的第四通道442,第四通道442与凸起部116所围绕的腔体相连通,第四通道442的内径大于等于凸起部116的内径,第一通孔333、第四通道442、以及凸起部116同轴设置或者偏心设置。下壳体44还具有自第四通道442向垂直于板片101层叠方向延伸的第一凹槽443,第一凹槽443与第四通道442连通,在垂直于板片101的层叠方向的平面上,第一凹槽443的投影与第二通道334的投影至少部分重合,这样,在上壳体33和下壳体44拼接时,第一凹槽443经第三通道335与第二通孔334相连通,流体可经第一凹槽443流入第三通道335,再流入第二通道334,或者从第二通道334流入第三通道335,再流入第一凹槽443,其中,上壳体33和下壳体44通过第二子部332和第三子部441之间相对的侧面焊接固定,上壳体33和下壳体44焊接为一整体件。
参考图9所示的导流管12与配合件11安装结构示意,导流管12包括位于第二腔120外围的第二配合部126,沿板片101层叠方向,第二配合部126包括第二本体127以及第三凸台129,沿板片101层叠方向,第二本体127的两端分别形成第四端口121和第五端口122,第四端口121比第五端口122远离板片101,优选的,第二本体127靠近第四端口121的部分的外径大于第二本体127靠近第五端口122的部分的外径,第二本体127靠近第四端口121的部分的外径与第一通道333的内径相匹配,方便配合件11在第一通道333处与导流管12之间进行焊接。
第三凸台129与第二本体127连接并沿大致垂直于板片101层叠的方向延伸。第二配合部126具有第二缺口1261,在沿板片101层叠方向,第二缺口1261与第三凸台129相邻,且第二缺口1261比第三凸台129靠近板片101,在第二缺口1261处,第一配合部114与第二配合部126的外壁密封焊接。
通过在第二缺口1261处实现第一配合部114与第二配合部126的外壁密封,第一腔110无法通过第三端口113与板式换热器100的外部连通,并且第一配合部114和第二配合部126密封的面积较大,可以提高密封的可靠性,进一步的由于第三凸台129,第二配合部126凸出于第一本体115的远离板片101的端面,在与节流部件如电子膨胀阀安装时,电子膨胀阀可套设于第三凸台129的外周,通过机械连接等方式实现与电子膨胀阀直接安装。
基于前述描述的板式换热器100的结构,在一种实施方式中,参考图12,板式换热器100作为蒸发器使用,相应的,第一流道用于制冷剂的流通,第二流道用于载冷剂的流通,第四端口121作为制冷剂的进口,第二端口112作为制冷剂的出口,第一板间通道1021的通道数量大于第二板间通道1022的通道数量,在板式换热器100的板片结构构成的通道尺寸和结构基本相似时,可参考图12所示即沿板片101的层叠方向,第一板间通道1021形成的换热段的高度H1大于第二板间通道1022形成的换热段的高度H2。
板式换热器100作为蒸发器使用时,气液两相的制冷剂从第四端口121进入第二腔120,进而从第五端口122流出第二腔120并进入第二流通区124,再经第二板间通道1022,进入第二孔道104,再经第一板间通道1021进入第一流通区123,再经第一端口111进入第一腔110,并最终以气相或者气液两相的状态从第二端口112流出板式换热器100,制冷剂在第一板间通道1021形成的换热段的流动方向为自第二孔道104指向第一孔道103的方向,制冷剂在第二板间通道1022形成的换热段的流动方向为自第一孔道103指向第二孔道104的方向。两个回程的流路设计使得制冷剂的流动路径增长,在第一流道内流动的气液两相的制冷剂,与第二流道内流动的载冷剂进行热交换,由于气液两相的制冷剂在第一流道内换热时,气态制冷剂的比重逐渐增大,第一板间通道1021的通道数量大于第二板间通道1022的通道数量,一方面,第二板间通道1022形成的换热段的通道数量较少,更有利于解决制冷剂在各通道分配不均匀的问题。另一方面,第一板间通道1021占总的板间通道的比例较大,因而不会有较大的压降损失,有利于气态比重增大的制冷剂快速流出板式换热器100,提高制冷剂的换热系数,最终提高板式换热器100的换热效果。
在另一实施方式中,参考图13所示,板式换热器100作为蒸发器使用,相应的,所述第一流道用于制冷剂的流通,第二流道用于载冷剂的流通,第二端口112作为制冷剂的进口,第四端口121作为制冷剂的出口,第一板间通道1021的通道数量小于第二板间通道1022的通道数量,在板式换热器100的板片结构构成的通道尺寸和结构基本相似时,可参考图13所示即沿板片101的层叠方向,第一板间通道1021形成的换热段的高度H1小于第二板间通道1022形成的换热段的高度H2。
板式换热器100作为蒸发器使用时,气液两相的制冷剂从第二端口112进入第一腔110,进而从第一端口111流出第一腔110并进入第一流通区123,再经第一板间通道1021,进入第二孔道104,再经第二板间通道1022进入第二流通区124,再经第五端口122进入第二腔120,并最终以气相或者气液两相的状态从第四端口121流出板式换热器100,制冷剂在第一板间通道1021形成的换热段的流动方向为自第一孔道103指向第二孔道104的方向,制冷剂在第二板间通道1022形成的换热段的流动方向为自第二孔道104指向第一孔道103的方向。两个回程的流路设计使得制冷剂的流动路径增长,在第一流道内流动的气液两相的制冷剂,与第二流道内流动的载冷剂进行热交换,由于气液两相的制冷剂在第一流道内换热时,气态制冷剂的比重逐渐增大,第二板间通道1022的通道数量大于第一板间通道1021的通道数量,一方面,第一板间通道1021形成的换热段的通道数量较少,更有利于解决制冷剂在各通道分配不均匀的问题。另一方面,第二板间通道1022占总的板间通道的比例较大,因而不会有较大的压降损失,有利于气态比重增大的制冷剂快速流出板式换热器100,提高制冷剂的换热系数,最终提高板式换热器100的换热效果。
在又一实施方式中,参考图14所示,板式换热器100作为冷凝器使用,第一流道用于制冷剂的流通,第二流道用于载冷剂的流通,第四端口121作为制冷剂的进口,第二端口112作为制冷剂的出口,第一板间通道1021的通道数量小于第二板间通道1022的通道数量,在板式换热器100的板片结构构成的通道尺寸和结构基本相似时,可参考图14所示,沿板片101的层叠方向,第一板间通道1021形成的换热段的高度H1小于第二板间通道1022形成的换热段的高度H2。
板式换热器100作为冷凝器使用时,单相气态的制冷剂从第四端口121进入第二腔120,进而从第五端口122流出第二腔120并进入第二流通区124,再经第二板间通道1022,进入第二孔道104,再经第一板间通道1021进入第一流通区124,再经第一端口111进入第一腔110,并最终以单相液态的状态从第二端口112流出板式换热器100,制冷剂在第一板间通道1021形成的换热段的流动方向为自第二孔道104指向第一孔道103的方向,制冷剂在第二板间通道1022形成的换热段的流动方向为自第一孔道103指向第二孔道104的方向。气态制冷剂从第四端口121进入,在第一流道内流动,与第二流道内流动的载冷剂换热冷凝为液态,两个回程的流路设计使得制冷剂的流动路径增长,且为了使制冷剂在尺寸较小的板式换热器100的出口即第二端口112仍具有较好的过冷度,第二板间通道1022的通道数量大于第一板间通道1021的通道数量,有助于制冷剂的流量分配以及达到较好的换热效果。
在再一实施方式中,参考图15所示,板式换热器100作为冷凝器使用,第一流道用于制冷剂的流通,第二流道用于载冷剂的流通,第二端口112作为制冷剂的进口,第四端口121作为制冷剂的出口,第一板间通道1021的通道数量大于第二板间通道1022的通道数量,在板式换热器100的板片结构构成的通道尺寸和结构基本相似时,可参考图14所示,沿板片101的层叠方向,第一板间通道1021形成的换热段的高度H1大于第二板间通道1022形成的换热段的高度H2。
板式换热器100作为冷凝器使用时,单相气态的制冷剂从第二端口112进入第一腔110,进而从第一端口111流出第一腔110并进入第一流通区123,再经第一板间通道1021,进入第二孔道104,再经第二板间通道1022进入第二流通区124,再经第五端口122进入第二腔120,并最终以单相液态的状态从第四端口121流出板式换热器100,制冷剂在第一板间通道1021形成的换热段的流动方向为自第一孔道103指向第二孔道104的方向,制冷剂在第二板间通道1022形成的换热段的流动方向为自第二孔道104指向第一孔道103的方向。气态制冷剂从第二端口112进入,在第一流道内流动,与第二流道内流动的载冷剂换热冷凝为液态,两个回程的流路设计使得制冷剂的流动路径增长,且为了使制冷剂在尺寸较小的板式换热器100的出口即第二端口112仍具有较好的过冷度,第一板间通道1021的通道数量大于第二板间通道1022的通道数量,有助于制冷剂的流量分配以及达到较好的换热效果。
以上对本发明所提供板式换热器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种板式换热器,包括多张板片,所述多张板片层叠设置构成不相连通的第一流道和第二流道,所述第一流道包括板间通道、由所述多张板片的一角孔构成的第一孔道、以及所述多张板片的另一角孔构成的第二孔道;
所述板式换热器还包括集成件和第一阻挡部;所述集成件包括配合件和导流管,所述配合件包括第一腔以及位于所述第一腔外围的第一配合部,所述第一配合部开设有第一端口和第二端口,所述第一腔通过所述第一端口与所述第一孔道连通,所述第一腔通过所述第二端口与所述板式换热器的外部连通;所述导流管包括第二腔以及位于所述第二腔外围的第二配合部,所述第二配合部开设有第四端口和第五端口,所述第二配合部与所述第一配合部固定连接,且所述第二配合部贯穿所述第一腔并通过所述第一端口伸入所述第一孔道,所述第二腔通过所述第四端口与所述板式换热器的外部连通;所述第二腔通过所述第五端口与所述第一孔道连通;在所述第一孔道,所述第一阻挡部自所述多张板片中的其中一板片的角孔的边缘向所述第一孔道内延伸,所述第一阻挡部与所述第二配合部密封连接;所述板间通道通过所述其中一板片分隔为第一板间通道和第二板间通道,所述第一板间通道比所述第二板间通道靠近所述配合件;
所述第二配合部位于所述第一孔道的部分的外径小于所述第一孔道的内径,在所述第一孔道,所述第一阻挡部将所述导流管的外部区域分为第一流通区和第二流通区,所述第一流通区经所述第一板间通道与所述第二孔道连通,所述第一流通区经所述第一端口与所述第一腔连通;所述第二流通区经所述第二板间通道与所述第二孔道连通,所述第二流通区经所述第五端口与所述第二腔连通。
2.根据权利要求1所述的板式换热器,其特征在于,所述板式换热器还包括第一边板和第二边板,所述第一边板具有第一板孔、第二板孔和第三板孔,所述第一板孔与所述第一孔道同轴设置或者偏心设置,所述第二孔道的两端通过所述第一边板和所述第二边板进行密封,所述第二板孔和所述第三板孔分别与所述多张板片的另外两个角孔构成的孔道同轴设置或者偏心设置;所述板式换热器还包括第一外接管和第二外接管,所述第一外接管通过所述第二板孔与所述第二流道连通,所述第二外接管通过所述第三板孔与所述第二流道连通。
3.根据权利要求2所述的板式换热器,其特征在于,所述第一外接管和所述第二外接管位于所述板式换热器宽度方向的一侧;或者所述第一外接管和所述第二外接管呈对角设置。
4.根据权利要求1至3任一所述的板式换热器,其特征在于,所述第一配合部还开设有第三端口,在所述第三端口处,所述第一配合部与所述第二配合部的外壁密封焊接使得所述第一腔在所述第三端口处与所述板式换热器外部隔离。
5.根据权利要求2或3所述的板式换热器,其特征在于,所述第一配合部包括第一本体以及与所述第一本体连接并沿所述板片层叠方向延伸的凸起部,所述凸起部包括相连接的第一凸台和第二凸台,所述第一凸台比所述第二凸台靠近所述第一孔道,所述第一端口位于所述第一凸台远离所述第一本体的端部,所述凸起部具有第一缺口,在垂直于所述板片层叠方向,所述第一缺口与所述第一凸台相邻,且所述第一缺口比所述第一凸台远离所述导流管,在所述第一缺口处,所述第一边板与所述凸起部的外壁焊接固定,所述第一本体通过所述第二凸台与所述第一边板相间隔。
6.根据权利要求4所述的板式换热器,其特征在于,沿所述板片层叠方向,所述第二配合部包括第二本体以及第三凸台,沿所述板片层叠方向,所述第二本体的两端分别形成所述第四端口和所述第五端口,所述第四端口比所述第五端口远离所述板片,所述第三凸台与所述第二本体连接并沿大致垂直于所述板片层叠的方向延伸;所述第二配合部具有第二缺口,沿所述板片层叠方向,所述第二缺口与所述第三凸台相邻,且所述第二缺口比所述第三凸台靠近所述板片,在所述第三端口处,所述第一配合部通过所述第二缺口与所述第二配合部的外壁密封焊接。
7.根据权利要求4或6所述的板式换热器,其特征在于,所述配合件为一体成型的部件,所述第一本体包括第一顶面、第一底面和第一侧面,所述第一顶面和所述第一底面为与所述第一边板的板面平行或者大致平行的一组相对的端面,所述第一顶面比所述第一底面远离所述板片,所述第一侧面连接所述第一顶面和所述第一底面,所述第三端口位于所述第一顶面,所述第三端口与所述第一端口同轴设置或者偏心设置;
所述第二端口位于所述第一侧面;或者所述第二端口也位于所述第一顶面,所述第一腔包括相连通的第一子腔和第二子腔,所述第一子腔通过所述第一端口与所述第一孔道连通,且所述第二子腔自所述第二端口向所述第一子腔倾斜的延伸。
8.根据权利要求4或6所述的板式换热器,其特征在于,所述配合件包括上壳体和下壳体,所述上壳体包括相连接的第一子部和第二子部,所述第一子部比所述第二子部远离所述板片,所述配合件还包括贯通所述第一子部的第一通道和第二通道,所述第一通道远离所述第二子部的一端形成所述第三端口,所述第二通道远离所述第二子部的一端形成所述第二端口;所述配合件还包括贯通所述第二子部的第三通道,在垂直于所述板片的层叠方向的平面上,所述第一通道和所述第二通道的投影均位于所述第三通道的投影范围内;
所述下壳体包括所述凸起部以及与所述凸起部连接的第三子部,所述第三子部比所述凸起部远离所述板片,所述配合件还包括贯通所述第三子部的第四通道,所述第四通道的内径大于等于所述凸起部的内径,所述第一通道、所述第四通道、以及所述凸起部同轴设置或者偏心设置;所述下壳体还具有自所述第四通孔向垂直于所述板片层叠方向延伸的第一凹槽,在垂直于所述板片的层叠方向的平面上,所述第一凹槽的投影与所述第二通孔的投影至少部分重合,所述上壳体和所述下壳体通过所述第二子部和所述第三子部之间相对的侧面焊接固定。
9.根据权利要求1至8任一所述的板式换热器,其特征在于,所述板式换热器为蒸发器,所述第一流道用于制冷剂的流通;所述第四端口作为所述制冷剂的进口,所述第二端口作为所述制冷剂的出口,所述第一板间通道的通道数量大于所述第二板间通道的通道数量;
或者,所述第二端口作为所述制冷剂的进口,所述第四端口作为所述制冷剂的出口,所述第一板间通道的通道数量小于所述第二板间通道的通道数量。
10.根据权利要求1至8任一所述的板式换热器,其特征在于,所述板式换热器为冷凝器,所述第一流道用于制冷剂的流通;所述第四端口作为所述制冷剂的进口,所述第二端口作为所述制冷剂的出口,所述第一板间通道的通道数量小于所述第二板间通道的通道数量;
或者,所述第二端口作为所述制冷剂的进口,所述第四端口作为所述制冷剂的出口,所述第一板间通道的通道数量大于所述第二板间通道的通道数量。
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