CN203148272U - 换热板片具有强化波浪形导风换热槽的热交换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种换热板片具有强化波浪形导风换热槽的热交换器，它包括由多个换热板片上下叠加而成的换热芯体、设置在换热芯体的外部使热交换器与外部设备相连接的端部构件和连接构件，相邻的两个换热板片之间形成扁矩形空气通道，换热板片的表面上具有多个依次密集排列并且长度方向呈波浪形设置的导风换热槽，同时，它的强化支撑结构设计合理，结合优化，因此它具有换热面积大、耐压能力强、传热效率高、结构紧凑、轻巧牢固、适应性强、经济性好、全热显热应用组合界面良好、温湿度控制灵敏、制造标准化程度高因而适合量产等诸多优点和特点，可以广泛地应用于暖通和电子冷却这两个领域，起到既散热和调节空气又实现余热回收的环保节能作用。

Description

换热板片具有强化波浪形导风换热槽的热交换器

技术领域

本实用新型涉及一种换热板片具有强化波浪形导风换热槽的热交换器。

背景技术

板翅式空气热交换器是由一系列具有一定表面形状的换热板片叠装而成的一种新型高效换热器。板翅式空气热交换器结构上由换热芯体、端部构件、连接构件及支座等附件组成，换热芯体是由若干数量的换热板片构成的空气层通道单元互相间隔叠加，再经边缘咬合成型为一体。板翅式空气热交换器具有单位体积传热面积大、传热效率高、流体阻力小、热容量小、结构紧凑及同时允许几种介质进行热交换等优点，是一种目前应用广泛的空气换热器。它在风电、食品、医院、机械、冶金、石化、电力、电子、通讯等需要通风散热或回收余热节能的领域已被广泛采用。

从板翅式空气热交换器的结构和工作原理上来说，如何控制空气流动阻力、提高耐温耐压能力、增加换热面积、提升空气湍流强度等要素，都是决定其换热效果和换热效率的主要性能指标。因此，根据各种具体应用环境的实际需求，不断对这些要素进行有效优化，成为板翅式空气热交换器发展和应用上的一种要求和前进的推动力。

目前，无论是实用新型还是发明专利，对板式空气热交换器进行优化的方案有很多。例如，专利申请号：201120147816.9，实用新型名称为：流线型整体强化换热板的换热器。此专利中由于换热板间采用多点支撑，交错支撑方式支撑，故换热板表面得到了良好的强度优化，并有良好的承压能力。此方法结构紧凑、阻力小, 但是制造复杂，成本高，难以在实际制造中实现，因为其表面波纹过于细小，波纹曲率不佳，与其它凸包和凸筋的形状工艺过渡也不合理，并未真正体现出强化效果。同时换热效果不是很好，因为该专利在解决空气湍流强度和增加换热面积上，效果欠佳，并且分段错落分布的凸包和凸筋间距过大，容易导致工作中灰尘的积聚，从而在后期影响换热板片的换热性能。再例如，专利申请号：200710011541.4，发明名称为：板式空气换热器。该发明将两张换热板片互相叠加在一起组成一个基本板束单元，在板束边缘的波谷处将两张焊接进而形成一个气道，每两个基本板束单元按波浪同向，通过板束连接板将两个板束的端边焊接在一起形成另一个气道，从而增加了换热面积，提高了换热效率，但是此方法由于缺乏换热板片加强凸筋的设计，从而导致换热板片强度不高，无法承受较高风量的应用环境，因此实际上也无法获得较好的换热效果。

实用新型内容

为克服上述缺点，本实用新型目的在于提供一种换热板片具有强化波浪形导风换热槽的热交换器，具有换热面积大、耐压能力强、传热效率高、结构紧凑、轻巧牢固、适应性强、经济性好、全热显热应用组合界面良好、温湿度控制灵敏、安装方便、使用寿命长、构件通用性强、制造标准化程度高因而适合量产、板片可选择材料范围广等诸多优点和特点，按照应用方向来说，可以广泛地应用于暖通和电子冷却这两个领域，起到既散热和调节空气又实现余热回收的环保节能作用。

为了达到以上目的，本实用新型采用的技术方案是：一种换热板片具有强化波浪形导风换热槽的热交换器，它包括由多个换热板片上下叠加而成的换热芯体、设置在换热芯体的外部使热交换器与外部设备相连接的端部构件和连接构件，相邻的两个换热板片之间形成扁矩形空气通道，换热板片的表面上具有多个依次密集排列并且长度方向呈波浪形设置的导风换热槽，导风换热槽根据热效率优化和制造工艺合理化，具有一定的深度和宽度。众多密集的导风换热槽，在板片上起到了增加换热面积，提升换热板片的平面强度的作用，同时有效导引来流空气，始终使来流空气沿着一定角度前进，并不断地破坏来流空气的边界层，使来流空气在换热板片之间的空气通道中以三维螺旋运动轨迹向前推进，从而与换热板片之间进行充分的蓄热和换热，提高了换热系数，而且减少灰尘积聚的几率。

进一步地，导风换热槽的长度方向所呈的波浪形的任意偏角小于45度，该波浪形可以使来流空气始终与导风换热槽保持小于45度的角度。

进一步地，换热板片具有多个从下表面凸出的第一支撑部以及多个从上表面凸出的第二支撑部，且位于上方的换热板片的第一支撑部与位于下方的换热板片的第二支撑部相抵。第一支撑部和第二支撑部配合在两个换热板片之间形成有效的刚性支撑。在更加优选的方案中，第一支撑部沿着导风换热槽的长度方向设置，并贯穿与换热板片的主要表面区域，其深度可以通过模具调节。当第一支撑部和第二支撑部与导风换热槽之间相交时，三者均为连续不间断的。

进一步地，第一支撑部为由换热板片上表面凹陷并从换热板片下表面凸出的支撑凹筋。支撑凹筋起到了换热板片平面加强筋的作用，同时有效缓解了冲压导致的换热板片的预应力，提高了平整度。

进一步地，第二支撑部为一个或排列成列的多个支撑凸包，支撑凸包由换热板片下表面凹陷并从换热板片上表面凸出。支撑凸包与上述的支撑凹筋相抵接触构成的刚性支撑，既加强了上下换热板片之间的支撑强度，保证了形成的空气通道强度良好，又不影响空气的流动，对于增加有效换热面积、加强空气湍流效果、强化板片支撑强度、提升板片的过风耐压能力、减少空气中可能的灰尘积聚都起到了很好的作用。支撑凹筋和支撑凸包的数量可依实际情况而设定，其优选的方案为：当换热板片的长度和宽度在300mm以下时，支撑凹筋与支撑凸包的对应列数是2列；当换热板片的长度和宽度为301mm～500mm时，支撑凹筋与支撑凸包的对应列数是3列；当换热板片的长度和宽度为501mm～1000mm时，支撑凹筋与支撑凸包的对应列数是4列；当换热板片的长度和宽度大于1001mm时，支撑凹筋与支撑凸包的对应列数是5列，目前在实际可以实现的应用中，世界上最大的换热板片尺寸为1500mm。

进一步地，上下相邻的两个换热板片之间旋转90度叠加。即换热板片依次叠加形成的空气通道互相为90度转向依次间隔。

进一步地，换热板片的四边向上或向下弯折而形成的用于连接上下相邻两个换热板片的边缘咬合部。

进一步地，换热板片上设置有真空吸盘吸取点，真空吸盘吸取点设置在换热板片的四个角部。

由于采用了上述技术方案，本实用新型具有强化波浪形导风换热槽换热板片的热交换器具有以下优点:

1、由于换热板片采用了具有波浪形导风换热槽表面，极大地增加了换热板片的有效换热面积，同时提高了换热板片的导风能力，提升了空气湍流效果，增加了空气与换热板片的热交换次数，使得流体传热系数得到提高，也就意味着提高了热交换器的换热效；。

、由于换热板片的强化波浪形导风换热槽设计合理，保证了生产制造的顺利实现，提高了生产效率，降低了生产成本；

3、由于换热板片采用了强化支撑凹筋，极大地加强了换热板片的平面张力，同时它对于空气通道的支撑起到了关键作用，有效强化了换热板片的耐压能力，使得热交换器整体耐风耐压能力得到提升，并且其支撑凹筋是与波浪形导风换热槽表面是连贯不间断衔接设计，在最大限度提升有效换热面积的同时，兼顾了减少空气中灰尘积聚的功能体现；

4、由于换热板片采用了强化支撑凸包，它与支撑凹筋相结合，在方向上既不干扰来流空气的行进，在结构上又稳定地支撑了换热板片所组成的空气通道，使得热交换器整体耐风耐压能力得到提升；

5、由于换热板片还在板片上设计了真空吸盘吸取点，使得其可以在自动化生产线上更加方便的实现生产，摒弃了以往手工收取和叠加的缺点，保证了热交换芯体的叠加整齐美观，生产效率可大为提升。

附图说明

附图1为本实用新型换热板片具有强化波浪形导风换热槽的热交换器的三维结构示意图；

附图2为本实用新型中的换热芯体的三维结构示意图；

附图3为本实用新型中的换热板片的三维结构示意图；

附图4为本实用新型中的换热板片的平面结构示意图；

附图5为本实用新型中的换热板片的A-A截面图；

附图6为本实用新型中的换热板片的B-B截面图。

其中：1、换热芯体；2、端部构件；3、连接构件；4、导风换热槽；5、换热板片；6、支撑凹筋；7、支撑凸包；8、真空吸盘吸取点；9、边缘咬合部；10、空气通道。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参见附图1和附图2，本实施例中的一种换热板片具有强化波浪形导风换热槽的热交换器，其尺寸是长度和宽度同为300mm，它包括由多个换热板片5上下叠加而成的换热芯体1、设置在换热芯体1的外部使热交换器与外部设备相连接的端部构件2和连接构件3，相邻的两个换热板片5之间形成扁矩形空气通道10。

如附图3所示，换热板片5为通过特定模具冲压而成的双面成形的波浪形导风换热槽4和支撑凹筋6与支撑凸包7的板片。换热板片5的材质一般为金属，为了满足具体应用环境耐腐蚀要求以及滤风和湿度调节功能等，金属板片的表面会采用一些涂层，例如亲水涂层、环氧涂层、吸湿涂层、分子筛涂层等，同时在某些特定应用中，也可使用塑料或者纸质材料。

如附图4至附图6所示，多个导风换热槽4依次密集排列，波浪形导风换热槽4的深度为0.6mm～0.7mm，相邻两个导风换热槽4之间的间距为1～2mm。导风换热槽4所呈的波浪形曲线的任意偏角小于45度。

支撑凹筋6即第一支撑部，由换热板片5上表面凹陷并从换热板片5下表面凸出，支撑凸包7即第二支撑部，由换热板片5下表面凹陷并从换热板片5上表面凸出。支撑凹筋6与支撑凸包7的高度为2mm～4mm之间，支撑凹筋6长度和高度的比例为11:1，支撑凸包7截面为圆形，支撑凸包7的直径与高度的比例为3:1。当支撑凹筋6和支撑凸包7与导风换热槽4之间相交时，三者均为连续不间断的。

换热板片5的四个角部上各设置有真空吸盘吸取点8，真空吸盘吸取点8的直径为8～10mm。每张换热板片5通过机械手由真空吸盘吸取点8拾取，按照每相隔一张换热板片5转换90度的规律进行叠加，即第一张换热板片5到达叠加位置不变，第二张换热板片5顺时针转向90度再到达叠加位置，第三张换热板片5位置不变，第四张换热板片5顺时针转向90度到达叠加位置，依此类推，总叠加板片数由所要制造的热交换器尺寸和技术要求参数控制。这些换热板片5再经过边缘咬合叠加出来的换热芯体1。这样，第一张换热板片5就和第二张换热板片5构成了一个扁矩形的空气通道10，它的支撑结构为第一张换热板片5的支撑凸包7和第二张板片的支撑凹筋6相抵触构成，也就是说，支撑凸包7的平面位置和支撑凹筋6的平面位置是成90度投影对称的；第二张换热板片5和第三张换热板片5构成了后一个转向90度的扁矩形的空气通道10，它的支撑结构为第二张换热板片5的支撑凸包7和第三张板片的支撑凹筋6相抵触构成；第三张换热板片5和第四张换热板片5构成了和第一个相同的扁矩形的空气通道10，它的支撑结构为第三张换热板片5的支撑凸包7和张板片的支撑凹筋6相抵触构成；第四张和第五张换热板片5构成了再后一个转向90度的扁矩形的空气通道10，它的支撑结构为第四张换热板片5的支撑凸包7和第五张板片的支撑凹筋6相抵触构成；依此类推。由此组成的换热芯体1其换热效率由于波浪形导风换热槽4的表面设计而大幅提高，其耐压性由于支撑凹筋6和支撑凸包7组成的有效支撑结构而大幅加强，既合理增强支撑力又不至于影响空气的流动性，也就是说，两组成90度区别排列的空气通道10，使得热交换器所通过的新风和排风空气，在各自的空气通道10内通过换热板片5的两个面有效实现热交换和空气要素的调节。

换热板片5的四边向上或向下弯折而形成的用于连接上下相邻两个换热板片5的边缘咬合部9，上下相邻换热板片5的边缘咬合部9通过特定工艺和特定胶水互相咬合扣边，可以耐受设计所需的大气压力，使得的空气通道10之间互不干扰，良好的气密性保证了换热芯体1在应用中的使用效果。

本实施例中的换热板片5由于具有强化波浪形导风换热槽4、支撑凹筋6、支撑凸包7、真空吸盘吸取点8、边缘折叠咬合部10等关键优化要素的存在，并且它们各自的技术参数经过优化更加合理，既使热交换器的性能得到大幅提高，又使得生产制造包括换热板片5压制模具的制造都得以顺利实现和优化。

换热芯体1通过和外部的端部构件2以及连接构件3在一定工艺和工装条件下的装配，再通过符合Rohs标准的改性硅胶和盲头铆钉等辅助材料的密封连接，就最终形成了一个完整的热交换器。

根据客户实际安装的要求，端部构件2以及连接构件3都可以另行设计，以使热交换器和外部设备有效结合，进入最优化的应用层面。

以上实施方式只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1. 一种换热板片具有强化波浪形导风换热槽的热交换器，它包括由多个换热板片（5）上下叠加而成的换热芯体（1）、设置在所述换热芯体（1）的外部使热交换器与外部设备相连接的端部构件（2）和连接构件（3），其特征在于：相邻的两个所述换热板片（5）之间形成扁矩形空气通道（10），所述的换热板片（5）的表面上具有多个依次密集排列并且长度方向呈波浪形设置的导风换热槽（4）。

2. 根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于：所述的导风换热槽（4）的长度方向所呈的波浪形的任意偏角小于45度。

3. 根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于：所述的换热板片（5）具有多个从下表面凸出的第一支撑部以及多个从上表面凸出的第二支撑部，且位于上方的换热板片（5）的第一支撑部与位于下方的换热板片（5）的第二支撑部相抵。

4. 根据权利要求3所述的热交换器，其特征在于：所述的第一支撑部为由换热板片（5）上表面凹陷并从换热板片（5）下表面凸出的支撑凹筋（6）。

5. 根据权利要求3所述的热交换器，其特征在于：所述的第二支撑部为一个或排列成列的多个支撑凸包（7），所述的支撑凸包（7）由换热板片（5）下表面凹陷并从换热板片（5）上表面凸出。

6. 根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于：上下相邻的两个所述换热板片（5）之间旋转90度叠加。

7. 根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于：所述换热板片（5）的四边向上或向下弯折而形成的用于连接上下相邻两个换热板片（5）的边缘咬合部（9）。

8. 根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于：所述的换热板片（5）上设置有真空吸盘吸取点（8）。

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