CN204085279U - 一种换热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及换热设备技术领域，尤其涉及一种换热装置。换热装置包括至少两组相互串联设置的换热板组件，以及盖设在位于换热装置一端的换热板组件上的端盖；所述换热板组件内部具有封闭的空腔结构，该空腔结构内填充有蓄热材料；相邻所述换热板组件之间，以及换热板组件与端盖之间具有封闭的换热空间；所述换热板组件上设置有连通相邻换热空间或者供制冷剂流入或流出换热装置的冷媒通管。本申请通过换热空间，以及连通相邻换热空间之间的冷媒通管共同形成一个制冷剂流通的回路，当制冷剂在上述回路中流通过程中，制冷剂可以与位于空腔结构内的蓄热材料进行热量交换，实现了固液之间的热量交换，并且实现上述功能所采用的结构简单、制造方便。

Description

一种换热装置

技术领域

本实用新型涉及换热设备技术领域，尤其涉及一种换热装置。

背景技术

通常换热器是用于实现热量在两种物质之间转移，而不需要两物质成分混合的装置。较常用的换热器具有可实现流体与流体之间换热的功能。如翅片铜管换热器、板式换热器、套管式换热器、壳管式换热器。不同的换热器存在不同的使用场合和用途。

目前各式换热器要达到最大的换热效果，要求双侧流体呈流动(对流)状态的换热形式。目前的换热器结构和样式主要是针对流体之间的热量交换，如果针对一侧是固体材料或呈静止状态的流体，无法达到很好的换热效果。如申请号201110338385.9的中国专利公开了一种板式换热器，包括层叠设置的板片，板片间形成板间流道，还包括与所述板间流道连通的流体分配器，所述流体分配器具有至少两个并列设置的管道，各所述板间流道均与单独的所述管道连通；且相邻的所述板间流道分别与所述流体分配器的不同管道连通。上述专利申请公开的换热器仅具有液体与液体之间的换热的功能，无法实现液体与固体或呈静止状态的流体之间换热功能。

针对上述问题，我们需要一种能够实现液体或固体之间进行热量交换的换热装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种换热装置，能够实现固液之间的热量交换，并且实现此功能所采用的结构简单、制造方便。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种换热装置，其包括至少两组相互串联设置的换热板组件，以及盖设在位于换热装置一端的换热板组件上的端盖；

所述换热板组件内部具有封闭的空腔结构，该空腔结构内填充有蓄热材料；

相邻所述换热板组件之间，以及换热板组件与端盖之间具有封闭的换热空间；

所述换热板组件上设置有连通相邻换热空间或者供制冷剂流入或流出换热装置的冷媒通管。

作为上述换热装置的一种优选方案，所述换热板组件包括换热板本体和盖板，所述换热板本体具有凹槽结构，所述盖板盖设在凹槽结构上并对凹槽结构进行密封以形成盛放蓄热材料的空腔结构。

作为上述换热装置的一种优选方案，所述冷媒通管穿设在换热板本体上，所述盖板上设置有与所述冷媒通管配合的通孔，至少冷媒通管的部分位于通孔内并与所述通孔密封连接。

作为上述换热装置的一种优选方案，所述端盖设置在换热板组件的盖板位于外侧的一端，所述端盖和盖板之间具有换热空间。

作为上述换热装置的一种优选方案，沿所述凹槽结构的上部周向设置有阶梯槽，所述换热板组件的底部设置有与阶梯槽的上层凹槽配合的环状凸台，所述环状凸台卡合在上层凹槽内并与上层凹槽密封连接，所述盖板盖设在阶梯槽的下层凹槽内并与下层凹槽密封连接。

作为上述换热装置的一种优选方案，所述换热板组件上穿设有进液冷媒通管和回液冷媒通管，两者分别设置在换热板组件的两端，且相邻的换热板组件之间的进液冷媒通管或回液冷媒通管呈一一对应设置。

作为上述换热装置的一种优选方案，所述换热空间内设置有若干个用于减缓制冷剂在换热空间内流通速度的挡流板。

作为上述换热装置的一种优选方案，所述端盖通过焊接的方式设置在换热装置上。

作为上述换热装置的一种优选方案，所述蓄热材料为相变蓄热材料。

本实用新型的有益效果为：本申请提供了一种换热装置，本申请通过换热板组件之间、换热板组件与端盖之间的换热空间，以及设置在换热板组件上的冷媒通管共同形成一个液体流通的回路，当需换热液体在换热板组件之间或换热板组件与端盖之间流通过程中，需换热液体可以与位于空腔结构内的蓄热材料进行热量交换，由此，实现了固液之间的热量交换，并且实现此功能所采用的结构简单、制造方便。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式提供的换热装置的换热原理示意图；

图2是本实用新型具体实施方式提供的换热装置的主视图；

图3是图2“A-A向”的剖视图；

图4是图3“I处”的局部放大图；

图5是本实用新型具体实施方式提供的换热板组件的主视图；

图6是图5“B-B向”的剖视图；

图7是本实用新型具体实施方式提供的换热板本体的结构示意图；

图8是本实用新型具体实施方式提供的具有挡流板的换热板组件的结构示意图；

图9是本实用新型具体实施方式提供的具有多个换热板组件的换热装置的装配示意图；

图10是本实用新型具体实施方式提供的具有多个换热板组件的换热装置的整体结构示意图。

其中：

1：换热板组件；2：端盖；3：换热空间；4：第一换热板组件；5：第二换热板组件；

11：空腔结构；12：冷媒通管；13：换热板本体；14：盖板；15：环状凸台；

31：挡流板；

121：进液冷媒通管；122：回液冷媒通管；

131：上层凹槽；132：下层凹槽。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1至图10所示，本实施方式提供了一种换热装置，其适用于固体、静止状态液体和液体之间的热量，并且实现上述功能所采用的结构简单、制造方便。

具体的，上述换热装置包括至少两组相互串联设置的换热板组件1，以及盖设在位于换热装置一端的换热板组件1上的端盖2。换热板组件1内部具有封闭的空腔结构11，该空腔结构11内填充有蓄热材料(未示出)，该蓄热材料的常态为固体材料或非流动液体。

相邻换热板组件1之间，以及换热板组件1与端盖2之间具有换热空间3，换热板组件1上设置有连通相邻换热空间3或者供制冷剂(本申请以制冷剂为例进行说明，当然也可以是其它需要换热的液体)流入或流出换热装置的冷媒通管12。

参照图1，本申请通过换热板组件1之间、端盖2与换热板组件1之间的换热空间3，以及设置在换热板组件1上的冷媒通管12共同形成一个制冷剂流通的回路，当制冷剂在换热板组件1之间或换热板组件1与端盖2之间流通过程中，制冷剂可以与位于空腔结构11内的蓄热材料进行热量交换，由此，实现了制冷剂的冷却。

具体的如图3至图7所示，换热板组件1包括换热板本体13和盖板14，换热板本体13具有凹槽结构，盖板14盖设在凹槽结构上并对凹槽结构进行密封以形成盛放蓄热材料的空腔结构11。此种形式的换热板组件1可以方便的进行蓄热材料的填充、封装，同时可以保证在换热过程中避免蓄热材料与制冷剂混合。

冷媒通管12穿设在换热板本体13上，盖板14上设置有与冷媒通管12配合的通孔，至少冷媒通管12的部分位于通孔内并与通孔密封连接。该冷媒通管12具有连通位于换热板本体13两侧的换热空间或是供制冷剂流入或流出换热装置的功能。具体的，冷媒通管12的长度，以及与盖板14的配合方式，需要保证防止制冷剂进入空腔结构11内，同时需确保制冷剂能够顺利进入制冷剂流通空间3，以及下一个换热板组件1的冷媒通管12内。

上述端盖的具体设置形式为：端盖2设置在换热组件1的盖板14位于外侧的一端，端盖2和盖板14之间具有换热空间3。

相邻换热板组件1之间，以及盖板14与换热板组件1之间具体的连接关系为：如图7所示，沿换热板本体13凹槽结构的上部周向设置有阶梯槽，该阶梯槽包括上层凹槽131和下层凹槽132，换热板组件1的底部设置有与阶梯槽的上层凹槽132配合的环状凸台15，环状凸台15卡合在上层凹槽131内并与上层凹槽131密封连接，盖板14盖设在阶梯槽的下层凹槽132内并与下层凹槽132密封连接。本申请通过盖板14与下层凹槽132之间的密封连接可以在换热板组件1上形成密封的用于填充蓄热材料的空腔结构11。环状凸台15与上层凹槽131的密封连接，可以使两换热板组件1之间形成密封的换热空间3。需要说明的是：上述密封连接可以是焊接或者采用密封胶密封。

上述端盖2与换热板组件1具体的配合方式为：端盖2盖设在上层凹槽131上，并与上层凹槽131密封连接。具体的，端盖2盖设在上层凹槽131上后，然后进行焊接密封。

上层凹槽131和下层凹槽132的设置需要满足，当换热板组件1或端盖2设置在上层凹槽131上时，需要确保换热板组件1或端盖2之间与盖板14之间能够形成换热空间3。

如图3所示，在此实施方式中，冷媒通管12的具体的设置方式为：换热板组件1上设置有进液冷媒通管121和回液冷媒通管122，两者分别设置在换热板组件1的两端，且相邻的换热板组件1之间的进液冷媒通管121或回液冷媒通管122呈一一对应设置。

为了提高制冷剂与蓄热材料之间的换热效率，换热空间3内设置有若干个用于减缓制冷剂在换热空间内流通速度的挡流板31。

具体的如图8所示，位于换热板组件1的空腔结构11内设置有若干个交替排布的挡流板31，该挡流板31的长度大于空腔结构11两内壁之间间距的一半，若干个交替排布的挡流板31均相互平行设置，且相邻设置的两挡流板31，其中一个的端部固定在空腔结构11的一个侧壁，另一个的端部设置在相对的侧壁上。

蓄热材料为相变蓄热材料，作为优选的，相变蓄热材料为石墨石蜡材料。石墨石蜡是一种复合材料，石墨通过真空吸附的方式把石蜡吸附在石墨呈网状空隙的石墨中制作成复合的石墨石蜡材料。由于石蜡在两种状态(固体状态、熔融状态)之间转换时会伴随着热量的吸收和放出。由于石墨石蜡在吸热和放热过程中存在固－液相的转变，在转化过程中可以吸收或放出大量的热量，具有很高的换热效率。这也就是石蜡可作为蓄热材料的原因。用来实现热量在时间和空间上的转移。

本申请中是以制冷剂(液体)和石蜡(常态为固体)为例进行说明的，需要说明的是，在具体使用过程中并不局限于上述两种材料，只要能够满足参与换热的材料一种是液体，另一种是固体或非流动液体，即能采用本申请提供的换热装置。

为了对换热装置的具体结构和工作过程进行进一步的说明，本实施方式中还以换热装置包括两组换热板组件1为例进行详细的说明。

如图1至图3所示，换热装置包括第一换热板组件4和第二换热板组件5和端盖2，第一换热板组件4和第二换热板组件5的两端均分别设置有进液冷媒通管121和回液冷媒通管122，在装配过程中，首先将蓄热材料放置在第一换热板组件4和第二换热板组件5的凹槽结构内，然后将盖板14盖设在下层凹槽132上并进行密封，完成蓄热材料的封装。将第二换热板组件5的环状凸台15卡合在第一换热板组件4的上层凹槽131上并进行密封，完成第一换热板组件4和第二换热板组件5之间的组装。在将第二换热板组件5装配到第一换热板组件4的过程中，需要两者的进液冷媒通管121一一对应，回液冷媒通管122一一对应。最后将端盖2扣设在第二换热板组件5的端部并进行密封，完成整个换热装置的组装。

在上述换热装置使用过程中，具有一定温度的制冷剂通过第一换热板组件4上的进液冷媒通管121进入换热装置，其中一部分进入第一换热板组件4和第二换热板组件5之间的换热空间3内流动扩散，在向回液冷媒通管122流动过程中同时与第一换热板组件4和第二换热板组件5中的蓄热材料进行热量交换，将热量传递给蓄热材料。另一部分制冷剂通过第二换热板组件5上的进液冷媒通管121流入端盖2和第二换热板组件5之间的换热空间3，在向第二换热板组件5的回液冷媒通管122流动过程中，制冷剂与第二换热板组件5的蓄热材料进行换热，并将热量传递给蓄热材料。降温后的制冷剂最终由第一换热板组件4的回液冷媒通管122排出换热装置，完成制冷剂的降温。

以上是以具有两个换热板组件1的换热装置为例进行说明的，为了提高换热装置的换热效率，参照图9、图10，还可以将多个换热板组件1串联起来，多个换热板组件1的设置形式，以及工作过程和上述两个换热板组件1的设置方式和工作原理相同，两者的区别仅是数量上的叠加。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种换热装置，其特征在于，包括至少两组相互串联设置的换热板组件(1)，以及盖设在位于换热装置一端的换热板组件(1)上的端盖(2)；

所述换热板组件(1)内部具有封闭的空腔结构(11)，该空腔结构(11)内填充有蓄热材料；

相邻所述换热板组件(1)之间，以及换热板组件(1)与端盖(2)之间具有封闭的换热空间(3)；

所述换热板组件(1)上设置有连通相邻换热空间(3)或者供制冷剂流入或流出换热装置的冷媒通管(12)。

2.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述换热板组件(1)包括换热板本体(13)和盖板(14)，所述换热板本体(13)具有凹槽结构，所述盖板(14)盖设在凹槽结构上并对凹槽结构进行密封以形成盛放蓄热材料的空腔结构(11)。

3.根据权利要求2所述的换热装置，其特征在于，所述冷媒通管(12)穿设在换热板本体(13)上，所述盖板(14)上设置有与所述冷媒通管(12)配合的通孔，至少冷媒通管(12)的部分位于通孔内并与所述通孔密封连接。

4.根据权利要求2所述的换热装置，其特征在于，所述端盖(2)设置在换热板组件(1)的盖板(14)位于外侧的一端，所述端盖(2)和盖板(14)之间具有换热空间(3)。

5.根据权利要求2所述的换热装置，其特征在于，沿所述凹槽结构的上部周向设置有阶梯槽，所述换热板组件(1)的底部设置有与阶梯槽的上层凹槽(131)配合的环状凸台(15)，所述环状凸台(15)卡合在上层凹槽(131)内并与上层凹槽(131)密封连接，所述盖板(14)盖设在阶梯槽的下层凹槽(132)内并与下层凹槽(132)密封连接。

6.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述换热板组件(1)上穿设有进液冷媒通管(121)和回液冷媒通管(122)，两者分别设置在换热板组件(1)的两端，且相邻的换热板组件(1)之间的进液冷媒通管(121)或回液冷媒通管(122)呈一一对应设置。

7.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述换热空间(3)内设置有若干个用于减缓制冷剂在换热空间(3)内流通速度的挡流板(31)。

8.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述端盖(2)通过焊接的方式设置在换热装置上。

9.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述蓄热材料为相变蓄热材料。