CN219511366U - 换热板及换热设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种换热板及换热设备，换热板包括主体部、第一换热单元、第二换热单元、第一扰流部以及第二扰流部，主体部呈板状设置，主体部沿厚度方向具有相互背离的第一表面和第二表面；第一换热单元和第二换热单元，沿主体部的长度方向和宽度方向交错排布；第一换热单元由主体部沿第二表面至第一表面的方向凸出设置，第二换热单元由主体部沿第一表面至第二表面的方向凹陷设置；第一扰流部设置于第一换热单元；第二扰流部设置于第二换热单元。第一换热单元和第二换热单元使流体在水平和竖直两个方向流动，第一扰流部与第二扰流部使得流体表面形成微小紊流，减薄换热板表面的流体边界层，提高换热效果。

Description

换热板及换热设备

技术领域

本申请涉及换热技术领域，尤其涉及一种换热板及换热设备。

背景技术

板式换热器是一种高效、节能、节约材料、节约投资的先进热交换设备，目前已广泛用于石油化工、食品、机械、集中供热、冶金、动力、船舶、造纸、纺织、医药、核工业和海热流体淡化及热电联产等工业领域，可满足各类冷却、加热、冷凝、浓缩、消毒和余热回收等工艺的要求，在某些工业领域已取代传统的管壳式换热器。随着它的发展，应用领域将越来越广。

板式换热器是用薄金属板压制成具有一定点波形状的换热板片，然后叠装，用机架板、夹紧螺栓装配而成的一种换热器。工作流体在两块板片间形成的窄小而曲折的通道中流过，冷热流体流过板间通道板片进行冷热交换。

然而，常规的点波换热板，由于主流动方向在同一平面内，基本上是沿着换热板的板片的近似二维流动，从而使得换热效果不佳。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种换热板及换热设备，该换热板可提高流体的换热效果。

为此，第一方面，本申请实施例提供了一种换热板，包括：主体部，呈板状设置，所述主体部沿厚度方向具有相互背离的第一表面和第二表面；第一换热单元和第二换热单元，沿所述主体部的长度方向和宽度方向交错排布；所述第一换热单元由所述主体部沿所述第二表面至所述第一表面的方向凸出设置，所述第二换热单元由所述主体部沿所述第一表面至所述第二表面的方向凹陷设置；第一扰流部，设置于所述第一换热单元；以及第二扰流部，设置于所述第二换热单元。

在一种可能的实现方式中，所述第一换热单元包括顶壁与第一侧壁，所述第一侧壁连接于所述顶壁与所述主体部之间，所述第一扰流部设置于所述第一侧壁；所述第二换热单元包括底壁与第二侧壁，所述第二侧壁连接于所述底壁与所述主体部之间，所述第二扰流部设置于所述第二侧壁。

在一种可能的实现方式中，所述第一扰流部由所述第一侧壁的内表面朝向外表面凸出；所述第二扰流部由所述第二侧壁的内表面朝向外表面凸出。

在一种可能的实现方式中，所述第一扰流部为半球状结构；或者，所述第一扰流部为鱼鳞状结构；或者，所述第一扰流部为波纹状结构。

在一种可能的实现方式中，所述第二扰流部为半球状结构；或者，所述第二扰流部为鱼鳞状结构；或者，所述第二扰流部为波纹状结构。

在一种可能的实现方式中，所述第一换热单元与所述第二换热单元之间间隔设置，还包括第三扰流部，所述第三扰流部位于所述第一换热单元与所述第二换热单元之间的所述主体部上。

在一种可能的实现方式中，所述第一侧壁和所述第二侧壁沿远离所述主体部的方向分别渐缩设置。

在一种可能的实现方式中，所述第一侧壁与所述主体部之间形成的内夹角为40°-60°；所述第二侧壁与所述主体部之间形成的内夹角为40°-60°。

在一种可能的实现方式中，相邻的所述第一换热单元与所述第二换热单元之间的间距为第一距离L，所述第一换热单元或所述第二换热单元的最大直径为D，且满足以下条件：L/D＝1:10。

第二方面，本申请实施例提供了一种换热设备，包括多个上述任一项所述的换热板，多个所述换热板层叠设置，相邻两个所述换热板之间形成流道。

根据本申请实施例提供的换热板及换热设备，换热板包括主体部、第一换热单元、第二换热单元、第一扰流部以及第二扰流部，主体部呈板状设置，主体部沿厚度方向具有相互背离的第一表面和第二表面；第一换热单元和第二换热单元，沿主体部的长度方向和宽度方向交错排布；第一换热单元由主体部沿第二表面至第一表面的方向凸出设置，第二换热单元由主体部沿第一表面至第二表面的方向凹陷设置；第一扰流部设置于第一换热单元；第二扰流部设置于第二换热单元。第一换热单元和第二换热单元的设置可破坏流体边界层，强化流体与壁面之间的换热，提高传热系数，增大换热面积，提高换热效果，第一换热单元与第二换热单元沿主体部的长度方向和宽度方向交错排布，使流体在水平和竖直两个方向流动，进一步提高换热面积，提高换热效果，且第一换热单元和第二换热单元的设置还可提高换热板的结构强度，起到加强筋的作用。第一扰流部与第二扰流部的设置可使得流体表面形成微小紊流，进一步改变了流体的流动方向，减薄换热板表面的流体边界层，减小两侧冷热流体的换热热阻，也进一步提高了换热板与流体的接触面积，从而提高换热效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。另外，在附图中，相同的部件使用相同的附图标记，且附图并未按照实际的比例绘制。

图1示出本申请实施例提供的一种换热板的结构示意图；

图2示出本申请实施例提供的两个换热板连接后的局部示意图；

图3示出本申请实施例提供的第一种第一扰流部的结构示意图；

图4示出本申请实施例提供的第二种第一扰流部的结构示意图；

图5示出本申请实施例提供的第三种第一扰流部的结构示意图。

附图标记说明：

1、主体部；11、冷流体进口；12、冷流体出口；13、热流体进口；14、热流体出口；21、第一换热单元；211、顶壁；212、第一侧壁；22、第二换热单元；221、底壁；222、第二侧壁；3、第一扰流部；4、第二扰流部；5、第三扰流部；L、第一距离；D、第二距离。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

图1示出本申请实施例提供的一种换热板的结构示意图，图2示出本申请实施例提供的两个换热板连接后的局部示意图。

如图1至图2所示，本申请实施例提供一种换热板，换热板包括主体部1、第一换热单元21、第二换热单元22、第一扰流部3以及第二扰流部4，主体部1呈板状设置，主体部1沿厚度方向具有相互背离的第一表面和第二表面；第一换热单元21和第二换热单元22沿主体部1的长度方向和宽度方向交错排布；第一换热单元21由主体部1沿第二表面至第一表面的方向凸出设置，第二换热单元22由主体部1沿第一表面至第二表面的方向凹陷设置；第一扰流部3设置于第一换热单元21；第二扰流部4设置于第二换热单元22。

需要理解的是，换热板包括主体部1，主体部1沿自身长度方向设置有两端，主体部1设置有冷流体进口11、冷流体出口12、热流体进口13和热流体出口14，其中，冷流体进口11与热流体进口13设置于主体部1的同一端且间隔设置，冷流体出口12与热流体出口14设置于主体部1的另一端且间隔设置，冷流体进口11与冷流体出口12相对设置，便于冷流体从冷流体进口11流经主体部1然后从冷流体出口12流出，热流体进口13与热流体出口14相对设置，便于热流体从热流体进口13流经主体部1然后从热流体出口14流出，从而通过换热板对冷流体和热流体进行换热处理。进一步的，主体部1沿厚度方向具有相互背离的第一表面和第二表面。

换热板还包括第一换热单元21和第二换热单元22，第一换热单元21和第二换热单元22与主体部1连接，采用一体式成型的方式连接。第一换热单元21的由主体部1沿第二表面至第一表面的方向凸出设置，第二换热单元22由主体部1沿第一表面至第二表面的方向凹陷设置；即从第一表面看，第一换热单元21凸出主体部1，第二换热单元22凹陷于主体部1；从第二表面看，第一换热单元21凹陷于主体部1，第二换热单元22凸出与主体部1。第一换热单元21与第二换热单元22沿主体部1的长度方向和宽度方向交错排布，即从主体部1的第一表面和/或第二表面看，凸起与凹陷交错设置且形成流体流动的流道。

第一换热单元21和第二换热单元22的设置可破坏流体边界层，强化流体与壁面之间的换热，提高传热系数，增大换热面积，提高换热效果。第一换热单元21与第二换热单元22的交错设置，使得流体在换热板流动时可沿水平和竖直两个方向流动，进一步提高换热面积，提高换热效果。且第一换热单元21和第二换热单元22的设置还可提高换热板的结构强度，起到加强筋的作用。

第一扰流部3设置于第一换热单元21，第二扰流部4设置于第二换热单元22。第一扰流部3与第二扰流部4的设置可使得流体表面形成微小紊流，进一步改变了流体的流动方向，减薄换热板表面的流体边界层，减小两侧冷热流体的换热热阻，也进一步提高了换热板与流体的接触面积，从而提高换热效果。

在一些可选的实施例中，第一换热单元21包括顶壁211与第一侧壁212，第一侧壁212连接于顶壁211与主体部1之间，第一扰流部3设置于第一侧壁212；第二换热单元22包括底壁221与第二侧壁222，第二侧壁222连接于底壁221与主体部1之间，第二扰流部4设置于第二侧壁222。

其中，顶壁211与底壁221均为板状，从而便于多个换热板叠加时进行连接，提高多块换热板的连接稳定性，其中，不对顶壁211的横截面形状做限定，顶壁211可以为圆板或方板或其他形状的板状。

顶壁211与主体部1呈间隔设置，第一侧壁212的两端分别与主体部1和顶壁211连接，第一侧壁212与顶壁211围设形成第一换热单元21的内腔，即第一换热单元21具有内表面和外表面；底壁221与主体部1呈间隔设置，第二侧壁222的两端分别与主体部1和底壁221连接，第二侧壁222与底壁221围设形成第二换热单元22的内腔，即第二换热单元22具有内表面和外表面。第一侧壁212和第二侧壁222的设置提高了流体与第一侧壁212和第二侧壁222的接触面积。

在一些可选的实施例中，第一扰流部3由第一侧壁212的内表面朝向外表面凸出；第二扰流部4由第二侧壁222的内表面朝向外表面凸出。第一扰流部3和第二扰流部4可通过分别冲压第一换热单元21和第二换热单元22形成。第一扰流部3使得第一侧壁212的外表面形成有凸起，第一侧壁212的内表面形成有凹陷，第二扰流部4使得第二侧壁222的外表面形成有凸起，第二侧壁222的形成有凹陷。第一扰流部3和第二扰流部4进一步改变了流体的流动方向，减薄换热板表面的流体边界层，减小两侧冷热流体的换热热阻，也进一步提高了换热板与流体的接触面积，从而提高换热效果。

参照图2-图5，图3示出本申请实施例提供的第一种第一扰流部的结构示意图，图4示出本申请实施例提供的第二种第一扰流部的结构示意图，图5示出本申请实施例提供的第三种第一扰流部的结构示意图。在一些可选的实施例中，第一扰流部3为半球状结构；或者，第一扰流部3为鱼鳞状结构；或者，第一扰流部3为波纹状结构。在一个示例中，第一扰流部3为半球状结构，以便于流体流动，第一扰流部3设置有多个，多个第一扰流部3且环绕第一侧壁212间隔排布。在一个示例中，第一扰流部3为鱼鳞状结构，第一扰流部3设置有多个，多个第一扰流部3的方向与流体流动方向相同。在一个示例中，第一扰流部3为波纹状结构，第一扰流部3沿第一侧壁212的周向延伸，第一扰流部3设置有多个且沿第一侧壁212的高度方向间隔排布。在一个示例中，第一扰流部3为波纹状结构，第一扰流部3沿第一侧壁212的高度方向延伸，第一扰流部3设置有多个且沿第一侧壁212的周向间隔排布。当流体流动到第一侧壁212内表面和外表面时，第一扰流部3使得流体表面形成微小紊流，减薄换热板表面的流体边界层，从而提高换热效果。

在一些可选的实施例中，第二扰流部4为半球状结构；或者，第二扰流部4为鱼鳞状结构；或者，第二扰流部4为波纹状结构。在一个示例中，第二扰流部4为半球状结构，以便于流体流动，第二扰流部4设置有多个，多个第二扰流部4且环绕第二侧壁222间隔排布。在一个示例中，第二扰流部4为鱼鳞状结构，第二扰流部4设置有多个，多个第二扰流部4的方向与流体流动方向相同。在一个示例中，第二扰流部4为波纹状结构，第二扰流部4沿第二侧壁222的周向延伸，第一扰流部3设置有多个且沿第二侧壁222的高度方向间隔排布。在一个示例中，第二扰流部4为波纹状结构，第二扰流部4沿第二侧壁222的高度方向延伸，第一扰流部3设置有多个且沿第二侧壁222的周向间隔排布。当流体流动到第二侧壁222内表面和外表面时，第二扰流部4使得流体表面形成微小紊流，减薄换热板表面的流体边界层，从而提高换热效果。

其中，第一扰流部3的形状与第二扰流部4的形状可一样设置也可不同设置。

参照图2，在一些可选的实施例中，第一换热单元21与第二换热单元22之间间隔设置，还包括第三扰流部5，第三扰流部5位于第一换热单元21与第二换热单元22之间的主体部1上。第三扰流部5为半球状结构；或者，第三扰流部5为鱼鳞状结构；或者，第三扰流部5为波纹状结构。在一个示例中，第三扰流部5为半球状结构，以便于流体流动，第三扰流部5与主体部1一体式成型设置可采用冲压形成，第三扰流部5设置有多个且间隔排布。第三扰流部5的设置可使得流体表面形成微小紊流，进一步改变了流体的流动方向，减薄换热板表面的流体边界层，减小两侧冷热流体的换热热阻，也进一步提高了换热板与流体的接触面积，从而提高换热效果。

在一些可选的实施例中，第一侧壁212和第二侧壁222沿远离主体部1的方向分别渐缩设置。即第一侧壁212和第二侧壁222均倾斜设置，相对于第一侧壁212和第二侧壁222垂直于主体部1时，进一步提高了换热板与流体的接触面积，从而提高换热效果。其中，顶壁211和底壁221呈圆板设置，第一侧壁212和第二侧壁222呈曲板设置，第一换热单元21和第二换热单元22的直径沿背离主体部1的方向逐渐减小。从而避免了第一侧壁212与第二侧壁222的外表面和内表面出现棱角，进而提高流体在第一侧壁212和第二侧壁222的流动效果。第一侧壁212和第二侧壁222沿远离主体部1的方向分别渐缩设置，即第一换热单元21和第二换热单元22呈锥台状，第一换热单元21的大端与主体部1连接，第二换热单元22的大端与主体部1连接，从而避免流体在第一换热单元21和第二换热单元22出现流动死区。

在一些可选的实施例中，第一侧壁212与主体部1之间形成的内夹角为40°-60°；第二侧壁222与主体部1之间形成的内夹角为40°-60°。当第一侧壁212与主体部1形成的内夹角小于40°时，流体在第一换热单元21处出现流动死区，当第一侧壁212与主体部1形成的内夹角大于60°时，流体与第一换热单元21的换热面积较小，使得换热效果不佳。第二侧壁222与主体部1形成的内夹角为40°-60°，当第二侧壁222与主体部1形成的内夹角小于40°时，流体在第二换热单元22处出现流动死区，当第二侧壁222与主体部1形成的内夹角大于60°时，流体与第二换热单元22的换热面积较小，使得换热效果不佳。

在一些可选的实施例中，相邻的第一换热单元21与第二换热单元22之间的间距为第一距离L，第一换热单元21或所述第二换热单元22的最大直径为D，且满足以下条件：L/D＝1:10。当第一距离L与第二距离D之比小于1:10时，使得多个第一换热单元21与第二换热单元22形成的流道宽度较小，不利于流体流动；当第一距离L与第二距离D之比大于1:10时，流体流动过快，使得流体换热效果较差。

在一些可选的实施例中，一种换热设备包括多个如上述任一项所述的换热板，多个换热板层叠设置，相邻两个换热板之间形成流道。多个换热板进行叠加，相邻两个换热板通过第一换热单元21的顶壁211和第二换热单元22的底壁221连接，相邻两个换热板之间的间隙为流道，以便于流体流动。

应当指出，在说明书中提到的“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”、“一些实施例”等表示所述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但未必每个实施例都包括该特定特征、结构或特性。此外，这样的短语未必是指同一实施例。此外，在结合实施例描述特定特征、结构或特性时，结合明确或未明确描述的其他实施例实现这样的特征、结构或特性处于本领域技术人员的知识范围之内。

应当容易地理解，应当按照最宽的方式解释本公开中的“在……上”、“在……以上”和“在……之上”，以使得“在……上”不仅意味着“直接处于某物上”，还包括“在某物上”且其间具有中间特征或层的含义，并且“在……以上”或者“在……之上”不仅包括“在某物以上”或“之上”的含义，还可以包括“在某物以上”或“之上”且其间没有中间特征或层(即，直接处于某物上)的含义。

此外，文中为了便于说明可以使用空间相对术语，例如，“下面”、“以下”、“下方”、“以上”、“上方”等，以描述一个元件或特征相对于其他元件或特征的如图所示的关系。空间相对术语意在包含除了附图所示的取向之外的处于使用或操作中的器件的不同取向。装置可以具有其他取向(旋转90度或者处于其他取向上)，并且文中使用的空间相对描述词可以同样被相应地解释。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种换热板，其特征在于，包括：

主体部，呈板状设置，所述主体部沿厚度方向具有相互背离的第一表面和第二表面；

第一换热单元和第二换热单元，沿所述主体部的长度方向和宽度方向交错排布；所述第一换热单元由所述主体部沿所述第二表面至所述第一表面的方向凸出设置，所述第二换热单元由所述主体部沿所述第一表面至所述第二表面的方向凹陷设置；

第一扰流部，设置于所述第一换热单元；以及

第二扰流部，设置于所述第二换热单元。

2.根据权利要求1所述的换热板，其特征在于，所述第一换热单元包括顶壁与第一侧壁，所述第一侧壁连接于所述顶壁与所述主体部之间，所述第一扰流部设置于所述第一侧壁；所述第二换热单元包括底壁与第二侧壁，所述第二侧壁连接于所述底壁与所述主体部之间，所述第二扰流部设置于所述第二侧壁。

3.根据权利要求2所述的换热板，其特征在于，所述第一扰流部由所述第一侧壁的内表面朝向外表面凸出；所述第二扰流部由所述第二侧壁的内表面朝向外表面凸出。

4.根据权利要求1至3任一项所述的换热板，其特征在于，所述第一扰流部为半球状结构；或者，所述第一扰流部为鱼鳞状结构；或者，所述第一扰流部为波纹状结构。

5.根据权利要求1至3任一项所述的换热板，其特征在于，所述第二扰流部为半球状结构；或者，所述第二扰流部为鱼鳞状结构；或者，所述第二扰流部为波纹状结构。

6.根据权利要求1所述的换热板，其特征在于，所述第一换热单元与所述第二换热单元之间间隔设置，还包括第三扰流部，所述第三扰流部位于所述第一换热单元与所述第二换热单元之间的所述主体部上。

7.根据权利要求2所述的换热板，其特征在于，所述第一侧壁和所述第二侧壁沿远离所述主体部的方向分别渐缩设置。

8.根据权利要求7所述的换热板，其特征在于，所述第一侧壁与所述主体部之间形成的内夹角为40°-60°；所述第二侧壁与所述主体部之间形成的内夹角为40°-60°。

9.根据权利要求1所述的换热板，其特征在于，相邻的所述第一换热单元与所述第二换热单元之间的间距为第一距离L，所述第一换热单元或所述第二换热单元的最大直径为D，且满足以下条件：L/D＝1:10。

10.一种换热设备，其特征在于，包括多个如权利要求1-9任一项所述的换热板，多个所述换热板层叠设置，相邻两个所述换热板之间形成流道。