RU201548U1

RU201548U1 - Plate heat exchanger

Info

Publication number: RU201548U1
Application number: RU2020119890U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Валерьевич Хачатуров
Original assignee: Дмитрий Валерьевич Хачатуров
Priority date: 2020-06-16
Filing date: 2020-06-16
Publication date: 2020-12-21

Abstract

Заявляемое техническое решение относится к области систем кондиционирования и вентиляции воздуха, в частности к пластинчатым теплообменникам электротехнических устройств, предназначенным для обеспечения теплообмена между внешним и внутренним контурами системы охлаждения.Технический результат, достигнутый от реализации заявленного технического решения, заключается в повышении технологичности изготовления пластинчатого теплообменника.Сущность заявленного технического решения заключается в том, что первый набор каналов пластинчатого теплообменника сформирован продольными полостями ламелей. Каждая из ламелей содержит, по меньшей мере, одну продольную полость, при этом указанные ламели выполнены из цельного прямоугольного листа металла, две из противоположных сторон которого сложены и герметично соединены между собой, при этом, по меньшей мере, одна продольная полость устроена между сложенными частями листа металла.The claimed technical solution relates to the field of air conditioning and ventilation systems, in particular to plate heat exchangers of electrical devices designed to provide heat exchange between the external and internal circuits of the cooling system. The technical result achieved from the implementation of the claimed technical solution is to improve the manufacturability of the plate heat exchanger. The essence of the claimed technical solution lies in the fact that the first set of channels of the plate heat exchanger is formed by the longitudinal cavities of the lamellas. Each of the lamellae contains at least one longitudinal cavity, while the said lamellae are made of a single rectangular sheet of metal, two of the opposite sides of which are folded and tightly connected to each other, while at least one longitudinal cavity is arranged between the folded parts sheet of metal.

Description

Заявляемое техническое решение относится к области систем кондиционирования и вентиляции воздуха, в частности к пластинчатым теплообменникам электротехнических устройств, предназначенным для обеспечения теплообмена между внешним и внутренним контурами системы охлаждения.The claimed technical solution relates to the field of air conditioning and ventilation systems, in particular to plate heat exchangers of electrical devices, designed to provide heat exchange between the external and internal circuits of the cooling system.

Согласно уровню техники, теплообменник пластинчатого типа, преимущественно, состоит из множества теплообменных пластин, образующих пространственно отделенные, но термически взаимосвязанные каналы для пропуска хладагента, через которые обеспечивается возможность протекания потоков текучих сред с различной температурой. Текучая среда может быть представлена жидкостью и/или воздухом (специальным газом).According to the prior art, a plate-type heat exchanger advantageously consists of a plurality of heat transfer plates forming spatially separated but thermally interconnected refrigerant channels through which fluids of different temperatures can flow. The fluid can be liquid and / or air (special gas).

Основными требованиями к разработке подобных устройств, исходя из условий эксплуатации, на сегодняшний день, являются обеспечение герметичности пластин теплообменнике от влаги и пыли, а также упрощение конструкции и технологии изготовления.Based on the operating conditions, the main requirements for the development of such devices today are to ensure the tightness of the heat exchanger plates from moisture and dust, as well as to simplify the design and manufacturing technology.

Из уровня техники известны различные способы выполнения теплообменников. Из патента на изобретение RU2188374C1 от 30.11.2000, согласно которому сборка пластинчатого теплообменника включает сборку пластин в пакет, сжатие всего пакета и его герметизацию путем термообработки. Сборку пластин в пакет осуществляют одновременно с герметизацией путем сварки сначала пластин попарно между собой в секции, а затем секций в пакет, после чего производят укладку пакета пластин в корпус, сжатие пакета путем понижения давления во внутренней полости пакета с помощью вакуумной установки и герметизацию корпуса.Various methods of constructing heat exchangers are known from the prior art. From the patent for invention RU2188374C1 dated 11/30/2000, according to which the assembly of the plate heat exchanger includes assembling the plates into a package, compressing the entire package and sealing it by heat treatment. The assembly of the plates into a package is carried out simultaneously with sealing by welding first the plates in pairs to each other in the sections, and then the sections into the package, after which the package of plates is laid in the body, the package is compressed by lowering the pressure in the inner cavity of the package using a vacuum installation and the body is sealed.

К недостаткам запатентованного технического решения можно отнести относительно большое количество технологических операций в частности сварки, что усложняет процесс изготовления изделия.The disadvantages of the patented technical solution include a relatively large number of technological operations, in particular welding, which complicates the process of manufacturing a product.

Также из патента на изобретение США US9545037B2 от 10.01.2017 известен пластинчатый теплообменник преобразователя частоты, который содержит первый набор каналов, и перпендикулярный ему второй набор каналов для прохождения хладагента. Указанные наборы каналов защищены от перетекания хладагента и сформированы, по меньшей мере, тремя соседними ламелями, соединенными между собой на фиксированном расстоянии. Ламели сформированы из отдельных пластин с отгибами по периметру, путем их герметичного соединения такими методами как сварка, пайка или установка заклепок.Also from the US patent US9545037B2 dated 01/10/2017 a plate heat exchanger of the frequency converter is known, which contains the first set of channels, and a second set of channels perpendicular to it for the passage of the refrigerant. These sets of channels are protected from refrigerant overflow and are formed by at least three adjacent lamellas connected at a fixed distance. Lamellas are formed from individual plates with bends around the perimeter, by means of their tight connection by methods such as welding, soldering or riveting.

К недостаткам описанного технического решения можно отнести много детальность конструкции и сложность крепления теплообменника к диффузорам системы охлаждения из-за ребристой торцевой поверхности, сформированной местами стыкования пластин при формировании ламелей теплообменника.The disadvantages of the described technical solution include a lot of detail in the design and the complexity of attaching the heat exchanger to the diffusers of the cooling system due to the ribbed end surface formed by the joints of the plates during the formation of the heat exchanger lamellas.

Принимаем указанное техническое решение за ближайший аналог.We accept the specified technical solution for the closest analogue.

Технической задачей, на решение, которой направлено заявленное техническое решение, является создание пластинчатого теплообменника с упрощенной конструкцией и технологией изготовлений.The technical problem, the solution to which the claimed technical solution is directed, is the creation of a plate heat exchanger with a simplified design and manufacturing technology.

Технический результат, достигнутый от реализации заявленного технического решения, заключается в повышении технологичности изготовления пластинчатого теплообменника.The technical result achieved from the implementation of the claimed technical solution is to improve the manufacturability of the plate heat exchanger.

Сущность заявленного технического решения заключается в том, что первый набора каналов пластинчатого теплообменника сформирован продольными полостями ламелей. Каждая из ламелей содержит, по меньшей мере, одну продольную полость, при этом, указанные ламели выполнены из цельного прямоугольного листа металла, две из противоположных сторон которого сложены и герметично соединены между собой, при этом, по меньшей мере, одна продольная полость устроена между сложенными частями листа металла.The essence of the claimed technical solution lies in the fact that the first set of channels of the plate heat exchanger is formed by longitudinal cavities of the lamellas. Each of the lamellas contains at least one longitudinal cavity, while these lamellas are made of a single rectangular sheet of metal, two of the opposite sides of which are folded and tightly connected to each other, while at least one longitudinal cavity is arranged between the folded parts of a sheet of metal.

Второй набор каналов, перпендикулярный первому, сформирован между ламелями и перфорированными фланцами, с перфорацией повторяющей форму поперечного сечения ламелей. Указанные перфорированные фланцы установлены по торцам ламелей и соединены между собой, по меньшей мере, двумя ребрами жесткости, выполненными в виде продольных направляющих.The second set of channels, perpendicular to the first, is formed between the lamellas and perforated flanges, with the perforation repeating the shape of the cross-section of the lamellas. These perforated flanges are installed at the ends of the lamellas and are interconnected by at least two stiffeners made in the form of longitudinal guides.

Сущность заявляемого технического решения поясняется, но не ограничивается комплектом графических материалов:The essence of the proposed technical solution is explained, but not limited to a set of graphic materials:

фиг.1 - общий вид пластинчатого теплообменника;Fig. 1 is a general view of a plate heat exchanger;

фиг.2 - общий вид ламели пластинчатого теплообменника;Fig. 2 is a general view of a lamella of a plate heat exchanger;

фиг.3 - развертка ламели пластинчатого теплообменника.Fig. 3 is a scan of a lamella of a plate heat exchanger.

Согласно предложенному варианту реализации пластинчатый теплообменник 1 (фиг.1) содержит набор ламелей 2, установленных между перфорированными фланцами 3. Торцевые части ламелей герметично зафиксированы в перфорации фланцев 3, при этом перфорация указанных фланце повторяет форму поперечного сечения ламелей 2. По периметру перфорированных фланцев 3 установлены бонки 4 с внутренней резьбой предусмотренные для герметичного крепления теплообменника 1 к диффузорам системы охлаждения и вентиляции электротехнического устройства (на изображениях не показаны). Жесткость конструкции теплообменника, а также удобство монтажа обеспечивается продольными направляющими 5, установленными между перфорированными фланцами 3.According to the proposed embodiment, the plate heat exchanger 1 (figure 1) contains a set of lamellas 2 installed between the perforated flanges 3. The end parts of the lamellas are hermetically fixed in the perforation of the flanges 3, while the perforation of the said flange repeats the shape of the cross-section of the lamellas 2. Along the perimeter of the perforated flanges 3 there are installed bondings 4 with an internal thread provided for hermetic fastening of the heat exchanger 1 to the diffusers of the cooling and ventilation system of the electrical device (not shown in the images). The rigidity of the heat exchanger structure, as well as ease of installation, is ensured by longitudinal guides 5 installed between the perforated flanges 3.

Исходя из описанного набора элементов, теплообменник 1 содержит первый набор каналов 6 (фиг.1), который сформирован продольными полостями 7 (фиг.2) ламелей 2. Каждая из ламелей содержит, по меньшей мере, одну продольную полость, при этом, указанные ламели 2 выполнены из цельного прямоугольного листа металла, две части 8, 9 которого сложены и герметично соединены между собой по линии стыковки 10. Герметичное соединение может быть выполнено путем сварки, пайки, клепки, склеивания, а также другими известными методами герметичного соединения элементов конструкции.Based on the described set of elements, the heat exchanger 1 contains a first set of channels 6 (Fig. 1), which is formed by longitudinal cavities 7 (Fig. 2) of lamellas 2. Each of the lamellas contains at least one longitudinal cavity, while the said lamellas 2 are made of a solid rectangular sheet of metal, two parts 8, 9 of which are folded and tightly connected to each other along the joining line 10. The tight connection can be made by welding, soldering, riveting, gluing, as well as other known methods of tightly connecting structural elements.

При этом, по меньшей мере, одна продольная полость 7 устроена между сложенными частями 8, 9 листа металла. Полость 7 сформирована несколькими линиями сгиба листа металла в части 8, при этом часть листа 8 имеет ступеньку 11 по всей длине листа. Так же возможен вариант реализации технического решения при котором части 8 и 9 выполнены в идее отдельных конструктивных элементов соединенных между собой по краям длинных сторон.In this case, at least one longitudinal cavity 7 is arranged between the folded parts 8, 9 of the metal sheet. The cavity 7 is formed by several fold lines of the metal sheet in part 8, while part of the sheet 8 has a step 11 along the entire length of the sheet. It is also possible to implement the technical solution in which parts 8 and 9 are made in the idea of separate structural elements connected to each other along the edges of the long sides.

Второй набор каналов 12, перпендикулярный первому, сформирован между ламелями 2 и перфорированными фланцами 3. Указанные наборы каналов 6, 12 защищены от перетекания хладагента и могут быть сформированы, по меньшей мере, тремя соседними ламелями 2, соединенными между собой на фиксированном расстоянии.The second set of channels 12, perpendicular to the first, is formed between the lamellas 2 and the perforated flanges 3. The specified sets of channels 6, 12 are protected from refrigerant overflow and can be formed by at least three adjacent lamellas 2 connected at a fixed distance.

Заявленное техническое решение в составе системы вентиляции и охлаждения (на изображениях не показана) функционирует следующим образом. Теплообменник 1 герметично устанавливают в систему каналов протекания хладагента, например систему воздушных каналов формирующих замкнутый герметичный контур с принудительной циркуляцией воздуха, при этом набор каналов 6 становится частью такого контура. Перфорированные фланцы 3 обеспечивают разделение потоков хладагента и концентрируют хладагента герметичного контура в полостях 7 ламелей 2. При этом второй набор каналов 12 обеспечивает пропуск хладагента из внешнего контура. Обмен тепла в теплообменнике осуществляется через стенки ламелей 2. Ламели также могут содержать элементы снижения скорости движения хладагента (на изображениях не показаны) сквозь наборы каналов 6, 12. The claimed technical solution as part of a ventilation and cooling system (not shown in the images) operates as follows. The heat exchanger 1 is hermetically installed in a system of channels for the flow of a refrigerant, for example, a system of air channels forming a closed hermetic circuit with forced air circulation, while the set of channels 6 becomes part of such a circuit. Perforated flanges 3 provide separation of the refrigerant flows and concentrate the refrigerant of the sealed circuit in the cavities 7 of the lamellas 2. In this case, the second set of channels 12 provides the passage of refrigerant from the external circuit. The exchange of heat in the heat exchanger is carried out through the walls of the lamellas 2. The lamellas can also contain elements for reducing the speed of the refrigerant movement (not shown in the images) through the sets of channels 6, 12.

Реализация описанного технического решения обеспечивает снижение количества технологических операций, а также количество элементов теплообменника, чем способствует достижению заявленного технического результата.The implementation of the described technical solution provides a reduction in the number of technological operations, as well as the number of elements of the heat exchanger, which contributes to the achievement of the claimed technical result.

Claims

1. The plate heat exchanger contains a first set of channels and a second set of channels perpendicular to it for the passage of refrigerant, where said sets of channels are protected from refrigerant overflow and are formed by at least three adjacent lamellas installed at a fixed distance, characterized in that the first set of channels is formed longitudinal cavities of the lamellae, each of the lamellae contains at least one longitudinal cavity, while the said lamellas are made of a single rectangular sheet of metal, two parts of which are folded and tightly connected to each other, while at least one longitudinal cavity is arranged between folded parts of a sheet of metal.

2. The plate heat exchanger according to claim 1, characterized in that the second set of channels, perpendicular to the first, is formed between the lamellas and perforated flanges with perforation repeating the shape of the cross-section of the lamellas, while the perforated flanges are installed at the ends of the lamellas and are interconnected at least at least two stiffeners made in the form of longitudinal guides of the heat exchanger.