本發(fā)明涉及一種不對稱換熱器板片及不對稱板式換熱器。

背景技術(shù)：

如圖1、2所示，常規(guī)換熱器具有以下特點和不足：

1、板式換熱器的板間流體通道由相鄰的換熱板片1和換熱板片2之間形成的空間構(gòu)成。

2、將換熱板片1旋轉(zhuǎn)180°即成換熱板片2，優(yōu)點是換熱板片僅需一種，換熱板片模具制造成本低。

3、左側(cè)通道A4和右側(cè)通道A5的容積相同，左側(cè)通道B4和右側(cè)通道B5的容積相同。

4、流體一的通道和流體二的通道的容積也相同(即兩個通道為對稱通道)。

5、一般而言，第一種流體通過流體一進口A1-1進入流體通道A后經(jīng)流體一出口A1-2流出，由于最短流動路徑A1的壓力要小于最長流動路徑A2，流體一經(jīng)過最短流動路徑A1(右側(cè)通道A5)的流量要大于最長流動路徑A2(左側(cè)通道A4)。同樣，第二種流體通過流體二進口B2-1進入流體通道B后經(jīng)流體二出口B2-2流出，由于最短流動路徑B1的壓力要小于最長流動路徑B2，流體二經(jīng)過最短流動路徑B1(左側(cè)通道B4)的流量要大于最長流動路徑B2(右側(cè)通道B5)。這樣，相鄰流道內(nèi)流體一和流體二進行熱交換時，二者的流量存在差異。即左側(cè)通道A4分配到的較小流量的流體一和左側(cè)通道B4分配到的較大流量的流體二進行熱交換。右側(cè)通道A5分配到的較大流量的流體一和右側(cè)通道B5分配到的較小流量的流體二進行熱交換。兩種流體的流量差異越大，熱交換效率越低。嚴重時熱交換效率會降低10％甚至更多。

6、同樣的，經(jīng)常會有需要處理兩種不同流量或不同壓力降要求的流體熱交換。由于如第4條所示，流體一的通道和流體二的通道的容積相同(即兩個通道為對稱通道)，和第5條所述的理由相同，兩種流體的流量差異越大，熱交換效率越低。或者，為了滿足某一種流體的壓力降要求，不得不增加通道數(shù)，降低了熱交換效率。嚴重時熱交換效率同樣會降低10％甚至更多。

7、綜合第5條和第6條所述，板式換熱器總的熱交換效率會降低20％甚至更多。

申請?zhí)枮?01521045789.9、名稱為“一種換熱器板片結(jié)構(gòu)”的實用新型專利提供了一種換熱器板片結(jié)構(gòu)，包括主面板和兩邊的擋坡，所述主面板上還交替設(shè)有多個波峰面和多個波谷面，所述主面板上還設(shè)有第一斜坡面和第二斜坡面，每個波峰面兩端分別與第一斜坡面相連接，第一斜坡面與第二斜坡面通過水平延伸面相連接，且第一斜坡面的長度與第二斜坡面的長度不同，每個波谷面兩端分別與第二斜坡面相連接。利用該結(jié)構(gòu)的換熱器板片可以堆疊形成不對稱流體通道的換熱器，兩種進行熱交換的流體的流量不同，適用于需要處理兩種不同流量的流體熱交換。但該結(jié)構(gòu)的換熱器板片由于存在用于連接第一斜坡面與第二斜坡面的水平延伸面，在換熱器板片壓制時應力集中在該平面的兩側(cè)彎曲部位，影響換熱器板片的使用壽命。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種不對稱換熱器板片，該不對稱換熱器板片可以堆疊成不對稱板式換熱器，既可以實現(xiàn)進行熱交換的流體的流量調(diào)節(jié)，使得兩種流體的流量差異縮小，也可以適應于需要處理不同流量或不同壓力降要求的流體熱交換的情形，換熱器板片使用壽命長。

本發(fā)明提供的不對稱換熱器板片，包括主面板，所述主面板具有波紋狀表面，該波紋狀表面包括波峰面、波谷面、第一斜面和第二斜面，第一斜面與第二斜面相互連接，所述波峰面與波谷面之間通過第一斜面和第二斜面連接；所述第二斜面的高度低于波峰高度的一半。相鄰換熱器板片按照波峰面對波谷面的方式形成流體流通的通道，可以根據(jù)需要，將兩種流體的流通通道設(shè)計成容積不等的形式，也可以將同一流體的流通通道分為兩個部分，兩部分容積不等，適應不同的熱交換需要。

為適應處理兩種不同流量或不同壓力降要求的流體熱交換的需要，所述主面板正、反兩面都具有波紋狀表面，主面板的正、反面的波谷面所在位置的波紋的截面積大小不同，此時，可采用二種換熱器板片，板片的正反兩側(cè)紋路結(jié)構(gòu)不同，板片堆疊時，其中一塊板片的正面與另一板片的反面堆疊，反面與正面堆疊，依次類推，由于正、反兩表面波谷面所在位置的波紋的截面積大小不同，形成的流體流通通道容積也就不等。

為實現(xiàn)正、反兩表面的波谷面所在位置的波紋的截面積大小不同，所述主面板正面的波紋狀表面中，第二斜面與波峰面連接，第一斜面與波谷面連接，所述主面板反面的波紋狀表面中，第二斜面與波谷面連接，第一斜面與波峰面連接；或者，所述主面板正面的波紋狀表面中，第二斜面與波谷面連接，第一斜面與波峰面連接，所述主面板反面的波紋狀表面中，第二斜面與波峰面連接，第一斜面與波谷面連接。

由于換熱器板片形成的流體通道中存在最長流動路徑和最短流動路徑之分，最長流動路徑的壓力大于最短流動路徑，流體一般優(yōu)先從最短流動路徑流動，也就是說最短流動路徑中的流量大于最長流動路徑，兩種流體的流量差異越大，熱交換效率越低，為解決這一問題，本申請的主面板表面分為左、右兩個部分，其中，左側(cè)的波峰面所在位置的波紋的截面積與右側(cè)的波峰面所在位置的波紋截面積大小不等、左側(cè)波谷面所在位置的波紋截面積與右側(cè)波谷面所在位置的波紋的截面積大小不同，板片堆疊后形成的流體通道的左、右兩部分的容積不等，容積小的流體通道增大了流體經(jīng)過最短流動路徑的壓力，強迫流體經(jīng)過優(yōu)化流動路徑流向較大容積而形成較小壓力的最長流動路徑，從而使得最長流動路徑與最短流動路徑的流量趨同。主面板左、右兩部分的區(qū)域大小可以不相等，根據(jù)實際需要來設(shè)定，左側(cè)部分可以比右側(cè)部分大，也可以比右側(cè)部分小。

為實現(xiàn)左右兩部分相應的波峰面、波谷面所在位置的波紋的截面積大小不同，本發(fā)明的主面板左側(cè)部分中，第一斜面與波谷面連接，第二斜面與波峰面連接；所述主面板右側(cè)部分中，第一斜面與波峰面連接，第二斜面與波谷面連接。

本發(fā)明還提供一種不對稱板式換熱器，該不對稱板式換熱器包括至少一組單元板片組，所述單元板片組包括一塊第一板片和兩塊第二板片，第一板片、第二板片采用本發(fā)明提供的不對稱換熱器板片；第一板片分別與第二板片堆疊形成第一流體通道和第二流體通道，第一流體通道與第二流體通道的容積不相等，和/或，不對稱換熱器板片分為左、右兩個部分，左側(cè)部分第一流體通道、第二流體通道分別與右側(cè)部分第一流體通道、第二流體通道容積不相等。本發(fā)明換熱器通過具有波紋狀表面的板片堆疊形成流體流通通道，供流體流通的通道的容積不相等，可用于處理兩種不同流量或不同壓力降要求的流體熱交換的需要。本發(fā)明還可以將流通通道的左右兩部分設(shè)計成容積不等的兩部分，從而使得流體流動時因容積小的通道的壓力作用而向另一通道流動，從而使得左右通道的流量趨同，提高換熱效率。

本發(fā)明還提供一種不對稱板式換熱器，該不對稱板式換熱器包括至少一組單元板片組，所述單元板片組包括一塊第一板片和兩塊第二板片；所述第一板片、第二板片包括主面板，所述主面板具有波紋狀表面，該波紋狀表面包括波峰面、波谷面、第一斜面和第二斜面，第一斜面與第二斜面相互連接，所述波峰面與波谷面之間通過第一斜面和第二斜面連接；所述第二斜面的高度低于波峰高度的一半；所述第一板片的主面板的正、反面的波谷面所在位置的波紋的截面積大小不同；第二板片的主面板表面分為左、右兩個部分，左側(cè)的波峰面、波谷面所在位置的波紋的截面積分別與右側(cè)的波峰面、波谷面所在位置的波紋的截面積大小不同。板片堆疊形成供流體流通的第一通道和第二通道，由于正、反兩表面的波谷面所在位置波紋的截面積大小不同，使得第一通道與第二通道容積不等，由于左側(cè)部分的波峰面所在位置的波紋的截面積與右側(cè)的波峰面所在位置的波紋截面積大小不等、左側(cè)波谷面所在位置的波紋截面積與右側(cè)部分波谷面所在位置的波紋的截面積大小不同，使得流體可以從最短流動路徑向最長流動路徑流動，從而使得最短流動路徑與最長流動路徑的流量趨同，提高換熱效率。

為實現(xiàn)正、反兩表面波谷面所在位置的波紋的截面積大小不同，所述主面板正面的波紋狀表面中，第二斜面與波峰面連接，第一斜面與波谷面連接，所述主面板反面的波紋狀表面中，第二斜面與波谷面連接，第一斜面與波峰面連接；或者，所述主面板正面的波紋狀表面中，第二斜面與波谷面連接，第一斜面與波峰面連接，所述主面板反面的波紋狀表面中，第二斜面與波峰面連接，第一斜面與波谷面連接。

為實現(xiàn)左右兩部分相應的波峰面、波谷面所在位置的波紋的截面積大小不同，所述主面板左側(cè)部分中，第一斜面與波谷面連接，第二斜面與波峰面連接；所述主面板右側(cè)部分中，第一斜面與波峰面連接，第二斜面與波谷面連接。

本發(fā)明具有以下有益效果：(1)同一流體的流通通道的左右兩部分的容積不相等，最長流動路徑的流通通道的容積大于最短流動路徑的流通通道容積，流體從最短流動路徑流向最長流動路徑，使得兩路徑的流體的流量趨同，提高換熱效率。(2)進行熱交換的兩種流體的流通通道的容積不相等，適用于需要處理兩種不同流量或不同壓力降要求的流體熱交換的情形。(3)換熱效率提高10％以上。(4)第一斜面與第二斜面直接連接，板片壓制簡單，板片使用壽命長。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)板片一結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)板片二結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為現(xiàn)有技術(shù)板片一與板片二組成的流體通道截面示意圖；

圖4為本發(fā)明板片一結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明板片二結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為實施例一示意圖；

圖7為實施例二示意圖；

圖8為實施例三示意圖。

圖中：1、第一板片；2、第二板片；3、第一斜面；4、第二斜面；5-波峰面；6-波谷面；A、第一流體通道；A1-1、流體一進口；A1-2、流體一出口；A1、B1、最短流動路徑；A2、B2、最長流動路徑；A4、B4、左側(cè)通道；A5、B5、右側(cè)通道；B、第二流體通道；B2-1、流體二進口；B2-2、流體二出口。

具體實施方式

實施例一：

如圖6所示，圖中示出了本發(fā)明提供的不對稱板式換熱器的其中三塊板片堆疊結(jié)構(gòu)，包括第一板片1以及兩塊第二板片2，第一板片1與第二板片2的結(jié)構(gòu)相同。以第二板片2例，第二板片2包括主面板，主面板具有波紋狀表面，波紋狀表面包括波峰面5、波谷面6、第一斜面3、第二斜面4，第一斜面3與第二斜面4連接，波峰面5與波谷面6通過第一斜面3、第二斜面4連接，第二斜面4的高度低于波峰高度的一半，即低于波峰面5與波谷面6之間的距離的一半。結(jié)合圖4、5，第一板片1的正面與位于上方的第二板片2的反面形成供流體一流動的第一流通道A，第一板片1的反面與位于下方的第二板片2的正面形成供流體二流動的第二流體通道B；第一板片1、第二板片2可以分為左右兩部分，左半部分的波峰面所在位置的波紋的截面積與右半部分的波峰面所在位置的波紋的截面積大小不同、左半部分的波谷面所在位置的波紋的截面積與右半部分的波谷面所在位置的波紋的截面積大小不同，從圖6可以看出，供第一流體流動的第一流體通道A中的左側(cè)通道A4的容積大于右側(cè)通道A5的容積，供第二流體流動的第二流體通道B中的左側(cè)通道B4的容積小于右側(cè)通道B5的容積。為實現(xiàn)左半部分、右半部分的波峰面、波谷面所在位置的波紋的截面積大小不同，從而實現(xiàn)左、右側(cè)通道的容積不同，仍以第二板片2為例，左半部分中，第一斜面3與波谷面6連接，第二斜面4與波峰面5連接，右半部分中，第二斜面4與波谷面6連接，第一斜面3與波峰面5連接。需要說明的是，圖6中示出的左、右兩部分區(qū)域大小大致相等，也可以根據(jù)需要將兩部分區(qū)域大小設(shè)置得不相等。

結(jié)合圖4、5、6，采用本實施例形成的不對稱換熱器具有以下特點：

1、板式換熱器的板間流體通道由相鄰的第一板片1和第二板片2之間形成的空間構(gòu)成。

2、將第二板片2旋轉(zhuǎn)180°即成第一板片1，優(yōu)點是換熱板片僅需一種，換熱板片模具制造成本低。

3、左側(cè)通道A4的容積較右側(cè)通道A5的容積要大，左側(cè)通道B4的容積較右側(cè)通道B5的容積要小。

4、流體一通過流體一進口A1-1進入第一流體通道A后經(jīng)流體一出口A1-2流出，由于右側(cè)通道A5的容積較小，增大了流體一經(jīng)過最短流動路徑A1的壓力，強迫流體經(jīng)過優(yōu)化流動路徑A3流向較大容積而形成較小壓力的最長流動路徑A2。這樣，流體一經(jīng)過最短流動路徑A1(右側(cè)通道A5)的流量趨同于最長流動路徑A2(左側(cè)通道A4)的流量。同樣，流體二通過流體二進口B2-1進入第二流體通道B后經(jīng)流體二出口B2-2流出，由于左側(cè)通道B4的容積較小，增大了流體二經(jīng)過最短流動路徑B1的壓力，強迫流體經(jīng)過優(yōu)化流動路徑B3流向較大容積而形成較小壓力的最長流動路徑B2。這樣，流體二經(jīng)過最短流動路徑B1(左側(cè)通道B4)的流量趨同于最長流動路徑B2(右側(cè)通道B5)的流量。這樣，相鄰流道內(nèi)流體一和流體二進行熱交換時，二者的流量差異較小。即左側(cè)通道A4分配到的額外流量的流體一和左側(cè)通道B4適當減少的流量的流體二進行熱交換。右側(cè)通道A5適當減少的流量的流體一和右側(cè)通道B5分配到的額外流量的流體二進行熱交換。兩種流體的流量差異越小，熱交換效率越高。通常熱交換效率會提高5％甚至更多。

實施例二：

如圖7所示，圖中示出了本發(fā)明提供的不對稱板式換熱器的其中三塊板片堆疊結(jié)構(gòu)，包括第一板片1以及兩塊第二板片2，第一板片1與第二板片2的結(jié)構(gòu)不同。以第二板片2例，第二板片2包括主面板，主面板具有波紋狀表面，波紋狀表面包括波峰面5、波谷面6、第一斜面3、第二斜面4，第一斜面3與第二斜面4連接，波峰面5與波谷面6通過第一斜面3、第二斜面4連接，第二斜面4的高度低于波峰高度的一半，即低于波峰面5與波谷面6之間的距離的一半。第二板片2正面的波紋狀表面中，第二斜面4與波峰面5連接，第一斜面3與波谷面6連接(正面向上)，第二板片2反面的波紋狀表面中，第二斜面4與波谷面6連接，第一斜面3與波峰面5連接(反面向上)。第一板片1結(jié)構(gòu)與第二板片2正好相反，第一板片1正面的波紋狀表面中，第一斜面3與波峰面5連接，第二斜面4與波谷面6連接(正面向上)，第一板片反面的波紋狀表面中，第一斜面3與波谷面6連接，第二斜面4與波峰面5連接(反面向上)。需要指出的是，板片的波紋狀結(jié)構(gòu)一般采用沖壓方式制作，圖中的波紋結(jié)構(gòu)在壓制在板片上后，從板片正面來看，正面的波谷面正好在反面形成波峰面，正面的波峰面正好在反面形成波谷面。結(jié)合圖4、5，一塊第一板片1與兩塊第二板片2堆疊，第一板片1的正面與位于上方的第二板片2的反面形成供流體一流動的第一流體通道A，第一板片1的反面與位于下方的第二板片2的正面形成供流體二流動的第二流體通道B；第一板片1、第二板片2的這種波紋結(jié)構(gòu)，使得第一板片1以及第二板片2的波峰面與其波谷面所在位置的波紋截面積大小，最終使得第一流體通道A與第二流體通道B的容積不同，從圖7可以看出，供第一流體流動的第一流體通道A(左側(cè)通道A4、右側(cè)通道A5)的容積大于供第二流體流動的第二流體通道B(左側(cè)通道B4、右側(cè)通道B5)的容積，這樣有利于需要處理兩種不同流量或不同壓力降要求的流體熱交換。。

結(jié)合圖4、5、7，采用本實施例形成的不對稱換熱器具有以下特點：

1、板式換熱器的板間流體通道由相鄰的第一板片1和第二板片2之間形成的空間構(gòu)成。

2、缺點是需要用兩種不同結(jié)構(gòu)的板片構(gòu)成，換熱板片模具制造成本較高。

3、左側(cè)通道A4的容積和右側(cè)通道A5的容積相等，左側(cè)通道B4的容積和右側(cè)通道B5的容積相等。

4、流體一的第一流體通道A較流體二的第二流體通道B的容積要大(即兩個通道為不對稱通道)。

5、經(jīng)常有需要處理兩種不同流量或不同壓力降要求的流體熱交換。由于流體一的第一流體通道A較流體二的第二流體通道B的容積要大(即兩個通道為不對稱通道)，可以將流量較大的流體流經(jīng)流體一的第一流體通道A，將流量較小的流體流經(jīng)流體二的第二流體通道B，以獲得較高的熱交換效率和合適的壓力降。6、或者，為了滿足苛刻的壓力降要求，如油冷卻，可以將高粘度的油流經(jīng)容積較大的流體一的第一流體通道A。

實施例三：

如圖8所示，本實施例結(jié)合了實施例一和實施例二的特點，第一板片1采用實施例二中的第一板片1結(jié)構(gòu)，第二板片2采用實施例一中的第二板片2結(jié)構(gòu)。

結(jié)合圖4、5、8，采用本實施例形成的不對稱換熱器具有以下特點：

1、結(jié)合實施例一和實施例二的換熱器的優(yōu)點，構(gòu)成了本實施例的板式換熱器。

2、板式換熱器的板間流體通道由相鄰的第一板片1和第二板片2之間形成的空間構(gòu)成。

3、第一板片1可采用實施例二中的第一板片1，第二板片2可采用實施例一中的第二板片2。

4、左側(cè)通道A4的容積較右側(cè)通道A5的容積要大，左側(cè)通道B4的容積較右側(cè)通道B5的容積要小。

5、流體一的第一流體通道A和流體二的第二流體通道B的容積也不相同(即兩個通道為不對稱通道)。

6、流體一通過流體一進口A1-1進入第一流體通道A后經(jīng)流體一出口A1-2流出，由于右側(cè)通道A5的容積較小，增大了流體一經(jīng)過最短流動路徑A1的壓力，強迫流體經(jīng)過優(yōu)化流動路徑A3流向較大容積而形成較小壓力的最長流動路徑A2。這樣，流體一經(jīng)過最短流動路徑A1(右側(cè)通道A5)的流量趨同于最長流動路徑A2(左側(cè)通道A4)的流量。同樣，流體二通過流體二進口B2-1進入第二流體通道B后經(jīng)流體二出口B2-2流出，由于左側(cè)通道B4的容積較小，增大了流體二經(jīng)過最短流動路徑B1的壓力，強迫流體經(jīng)過優(yōu)化流動路徑B3流向較大容積而形成較小壓力的最長流動路徑B2。這樣，流體二經(jīng)過最短流動路徑B1(左側(cè)通道B4)的流量趨同于最長流動路徑B2(右側(cè)通道B5)的流量。這樣，相鄰流道內(nèi)流體一和流體二進行熱交換時，二者的流量差異較小。即左側(cè)通道A4分配到的額外流量的流體一和左側(cè)通道B4適當減少的流量的流體二進行熱交換。右側(cè)通道A5適當減少的流量的流體一和右側(cè)通道B5分配到的額外流量的流體二進行熱交換。兩種流體的流量差異越小，熱交換效率越高。通常熱交換效率會提高5％甚至更多。

7、同樣的，經(jīng)常會有需要處理兩種不同流量或不同壓力降要求的流體熱交換。由于如第5條所述，流體一的第一流體通道A和流體二的第二流體通道B的容積也不相同(即兩個通道為不對稱通道)，和第6條所述的理由相同，兩種流體的流量差異越小，熱交換效率越高，并獲得合適的壓力降。熱交換效率同樣會提高5％甚至更多。

8、綜合第6條和第7條所述，本實施例板式換熱器總的熱交換效率會提高10％甚至更多。

本申請與ZL201521045789.9實用新型專利相比，除了上述技術(shù)優(yōu)點之外，本申請的第一斜面與第二斜面直接相連，不存在中間水平延伸面，板片使用壽命長，此外，本申請可以利用兩種板片堆疊形成多種形式換熱器，適用于不同需要，提高換熱效率的同時大大節(jié)約成本。