本發(fā)明涉及能源回收利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種板管式換熱器。

背景技術(shù)：

對低品位廢流體能量的回收再利用，一直是節(jié)能領(lǐng)域研究重點。低品位廢流體能量回收，最大的問題是污垢堵塞、沉積及其造成的換熱系數(shù)的大幅度降低。對于大型污流體系統(tǒng)，可通過過濾等處理手段解決該問題，對于淋浴、洗頭床等中小型污水系統(tǒng)，采用過濾等處理手段則顯得不經(jīng)濟(jì)，且處理過程熱損耗大，甚至可能無法熱回收或使熱回收失去經(jīng)濟(jì)意義。

中國實用新型專利ZL201120240147.X免拆洗離心污水換熱器，從一定程度上解決了污垢堵塞、沉積及其造成的換熱系數(shù)大幅降低的問題，但該技術(shù)一般適用于大型污水系統(tǒng)，對于中小型污水系統(tǒng)顯然不合適。

中國實用新型專利ZL200810244379.5一種高效易清洗污水換熱器，雖然適合于中小型污水系統(tǒng)，其由污水箱體內(nèi)布置的蛇形換熱管進(jìn)行換熱；但是蛇形換熱管需要支撐，蛇形換熱管的支撐和蛇形換熱管本身均成為換熱器污水流道內(nèi)的障礙，也易造成污垢堵塞和沉積，需清洗的頻率高，清洗也比較麻煩。同時對于中小型污水系統(tǒng)，當(dāng)污水流量少時，污水不能完全浸沒蛇形換熱管，還會造成換熱面積的浪費。

其他種類的換熱器，如殼管換熱器、浸沒式換熱器等，也均存在堵塞、沉積、換熱系數(shù)低，清洗不易等問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種板管式換熱器，其結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便，可以小型化，也可以用于大型污流體系統(tǒng)，流體流動順暢、有效地防止污垢堵塞、沉積等現(xiàn)象，且便于清洗和維護(hù)，降低使用成本。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種板管式換熱器，包括芯體，芯體包括A板及B板；A板設(shè)有A板沉槽，A板沉槽的背面為A板沉槽凸起；B板設(shè)有與A板沉槽對應(yīng)的B板沉槽，B板沉槽的背面為B板沉槽凸起；A板沉槽凸起設(shè)置于B板沉槽內(nèi)，且A板沉槽凸起與B板沉槽之間形成介質(zhì)流道。

其中，所述A板沉槽包括并列設(shè)置于A板的若干橫槽及用于將相鄰橫槽串通的端槽。

其中，所述端槽為連接相鄰橫槽同一端的弧形槽。

優(yōu)選的，所述介質(zhì)流道的截面呈月牙形。

其中，所述介質(zhì)流道的月牙形截面由多段曲線組成，該多段曲線包括設(shè)置于A板的A板外壓曲線段、分別與該A板外壓曲線段的兩端連接的A板內(nèi)壓曲線段、設(shè)置于B板的B板內(nèi)壓曲線段及分別與該B板內(nèi)壓曲線段的兩端連接的B板外壓曲線段。

其中，所述A板或者B板的厚度為：

按外壓設(shè)計時

按內(nèi)壓設(shè)計時

其中，P為芯體流體設(shè)計壓力；

D_1n為A板外壓曲線段或者B板外壓曲線段的當(dāng)量直徑；

D_2n為A板內(nèi)壓曲線段或者B板內(nèi)壓曲線段的當(dāng)量直徑；

[σ]為A板外壓曲線段或者B板外壓曲線段材料的抗拉強(qiáng)度；

σ為A板內(nèi)壓曲線段或者B板內(nèi)壓曲線段材料的抗拉強(qiáng)度；

η為A板內(nèi)壓曲線段或者B板內(nèi)壓曲線段的安全系數(shù)；

所述月牙形的介質(zhì)流道的平均壁厚

η₃為月牙形的介質(zhì)流道壁的抗拉強(qiáng)度安全系數(shù)；月牙形的介質(zhì)流道當(dāng)量直徑D₃＝L/π；其中，L為月牙形的介質(zhì)流道的周長；

實際使用時，所述A板或者B板的厚度為s_1n、s_2n、s₃中的最大值與安全余量a之和。

優(yōu)選的，還包括箱體，所述芯體裝設(shè)于箱體。

優(yōu)選的，還包括箱體，所述芯體裝設(shè)于箱體，所述芯體至少設(shè)置有兩組。

進(jìn)一步的，所述箱體內(nèi)設(shè)有用于對流體的流向進(jìn)行導(dǎo)向的若干導(dǎo)向板，所述芯體安裝于若干導(dǎo)向板。

本發(fā)明的有益效果：

(1)本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，可以小型化、使得安裝和放置方便，可以應(yīng)用于淋浴、洗頭床等中小型污流體系統(tǒng)，也可以用于大型污流體系統(tǒng)，其使用靈活，適應(yīng)范圍廣。本發(fā)明對污流體的熱量進(jìn)行回收，降低加熱水的能耗，節(jié)省資源，降低使用成本，節(jié)能環(huán)保。

(2)本發(fā)明采用在A板設(shè)置A板沉槽，在B板設(shè)置B板沉槽，A板和B板均采用板片加波紋結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)化換熱，換熱系數(shù)高。A板和B板采用板管結(jié)構(gòu)組合成芯體，A板沉槽的整體平滑性好，污流體流動順暢，有效的避免了污垢堵塞、沉積及其造成的換熱系數(shù)大幅度降低問題；另外凈流體在換熱流道中吸熱效果好，污流體與凈流體熱交換效果好。

(3)本發(fā)明安裝方便，對A板和B板進(jìn)行沖壓等就可以得到相應(yīng)的沉槽，其制造相對容易，減低生產(chǎn)的成本。

(4)本發(fā)明采用A板和B板板管結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，使用壽命長，并且便于對A板沉槽和換熱流道進(jìn)行清洗，其維護(hù)成本低。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例一的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實施例一另一視角的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明實施例一的立體結(jié)構(gòu)分解示意圖。

圖4為本發(fā)明實施例一截面的局部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明實施例一所述的A板的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明實施例一所述的A板剖切后的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為本發(fā)明實施例二的立體結(jié)構(gòu)分解示意圖。

圖8為本發(fā)明實施例二截面的局部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9為本發(fā)明實施例三的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10為本發(fā)明實施例三的立體結(jié)構(gòu)分解示意圖。

具體實施方式

為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合實施例與附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，實施方式提及的內(nèi)容并非對本發(fā)明的限定。

實施例一。

如圖1至圖6所示，一種板管式換熱器，包括芯體20，芯體20包括A板30及B板40；A板30設(shè)有A板沉槽301，A板沉槽301的背面為A板沉槽凸起302；B板40設(shè)有與A板沉槽301對應(yīng)的B板沉槽401，B板沉槽401的背面為B板沉槽凸起402；A板沉槽凸起302設(shè)置于B板沉槽401內(nèi)，且A板沉槽凸起302與B板沉槽401之間形成介質(zhì)流道60。進(jìn)一步的，還包括蓋板10，該所述蓋板10蓋設(shè)于A板30。

實際應(yīng)用時，可以直接讓污流體(即污水)流入芯體20的A板沉槽301中。也可以在芯體20上設(shè)置蓋板10，通過在蓋板10上設(shè)置蓋板進(jìn)水孔101，使蓋板進(jìn)水孔101與A板沉槽301連通，便于流體進(jìn)入到A板沉槽301，當(dāng)然也可以采用其他方式來連通A板沉槽301，比如接頭等。根據(jù)使用的需要，在B板40設(shè)置進(jìn)介質(zhì)接頭309和出介質(zhì)接頭308，使進(jìn)介質(zhì)接頭309和出介質(zhì)接頭308均與介質(zhì)流道60連通，便于流體進(jìn)入或流出介質(zhì)流道60。

淋浴、洗頭床等用過后的污流體(即污水)，帶有可以回收的熱量，將污流體通過蓋板進(jìn)水孔101引入到A板沉槽301中，污流體流經(jīng)A板沉槽301后，再從A板沉槽301中流出。同時將需要加熱的凈流體(即自來水)，通過進(jìn)介質(zhì)接頭309進(jìn)入到介質(zhì)流道60中，凈流體在介質(zhì)流道60中吸收A板沉槽301中污流體熱量，實現(xiàn)凈流體與污流體之間熱量交換，凈流體吸熱后從出介質(zhì)接頭308中流出，最后將凈流體引至淋浴、洗頭床等用水處使用。

需要具體說明的是，蓋板10可以蓋住A板30并密封A板沉槽301，使污流體僅在A板沉槽301中流動；也可以只蓋住A板30，使污流體在蓋板10與A板30之間流動(包括A板沉槽301)。蓋板10與A板30之間的連接、A板30與B板40之間的連接，均可以根據(jù)承壓能力的不同需求，從而選擇焊接密封或者通過膠條壓封等。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，可以小型化、使得安裝和放置方便，可以應(yīng)用于淋浴、洗頭床等中小型污流體系統(tǒng)，也可以用于大型污流體系統(tǒng)，其使用靈活，適應(yīng)范圍廣。

本發(fā)明在A板30設(shè)置A板沉槽301，在B板40設(shè)置B板沉槽401，A板30和B板40均采用板片加波紋結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)化換熱，換熱系數(shù)高。A板30和B板40采用板管結(jié)構(gòu)組合成芯體20，A板沉槽301的整體平滑性好，污流體流動順暢，有效的避免了污垢堵塞、沉積及其造成的換熱系數(shù)大幅度降低問題；另外凈流體在介質(zhì)流道60中吸熱好，污流體與凈流體熱交換效果好。

本發(fā)明安裝方便，對A板30和B板40進(jìn)行沖壓等就可以得到相應(yīng)的沉槽，其制造相對容易，減低生產(chǎn)的成本。

本發(fā)明采用A板30和B板40板管結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，使用壽命長，并且便于對A板沉槽301和介質(zhì)流道60進(jìn)行清洗，其維護(hù)成本低。

本實施例中，所述A板沉槽301包括并列設(shè)置于A板的若干橫槽303及用于將相鄰橫槽303串通的端槽304。進(jìn)一步的，所述端槽304為連接相鄰橫槽303同一端的弧形槽。由于B板沉槽401對應(yīng)A板沉槽301，所述A板和B板均有相應(yīng)的沉槽結(jié)構(gòu)，其僅尺寸大小存在差別。若干橫槽303增加污流體和凈流體的熱量交換，流體迂回流動，使凈流體充分吸熱；所述端槽304為弧形槽，使得相鄰橫槽303的轉(zhuǎn)角為無障礙通道，其過渡平滑，進(jìn)一步避免了污垢堵塞、沉積及其造成的換熱系數(shù)大幅度降低的問題。

應(yīng)用時，介質(zhì)流道60的截面可以采用多種形狀，如U型彎流道、圓形流道、橢圓形流道等，以適應(yīng)不同換熱場所要求。本實施例中，優(yōu)選的，所述介質(zhì)流道60的截面呈月牙形，加大流體擾動，增大換熱系數(shù)，加強(qiáng)流體的熱量交換。

本實施例中，所述介質(zhì)流道60的月牙形截面由多段曲線組成，該多段曲線包括設(shè)置于A板30的A板外壓曲線段305、分別與該A板外壓曲線段305的兩端連接的A板內(nèi)壓曲線段306、設(shè)置于B板40的B板內(nèi)壓曲線段405及分別與該B板內(nèi)壓曲線段405的兩端連接的B板外壓曲線段406。具體的，根據(jù)承受壓力的大小，將多段曲線設(shè)為內(nèi)壓曲線段和外壓曲線段，設(shè)計時，便于對A板30和B板40的厚度進(jìn)行計算，設(shè)計實用、合理的厚度，避免產(chǎn)生設(shè)計缺陷，且避免材料的浪費，降低生產(chǎn)的成本。同時介質(zhì)流道60采用多段曲線內(nèi)外壓設(shè)計，能夠有效的減少流體的阻力。

本實施例中，提供計算A板或者B板厚度的計算公式，所述A板或者B板的厚度為：

按外壓設(shè)計時

按內(nèi)壓設(shè)計時

其中，P為芯體流體設(shè)計壓力；

D_1n為A板外壓曲線段305或者B板外壓曲線段406的當(dāng)量直徑；

D_2n為A板內(nèi)壓曲線段306或者B板內(nèi)壓曲線段405的當(dāng)量直徑；

[σ]為A板外壓曲線段305或者B板外壓曲線段406材料的抗拉強(qiáng)度；

σ為A板內(nèi)壓曲線段306或者B板內(nèi)壓曲線段405材料的抗拉強(qiáng)度；

η為A板內(nèi)壓曲線段306或者B板內(nèi)壓曲線段405的安全系數(shù)；

所述月牙形的介質(zhì)流道60的平均壁厚

η₃為月牙形的介質(zhì)流道60壁的抗拉強(qiáng)度安全系數(shù)；月牙形的介質(zhì)流道60當(dāng)量直徑D₃＝L/π；其中，L為月牙形的介質(zhì)流道60的周長；

實際使用時，所述A板或者B板的厚度取s_1n、s_2n、s₃中的最大值，并再加上安全余量a。所述安全余量a為根據(jù)實際生產(chǎn)需求選擇的系數(shù)。

實施例二。

如圖7和圖8所示，本實施例二與實施例一的不同之處在于：還包括箱體50，所述芯體20裝設(shè)于箱體50。

實際應(yīng)用時，將芯體20安裝于箱體50時，箱體50的底面可以與B板沉槽凸起402抵接，使得流體在箱體50與B板沉槽凸起402圍成的流體槽70中流動，如圖8所示。箱體50的底面也可以不抵接B板沉槽凸起402，使得流體在B板40與箱體50之間(包括流體槽70)中流動。在上述實施例一的基礎(chǔ)上，再增加箱體50，可以將污流體引入流體槽70中，使得介質(zhì)流道60中的凈流體同時吸收流體槽70和A板沉槽301中污流體的熱量，其吸熱效果好，充分利用芯體20的結(jié)構(gòu)來進(jìn)行熱量交換。當(dāng)然，根據(jù)使用的需求，流體槽70或A板沉槽301均可以單獨配合介質(zhì)流道60進(jìn)行污流體與凈流體之間的熱量交換。

實施例三。

如圖9和圖10所示，本實施例三與實施例二的不同之處在于：所述芯體20裝設(shè)于箱體50，所述芯體20至少設(shè)置有兩組，每個芯體20的介質(zhì)流道60連通。

本實施例中，多個芯體20組合成組合芯體80，將該組合芯體80裝在箱體50內(nèi)。采用進(jìn)出流體接頭90將各個芯體20的介質(zhì)流道60并聯(lián)起來，對其集中通凈流體。同時，將箱體50接通污流體進(jìn)出接頭100，在箱體50通污流體，使組合芯體80中的凈流體吸收污流體的熱量。當(dāng)然，也可以將各個芯體20的介質(zhì)流道60串聯(lián)起來使用。本實施例中，除了具有實施例一中的有益效果外，其將多個芯體20組合使用，可增大換熱器的換熱量，特別適用于大型污流體系統(tǒng)的換熱。

本實施例中，所述箱體50內(nèi)設(shè)有用于對流體的流向進(jìn)行導(dǎo)向的若干導(dǎo)向板501，所述芯體20安裝于若干導(dǎo)向板501。芯體20通過導(dǎo)向板501進(jìn)行固定，導(dǎo)向板501可以對箱體50的污流體的流向起到導(dǎo)向作用，使其朝一個方向流動。另外，導(dǎo)向板501起到安裝和固定芯體20的作用。

上述實施例為本發(fā)明較佳的實現(xiàn)方案，除此之外，本發(fā)明還可以其它方式實現(xiàn)，在不脫離本技術(shù)方案構(gòu)思的前提下任何顯而易見的替換均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。