板片式換熱器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及換熱器技術領域，特別是一種板片式換熱器。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)的蛇形盤管式換熱器換熱效果差，且蛇形盤管加工復雜，管壁厚不利于換熱。蛇形盤管組結垢后影響換熱效果且不能機械清洗。如果采用化學藥劑清洗又容易產(chǎn)生腐蝕，損壞設備。蛇形盤管中間管子損壞還無法維修，只能把損壞的管子在兩頭堵住。這樣就減少了換熱面積，換熱量就會減小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種板片式換熱器，以消除傳統(tǒng)的蛇形盤管的弊端。
[0004]為解決上述技術問題，本發(fā)明包括:若干板片、出液集管、出液分支管、進口分支管和進口集管，其中:各個板片設有凹凸槽結構，兩兩板片焊接為一組工作單元形成波節(jié)狀流道，波節(jié)狀流道的兩端設置出液分支管和進口分支管，出液分支管與出液集管相連，進口分支管與進口集管相連。
[0005]所述的波節(jié)狀流道為兩條交叉設置的流道。
[0006]所述的波節(jié)狀流道的截面形狀為橢圓，其長軸32mm，短軸22mm的橢圓，壓痕深度為5mm ο
[0007]所述的各個工作單元由定距板等距布置支撐上。
[0008]所述的各個工作單元的中部設置加強板、出液集管和進口集管上設置固定管和各個工作單元的四個角上設置包角。
[0009]本發(fā)明的有益效果為:
[0010]板片式換熱器熱交換表面的波節(jié)形狀改變導致相鄰板片間的通道呈縮放型，外部流體在板片間的流動截面交替地增大和減小，從而提高換熱效果。
[0011]板片式換熱器采用雙流道波節(jié)狀形式，介質(zhì)流動時速度和方向不斷發(fā)生變化，使介質(zhì)流擾動，產(chǎn)生湍流而破壞流層界面，減小層流層厚度;減小中心區(qū)和邊緣區(qū)的溫度梯度，增加傳熱溫差，獲取更大的放熱系數(shù)。且流道拐彎處不存在死角?？沙浞掷冒迤谋砻?，使板片的有效換熱面積增加。
[0012]板片式換熱器的金屬外表面積大，水膜表面積也大;金屬板面與水膜間的溫差大；噴淋水向下沿板面流動不會形成回流區(qū)，水膜厚度小，溫升高，與冷卻空氣間的溫差增大，水分子動能增大，克服水膜表面張力而蒸發(fā)的速度增加。流道短，冷卻空氣的流阻小，利于將水膜表面蒸發(fā)的飽和水蒸氣盡快帶走。極大地提高了噴淋水向冷卻空氣的質(zhì)熱傳遞速率。
[0013]板片采用縫焊的形式，這種焊接流道使板片厚度變得更薄，且受壓能力更高。在側邊增加加強筋，消除板片的應力，以減小板片的變形。
[0014]本發(fā)明板片式換熱裝置，在不同數(shù)量的板片裝配過程中，需要包角來固定，在包角上沖孔，使噴淋水能快速流回水盤，也可以起到風流道作用，使得板片邊緣也能進行新風冷卻。
[0015]本發(fā)明的板片式換熱器，由多張板片組成。同樣的冷凝或冷卻量，板片所用的材料更少、重量更輕。即板片式換熱器的冷重比，即冷凝或冷卻量/設備重量更大，比蛇形盤管的冷重比大55%。
[0016]在同樣尺寸的條件下，板片的冷凝或冷卻能力比蛇形盤管大26.3%。
【附圖說明】
[0017]圖1是板片換熱器的結構示意圖。
[0018]圖2是板片換熱器的A-A向剖視圖。
[0019]圖3是板片風流道示意圖。
[0020]圖4是盤管風流道示意圖。
[0021]圖5是板片流道不意圖。
[0022]圖6是盤管冷凝流道示意圖。
[0023]圖7是板片冷凝流道示意圖。
[0024]圖8是盤管式水膜示意圖。
[0025]圖9是板片式水膜示意圖。
[0026]圖10是板片的流道示意圖。
[0027]圖11是板片的焊縫示意圖。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0029]如圖1和圖2所示，本實施例包括:若干板片6、出液集管2、出液分支管3、進口分支管7和進口集管8，其中:各個板片6設有凹凸槽結構，兩兩板片6焊接為一組工作單元形成波節(jié)狀流道，波節(jié)狀流道的兩端設置出液分支管3和進口分支管7，出液分支管3與出液集管2相連，進口分支管7與進口集管8相連。
[0030]所述的波節(jié)狀流道為兩條交叉設置的流道，各條波節(jié)狀流道的兩端分別與一個出液分支管3和一個進口分支管7相連。
[0031]所述的波節(jié)狀流道的截面形狀為橢圓，其長軸32mm，短軸22mm的橢圓，壓痕深度為5mm ο
[0032]所述的各個工作單元由定距板等距布置支撐1上。支撐1采用不銹鋼板折邊制作，不銹鋼板的厚度為3mm;
[0033]所述的各個工作單元的中部設置加強板5、出液集管2和進口集管8上設置固定管9和各個工作單元的四個角上設置包角4。
[0034]出液集管2采用2根直徑76mm的不銹鋼管和1根直徑89mm的不銹鋼管通過三通連接而成。直徑76mm的不銹鋼管厚度為3_，直徑89mm的不銹鋼管厚度為3.5mm;
[0035]出液分支管3采用直徑17mm的不銹鋼管制作，厚度為1.2mm，彎曲半徑為40mm;
[0036]包角4采用不銹鋼板制作，包角長度為1630mm，中間沖2排29個直徑25mm的孔，包角寬為168mm，在上50mm處和下15mm處折邊。并在上部開30個14*2.8mm的凹槽，在下部開30個11*2.8mm的凹槽。包角厚度為3mm;
[0037]加強板5采用不銹鋼板制作，加強板長度為1630mm，中間沖1排29個直徑25mm的孔。加強板寬為72mm，在上15mm處和下15mm處折邊。并在上部和下部各開30個11*2.8mm的凹槽。加強板厚度為3mm;
[0038]板片6采用1mm后的不銹鋼管板制作，將2片鋼板沖壓成型，再進行縫焊，并在兩側通過加強筋進行加強；
[0039]進口分支管7采用直徑17mm的不銹鋼管制作，厚度為1.2_。彎曲半徑為40mm;
[0040]進液集管8采用直徑89mm的不銹鋼管制作，厚度為3.5mm；
[0041 ]固定管9采用直徑25mm的不銹鋼管制作，長度為1015mm，厚度為2mm。
[0042]板片6的具體加工流程如下:先將薄板沖壓成板片6，使板片6形成特定的凹凸槽。再將兩片板片6焊接在一起，使板片6間形成流道。然后將板片6焊接上進口分支管7和出液分支管3。最后將多組板片6通過支撐1、包角4、加強板5和固定管9組合在一起，并將多組板片6的分支管焊接在出液集管2進口集管8上。即完成整個制作。
[0043]板片6換熱過程如下:需冷凝或冷卻的介質(zhì)從進口集管8進入，通過進口分支管7分配到每片板片6中，冷卻水均勻的分布在板片6外側。由風機產(chǎn)生的冷卻空氣流經(jīng)板片6間的通道，強化了換熱。被冷凝或冷卻后的介質(zhì)由出液分支管3匯集到出液集管2中再流出板片6換熱設備。即完成整個熱交換過程。板片6采用同程連接法，即從進口集管8到出液集管2介質(zhì)所經(jīng)過的路程是一樣的。
[0044]如圖3所示:由風機產(chǎn)生的冷卻空氣流經(jīng)過相鄰板片6的縮放型流道時，由于板片6間的流動截面交替地增大和減小，空氣流速也會減速和加速。冷卻空氣在尾流渦流的作用下，通過第二流道時受到第一通道的尾部渦流的影響，第三通道受第二通道尾部渦流影響，如此重復，使冷卻空氣擾動更強烈，而強烈的作用帶來更佳的板片6間換熱效果。
[0045]如圖4所示:相同高度的板片6和盤管相比較，盤管風流道的流程較板片6的流道要長很多，且流道窄，風阻力大，需要的風機功率也就越大。相比板片6蒸發(fā)式冷凝器和盤管蒸發(fā)式冷凝器在排熱量相同條件下，板片6式用風機消耗的功率就比盤管式的來得更小，對比運行更節(jié)能。
[0046]如圖5所示:板片式換熱器熱交換表面為波節(jié)狀，介質(zhì)流動時速度和方向不斷發(fā)生變化，使介質(zhì)流擾動，流動在雷諾數(shù)低的條件下也能產(chǎn)生湍流形態(tài)，獲取更大的放熱系數(shù)；其次，從剖面角度看，介質(zhì)流道為波節(jié)狀，曲率半徑大，中心層和邊緣距離近，當由于介質(zhì)遇到波節(jié)點產(chǎn)生的擾動，將中心層和邊緣層流體瞬間混合，使介質(zhì)溫度均勻，減小中心區(qū)和邊緣區(qū)的溫度梯度，增加傳熱溫差，熱傳遞速度更快，效果更佳。
[0047]如圖6所示:由于在較長流道內(nèi)過熱氣體會冷凝變成飽和液體，而這種形成的液體柱會產(chǎn)生壓降，制冷劑液體會逼入壓力降最大或出口壓力最低的盤管中，結果使液柱占據(jù)有效的冷凝空間，使系統(tǒng)制冷效果下降，排氣壓力將明顯升高，造成排熱量降低。
[0048]如圖7所示:板片6從上方的兩端進入片式冷凝器，經(jīng)過雙交叉流道，使排列更緊密，且降低傳遞熱阻，提高換熱效率。冷凝流程更短，排液更快，壓力降更小。
[0049]如圖8所示:盤管式冷凝器在風水同向運行狀態(tài)下，管子的底部會形成“干點區(qū)”降低盤管的有效換熱面積，而且在“干點區(qū)”周邊容易結垢，降低盤管的換熱系數(shù)，減小換熱量。
[0050]如圖9所示:噴淋水直接噴淋到板片6的波節(jié)表面，接觸面積大，水膜形成薄且均勻，蒸發(fā)效果好。水膜連續(xù)性好，而且流速更快，換熱效果更好。
[0051 ]如圖10所示:板片6采用雙流道冷凝形式，且流道拐彎處不存在死角。充分利用板片6的表面，使板片6的有效換熱面積增加。
[0052]如圖11所示:板片6采用縫焊的形式，這種焊接流道使得板片6厚度變得更薄，且受壓狀態(tài)更高，可以節(jié)約材料。且焊縫與流道接觸也可起到強化傳熱的作用。
【主權項】
1.一種板片式換熱器，其特征在于，包括:若干板片、出液集管、出液分支管、進口分支管和進口集管，其中:各個板片設有凹凸槽結構，兩兩板片焊接為一組工作單元形成波節(jié)狀流道，波節(jié)狀流道的兩端設置出液分支管和進口分支管，出液分支管與出液集管相連，進口分支管與進口集管相連。2.根據(jù)權利要求1所述的板片式換熱器，其特征在于，所述的波節(jié)狀流道為兩條交叉設置的流道。3.根據(jù)權利要求1或2所述的板片式換熱器，其特征在于，所述的波節(jié)狀流道的截面形狀為橢圓，其長軸32mm，短軸22mm的橢圓，壓痕深度為5mm。4.根據(jù)權利要求3所述的板片式換熱器，其特征在于，所述的各個工作單元由定距板等距布置支撐上。5.根據(jù)權利要求4所述的板片式換熱器，其特征在于，所述的各個工作單元的中部設置加強板、出液集管和進口集管上設置固定管和各個工作單元的四個角上設置包角。
【專利摘要】一種板片式換熱器，包括：若干板片、出液集管、出液分支管、進口分支管和進口集管，其中：各個板片設有凹凸槽結構，兩兩板片焊接為一組工作單元形成波節(jié)狀流道，波節(jié)狀流道的兩端設置出液分支管和進口分支管，出液分支管與出液集管相連，進口分支管與進口集管相連。本發(fā)明交換表面的波節(jié)形狀改變導致相鄰板片間的通道呈縮放型，外部流體在板片間的流動截面交替地增大和減小，從而提高換熱效果。
【IPC分類】F28F3/04, F28D9/00
【公開號】CN105444594
【申請?zhí)枴緾N201510884765
【發(fā)明人】周洪劍, 謝晶, 萬錦康, 張青, 萬清友, 韓新榮, 邱霞, 張俊鵬, 唐春威
【申請人】上海寶豐機械制造有限公司, 上海海洋大學
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年12月4日