高效不等截面板式换热器制造技术

一种板式换热器，其相邻的两换热板片所形成的冷、热介质通道面积成一定比例。这样，在保证冷、热介质流量为２∶１或其他比值的情况下，冷、热介质的流速均在达到最大允许速度下获得相等，且管路均在一侧安装。板片的波棱可为梯形、圆弧形、三角形、带褶的三角形等形状，本板式换热器的效率很高，管路安装十分简便，便于换热器拆卸、清洗以及日常的维修，大大降低了换热器的造价。（*该技术在2001年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及板式换热器的一种改进。板式换热器是以波纹板为传热面的高效换热器。目前，国内、外各厂家生产的板式换热器，尽管有多种规格和形式，但板片所有的波棱均按同一尺寸和造型设计制造。如北京华都换热器厂，天津换热器厂等生产的产品及中国城镇供热协会出版的《区域供热》1989年第3期中“板式换热器在集中供热系统中的应用问题”一文介绍的均是如此，即制造出来的板片组成的冷、热介质通道面积相等。众所周知，要提高换热器的换热系数，必须使冷、热介质这两种流体的流速尽量持平、相等。采用目前的等通道面积的换热器，如果介质为水－水时，只有当冷、热水的流量比为11时，冷水的流速才和热水的流速相等。目前国内集中供热系统中，冷、热水的流量比均要求为21－2.51。因此，为了提高换热器的换热效率，使冷、热水的流速尽量持平、相等，国外资料提出采用下述两种设计方案，第一种为冷介质单流程、热介质双流程形式，它的优点是只需设置一台换热器，使冷、热水的流程数变为12的办法解决，其缺点是冷、热介质的流动其中有一部分为顺流传热，降低了换热流体之间的温差和传热系数，因而部分地抵消了提高流速所期望的效益，它的最大缺点还在于活动盖板上也连接上了管道，这给换热器拆卸清洗以及日常的维护带来很大不便。另一种方案为用两台换热器组成冷介质并联、热介质串联的形式，它虽然克服了第一种方案的缺点，但一台设备改为两台，这不仅增加了占地面积，也多增加了一套台架，此外管道连接较为复杂也是该方案的一大缺点。目前国内集中供热系统中一般采用单流程的形式。这样，冷、热水的流速自然就不能相等了，热水的流速大约是冷水流速的0.5倍，这样，显然换热器处于换热系数较低的状态。本技术的目的就是提供一种冷、热介质流量比为21或其他比值的，单流程且冷、热介质流速相等的新式板式换热器。本技术的原理是这样的将换热器的传热板片上的波棱制成等波距的，但相邻两波棱的尽寸是成一定比例的板片。组装时，相邻板片除了旋转180°外，尚需翻转，这样所形成的相邻通道的截面积也是成一定比例的，即不是等截面的。如当冷、热介质为水－水，并且冷、热水流量为21时，设计的板片使相邻的板片所形成的冷、热通道的截面积比成为21。当冷、热水流量比值扩大到其他比值时，设计的板片使相邻的板片所形成的冷、热通道截面积比为1.51到31。当使用这样的换热器，冷、热水的流速持平，且都能达到允许的最大值，使换热器运行状态最佳。这时采用单流程的形式一台设备即可。其冷、热水的进、出口管道均安装在夹紧板一侧。下面结合实施例进一步说明附图说明图1为板片波棱为梯形时所形成的不等截面积的换热器通道截面图，(1)为换热器板片；(2)为冷介质通道；(3)为热介质通道。图2为板片波棱为圆弧形时所形成的不等截面积的换热器通道截面图。(4)为换热器板片；(5)为冷介质通道；(6)为热介质通道。图3为板式换热器管路联接形式。(7)为冷介质出口，(8)为热介质进口；(9)为热介质出口；(10)为冷介质进口；(11)为夹紧板；(12)为夹紧螺栓。在集中供热系统中，冷、热水的进出口温度目前国内已基本趋于一致热水进口110－130℃；出口60－70℃；冷水出口80－90℃；进口55－60℃。在换热器中， (△th)/(△tc) ＝ (mc)/(mh) ，式中△tc、△th分别为冷热水的进出口温差；mc、mh分别为冷、热水流量。此时，可计算出冷、热介质流量比 (mc)/(mh) ＝21。因此我们设计板片时，相邻的通道截面积比为21。板片的波棱形状可选择梯形、圆弧型、三角形、带褶的三角形等，下面分别说明。1、波棱为梯形时如图1所示，板片(1)均制成同一尺寸、规格，只是冷介质通道(2)和热介质通道(3)设计成不等截面，其中b1可在b1＝2－3.5mm之间选择，b2可在b2＝6－8.5mm之间选择，波距t选取为t＝12－16mm；波高H选取为H＝3.5－4.5mm。如选择H＝3.8mm，b1＝2.5mm，b2＝7mm，则波距t1＝13mm，制成的板片(1)所形成的冷介质通道(2)和热介质通道(3)的面积之比为21。满足了上述要求的流量比，当流量比变化时，可采用截面积比等于流量比，确定波高H后，通过梯形面积公式计算出b1和b2之比，然后在从上述b1和b2取值范围内取b1和b2的值。2、波棱为圆弧形时，如图2所示，在设计板片(4)时，波高H确定后，调整R1和R2的比值，使冷介质通道(5)和热介质通道(6)的面积比与流量比相等。R1和R2的取值范围分别为R1＝5－12mm，R2＝2－7mm。在组装时，相邻的板片(1)或板片(4)首先平面旋转180°，然后再翻转180°，最后固定在一起，这样一片一片组成整体的不等截面积的换热器。本技术的换热器，其管路联接均在换热器的一侧，如图(3)所示，在夹紧板(11)上，开有四个通道口，即冷介质出口(7)，热介质进口(8)，热介质出口(9)，冷介质进口(10)。本技术的板式换热器，在保证冷、热介质流量为21或其他比值的情况下，冷、热介质的流速均在达到最大允许速度下获得相等，且管路均在一侧安装，这样，板式换热器的效率大大提高，管路安装十分简便，便于换热器拆卸清洗以及日常的维修，并大大降低了换热器的造价。权利要求1.由传热板片、密封条、夹紧板所组成的板式换热器，其特征在于两相邻的板片(1)或(4)所形成的六边形冷介质通道(2)或园弧形冷介质通道(5)和六边形热介质通道(3)或园弧形热介质通道(6)的面积之比为1.5∶1到3∶1。2.根据权利要求1所述的板式换热器，其特征在于板片(1)的波棱形为梯形，其中相邻两梯形的底b1和b2取值范围为b1＝2－3.5mm，b2＝6－8.5mm。3.根据权利要求1所述的板式换热器，其特征在于板片(4)的波棱形为园弧形，其中相邻两园弧R1和R2的取值范围为R1＝5－12mm，R2＝2－7mm。专利摘要一种板式换热器，其相邻的两换热板片所形成的冷、热介质通道面积成一定比例。这样，在保证冷、热介质流量为2∶1或其他比值的情况下，冷、热介质的流速均在达到最大允许速度下获得相等，且管路均在一侧安装。板片的波棱可为梯形、圆弧形、三角形、带褶的三角形等形状，本板式换热器的效率很高，管路安装十分简便，便于换热器拆卸、清洗以及日常的维修，大大降低了换热器的造价。文档编号F28D9/00GK2097998SQ9121089公开日1992年3月4日 申请日期1991年7月15日 优先权日1991年7月15日专利技术者韩国盛, 谢克光, 谢忠民 申请人:沈阳黎明发动机制造公司工程机械厂本文档来自技高网...

【技术保护点】
由传热板片、密封条、夹紧板所组成的板式换热器，其特征在于：两相邻的板片（１）或（４）所形成的六边形冷介质通道（２）或园弧形冷介质通道（５）和六边形热介质通道（３）或园弧形热介质通道（６）的面积之比为１．５∶１到３∶１。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韩国盛，谢克光，谢忠民，
申请(专利权)人：沈阳黎明发动机制造公司工程机械厂，
类型：实用新型
国别省市：89[中国|沈阳]