[发明专利]热交换器及其装设方法

说明书

本发明涉及一种热交换器及装设方法，该方法中将基本相同的波纹式传热板相互堆叠并将板间的空间的边缘处与进口和出口管道相通，以便使热交换介质通过，这样，放热介质流通过每隔一层的板间空间，而吸热介质流通过另外的每隔一层的板间空间。

当需要在两种流动介质之间进行热交换时，采用由一个堆叠在另一个之上的板组成的板式热交换器是极为有效的。这种类型的热交换器用于例如热传递介质是水的区域供热系统中。介质为水的这种热交换器，在中等压力损失情况下热传递系数可以达到约2500-3500W/mk的范围。

已有的板式热交换器，它的板是相互堆叠的矩形波纹板，波纹板之间的波纹和槽的方向与矩形的两个相对的边的方向相同，在这种结构中，板是一个堆叠在另一个之上的，所以使相邻两板内的槽彼此成90°角。

在制造热交换器时，为了取得所需的最佳换热效果，选择流动介质的压力损失和它们的传热系数是最重要的。这些参数可以靠选择各传热板之间的距离、板的表面积和板的波状来调节。但是，已有的热交换器在各个板的大小已选定，同时选定了流量的大小之后热传递参数便确定了，这样，这些参数就不能再改变。在这种情况下，如果要改变热交换器的传热特性，就必须根据新的需求重新选择板的尺寸。因此，对于每种不同的热交换器，在制造热交换板时就需要专门的深拉工具。由于这种工具十分昂贵，这就限制了制造各种不同的热交换器的可能性。

本发明的目的是要解决在热交换器制造中存在的上述问题。按照本发明制造热交换器的方法的特点在于，传热板是一个一个地互相堆叠的，这样便使不同板的槽之间处于所选择的角度。所述的角度确定了流动介质的压力损失及热传递系数。为此目的的方法主要采用圆形传热板或规则多边形传热板，其中槽的方向是这样的，即互相堆叠的板内的槽可以选择性地彼此之间以至少两种不同的角度交叉。

本发明的基本要点在于，传热板的合理设计可以使不同板内的槽相互堆叠成两种或更多种不同的角度。这就意味着利用一种或同种工具就可将相同的板制成不同的热交换器，这种热交换器槽与槽之间的不同的角度就给出了不同的热传递特性。因此，这就大大增加了在不增加太多生产成本的情况下制造各种不同的热交换器的可能性。

本发明最适于采用圆形传热板，这样就可以在0-90°的连续范围内，选择不同板内的槽之间的角度。然而，本发明的基本思想也适合于采用规则的多边形传热板，尽管在这种情况下槽间不同角度的选择是受到限制的。

在按照本发明的方法制造热交换器时，互相堆叠的传热板内的槽之间的角度决定了热交换器的传热特性。可以将互相堆叠的板的边缘彼此焊接在一起，形成一个固定的热交换器整体，此后，热交换器的参数不能再改变。

热交换器装配有空腔体，它们与板间每隔一层的空间相通，堆叠板的两个侧面都可以构成上述空间，这样热传递介质就可以从两个入口管道经过各自的空腔体进入板间的空间，然后再经过各自的空腔体到达出口管道。板的堆叠体上部和下部可以安装端板，这些端板可以利用拉杆将它们相互固定。

利用变换上述空腔体的相互位置，就有可能制造出各种性能的热交换器。一般情况下可以考虑将放热介质的入口和出口空腔体设置在斜对角位置上，而吸热介质的入口和出口空腔体也设置在与吸热介质空腔体成90°角的斜对角位置处。也可以改变上述位置，即任意采用其它角度来代替90°角。此外也可以让空腔体不处于斜对角的位置，也就是说让吸热和放热介质的入口和出口腔体处于任意某一角度，而不是相互处于180°的直线位置上。利用这种改变可以使叉流热交换变成逆流式热交换，从而可以更充分利用放热循环和吸热循环之间的温差。

本发明也包括按照上述方法制造的热交换器。按照本发明的热交换器包括一些过去已有的部件，即互相堆叠的、基本相同的波纹形传热板和输送热传递介质的入口和出口管道，所述的管道与板的堆叠体侧部相通，这样每隔一层的板间空间可以通过放热介质流，而另一每隔一层的板间空间可以通过吸热介质流。对于热交换器来说，重要的是传热板可以是基本圆形的，并且在互相堆叠时，使板内的槽彼此交叉;也可以是规则多边形的，并且堆叠成具有平侧面的堆叠体，使堆叠板内的槽彼此构成大于0°但小于90°的角。

下面参照附图，借助于实施例来对本发明进行更详细的描述。

图1表示本发明热交换器的侧视和局部剖视图;

图2表示图1的热交换器沿图1中Ⅱ-Ⅱ的剖视图（图2沿水平方向旋转了45°角）;