專利名稱：高效不等截面板式換熱器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及板式換熱器的一種改進。
板式換熱器是以波紋板為傳熱面的高效換熱器。目前，國內、外各廠家生產的板式換熱器，盡管有多種規格和形式，但板片所有的波棱均按同一尺寸和造型設計制造。如北京華都換熱器廠，天津換熱器廠等生產的產品及中國城鎮供熱協會出版的《區域供熱》1989年第3期中“板式換熱器在集中供熱系統中的應用問題”一文介紹的均是如此，即制造出來的板片組成的冷、熱介質通道面積相等。
眾所周知，要提高換熱器的換熱系數，必須使冷、熱介質這兩種流體的流速盡量持平、相等。采用目前的等通道面積的換熱器，如果介質為水－水時，只有當冷、熱水的流量比為11時，冷水的流速才和熱水的流速相等。目前國內集中供熱系統中，冷、熱水的流量比均要求為21－2.51。因此，為了提高換熱器的換熱效率，使冷、熱水的流速盡量持平、相等，國外資料提出采用下述兩種設計方案，第一種為冷介質單流程、熱介質雙流程形式，它的優點是只需設置一臺換熱器，使冷、熱水的流程數變為12的辦法解決，其缺點是冷、熱介質的流動其中有一部分為順流傳熱，降低了換熱流體之間的溫差和傳熱系數，因而部分地抵消了提高流速所期望的效益，它的最大缺點還在于活動蓋板上也連接上了管道，這給換熱器拆卸清洗以及日常的維護帶來很大不便。另一種方案為用兩臺換熱器組成冷介質并聯、熱介質串聯的形式，它雖然克服了第一種方案的缺點，但一臺設備改為兩臺，這不僅增加了占地面積，也多增加了一套臺架，此外管道連接較為復雜也是該方案的一大缺點。
目前國內集中供熱系統中一般采用單流程的形式。這樣，冷、熱水的流速自然就不能相等了，熱水的流速大約是冷水流速的0.5倍，這樣，顯然換熱器處于換熱系數較低的狀態。
本實用新型的目的就是提供一種冷、熱介質流量比為21或其他比值的，單流程且冷、熱介質流速相等的新式板式換熱器。
本實用新型的原理是這樣的將換熱器的傳熱板片上的波棱制成等波距的，但相鄰兩波棱的盡寸是成一定比例的板片。組裝時，相鄰板片除了旋轉180°外，尚需翻轉，這樣所形成的相鄰通道的截面積也是成一定比例的，即不是等截面的。如當冷、熱介質為水－水，并且冷、熱水流量為21時，設計的板片使相鄰的板片所形成的冷、熱通道的截面積比成為21。當冷、熱水流量比值擴大到其他比值時，設計的板片使相鄰的板片所形成的冷、熱通道截面積比為1.51到31。當使用這樣的換熱器，冷、熱水的流速持平，且都能達到允許的最大值，使換熱器運行狀態最佳。這時采用單流程的形式一臺設備即可。其冷、熱水的進、出口管道均安裝在夾緊板一側。
下面結合實施例進一步說明
圖1為板片波棱為梯形時所形成的不等截面積的換熱器通道截面圖，(1)為換熱器板片；(2)為冷介質通道；(3)為熱介質通道。
圖2為板片波棱為圓弧形時所形成的不等截面積的換熱器通道截面圖。(4)為換熱器板片；(5)為冷介質通道；(6)為熱介質通道。
圖3為板式換熱器管路聯接形式。(7)為冷介質出口，(8)為熱介質進口；(9)為熱介質出口；(10)為冷介質進口；(11)為夾緊板；(12)為夾緊螺栓。
在集中供熱系統中，冷、熱水的進出口溫度目前國內已基本趨于一致熱水進口110－130℃；出口60－70℃；
冷水出口80－90℃；進口55－60℃。
在換熱器中， (△th)/(△tc) ＝ (mc)/(mh) ，式中△tc、△th分別為冷熱水的進出口溫差；mc、mh分別為冷、熱水流量。此時，可計算出冷、熱介質流量比 (mc)/(mh) ＝21。因此我們設計板片時，相鄰的通道截面積比為21。板片的波棱形狀可選擇梯形、圓弧型、三角形、帶褶的三角形等，下面分別說明。
1、波棱為梯形時如
圖1所示，板片(1)均制成同一尺寸、規格，只是冷介質通道(2)和熱介質通道(3)設計成不等截面，其中b1可在b1＝2－3.5mm之間選擇，b2可在b2＝6－8.5mm之間選擇，波距t選取為t＝12－16mm；波高H選取為H＝3.5－4.5mm。如選擇H＝3.8mm，b1＝2.5mm，b2＝7mm，則波距t1＝13mm，制成的板片(1)所形成的冷介質通道(2)和熱介質通道(3)的面積之比為21。滿足了上述要求的流量比，當流量比變化時，可采用截面積比等于流量比，確定波高H后，通過梯形面積公式計算出b1和b2之比，然后在從上述b1和b2取值范圍內取b1和b2的值。
2、波棱為圓弧形時，如圖2所示，在設計板片(4)時，波高H確定后，調整R1和R2的比值，使冷介質通道(5)和熱介質通道(6)的面積比與流量比相等。R1和R2的取值范圍分別為R1＝5－12mm，R2＝2－7mm。
在組裝時，相鄰的板片(1)或板片(4)首先平面旋轉180°，然后再翻轉180°，最后固定在一起，這樣一片一片組成整體的不等截面積的換熱器。
本實用新型的換熱器，其管路聯接均在換熱器的一側，如圖(3)所示，在夾緊板(11)上，開有四個通道口，即冷介質出口(7)，熱介質進口(8)，熱介質出口(9)，冷介質進口(10)。
本實用新型的板式換熱器，在保證冷、熱介質流量為21或其他比值的情況下，冷、熱介質的流速均在達到最大允許速度下獲得相等，且管路均在一側安裝，這樣，板式換熱器的效率大大提高，管路安裝十分簡便，便于換熱器拆卸清洗以及日常的維修，并大大降低了換熱器的造價。
權利要求1.由傳熱板片、密封條、夾緊板所組成的板式換熱器，其特征在于兩相鄰的板片(1)或(4)所形成的六邊形冷介質通道(2)或園弧形冷介質通道(5)和六邊形熱介質通道(3)或園弧形熱介質通道(6)的面積之比為1.5∶1到3∶1。
2.根據權利要求1所述的板式換熱器，其特征在于板片(1)的波棱形為梯形，其中相鄰兩梯形的底b1和b2取值范圍為b1＝2－3.5mm，b2＝6－8.5mm。
3.根據權利要求1所述的板式換熱器，其特征在于板片(4)的波棱形為園弧形，其中相鄰兩園弧R1和R2的取值范圍為R1＝5－12mm，R2＝2－7mm。
專利摘要一種板式換熱器，其相鄰的兩換熱板片所形成的冷、熱介質通道面積成一定比例。這樣，在保證冷、熱介質流量為2∶1或其他比值的情況下，冷、熱介質的流速均在達到最大允許速度下獲得相等，且管路均在一側安裝。板片的波棱可為梯形、圓弧形、三角形、帶褶的三角形等形狀，本板式換熱器的效率很高，管路安裝十分簡便，便于換熱器拆卸、清洗以及日常的維修，大大降低了換熱器的造價。
文檔編號F28D9/00GK2097998SQ9121089
公開日1992年3月4日 申請日期1991年7月15日 優先權日1991年7月15日
發明者韓國盛, 謝克光, 謝忠民 申請人:沈陽黎明發動機制造公司工程機械廠