專利名稱:換熱板片具有強(qiáng)化波浪形導(dǎo)風(fēng)換熱槽的熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及一種換熱板片具有強(qiáng)化波浪形導(dǎo)風(fēng)換熱槽的熱交換器。
背景技術(shù):
板翅式空氣熱交換器是由一系列具有一定表面形狀的換熱板片疊裝而成的一種新型高效換熱器。板翅式空氣熱交換器結(jié)構(gòu)上由換熱芯體、端部構(gòu)件、連接構(gòu)件及支座等附件組成,換熱芯體是由若干數(shù)量的換熱板片構(gòu)成的空氣層通道單元互相間隔疊加,再經(jīng)邊緣咬合成型為一體。板翅式空氣熱交換器具有單位體積傳熱面積大、傳熱效率高、流體阻力小、熱容量小、結(jié)構(gòu)緊湊及同時(shí)允許幾種介質(zhì)進(jìn)行熱交換等優(yōu)點(diǎn),是一種目前應(yīng)用廣泛的空氣換熱器。它在風(fēng)電、食品、醫(yī)院、機(jī)械、冶金、石化、電力、電子、通訊等需要通風(fēng)散熱或回收余熱節(jié)能的領(lǐng)域已被廣泛采用。
從板翅式空氣熱交換器的結(jié)構(gòu)和工作原理上來說,如何控制空氣流動(dòng)阻力、提高耐溫耐壓能力、增加換熱面積、提升空氣湍流強(qiáng)度等要素,都是決定其換熱效果和換熱效率的主要性能指標(biāo)。因此,根據(jù)各種具體應(yīng)用環(huán)境的實(shí)際需求,不斷對這些要素進(jìn)行有效優(yōu)化,成為板翅式空氣熱交換器發(fā)展和應(yīng)用上的一種要求和前進(jìn)的推動(dòng)力。目前,無論是實(shí)用新型還是發(fā)明專利,對板式空氣熱交換器進(jìn)行優(yōu)化的方案有很多。例如,專利申請?zhí)?201120147816.9,實(shí)用新型名稱為:流線型整體強(qiáng)化換熱板的換熱器。此專利中由于換熱板間采用多點(diǎn)支撐,交錯(cuò)支撐方式支撐,故換熱板表面得到了良好的強(qiáng)度優(yōu)化,并有良好的承壓能力。此方法結(jié)構(gòu)緊湊、阻力小,但是制造復(fù)雜,成本高,難以在實(shí)際制造中實(shí)現(xiàn),因?yàn)槠浔砻娌y過于細(xì)小,波紋曲率不佳,與其它凸包和凸筋的形狀工藝過渡也不合理,并未真正體現(xiàn)出強(qiáng)化效果。同時(shí)換熱效果不是很好,因?yàn)樵搶@诮鉀Q空氣湍流強(qiáng)度和增加換熱面積上,效果欠佳,并且分段錯(cuò)落分布的凸包和凸筋間距過大,容易導(dǎo)致工作中灰塵的積聚,從而在后期影響換熱板片的換熱性能。再例如,專利申請?zhí)?200710011541.4,發(fā)明名稱為:板式空氣換熱器。該發(fā)明將兩張換熱板片互相疊加在一起組成一個(gè)基本板束單元,在板束邊緣的波谷處將兩張焊接進(jìn)而形成一個(gè)氣道,每兩個(gè)基本板束單元按波浪同向,通過板束連接板將兩個(gè)板束的端邊焊接在一起形成另一個(gè)氣道,從而增加了換熱面積,提高了換熱效率,但是此方法由于缺乏換熱板片加強(qiáng)凸筋的設(shè)計(jì),從而導(dǎo)致?lián)Q熱板片強(qiáng)度不高,無法承受較高風(fēng)量的應(yīng)用環(huán)境,因此實(shí)際上也無法獲得較好的換熱效果。
實(shí)用新型內(nèi)容為克服上述缺點(diǎn),本實(shí)用新型目的在于提供一種換熱板片具有強(qiáng)化波浪形導(dǎo)風(fēng)換熱槽的熱交換器,具有換熱面積大、耐壓能力強(qiáng)、傳熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧牢固、適應(yīng)性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)性好、全熱顯熱應(yīng)用組合界面良好、溫濕度控制靈敏、安裝方便、使用壽命長、構(gòu)件通用性強(qiáng)、制造標(biāo)準(zhǔn)化程度高因而適合量產(chǎn)、板片可選擇材料范圍廣等諸多優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn),按照應(yīng)用方向來說,可以廣泛地應(yīng)用于暖通和電子冷卻這兩個(gè)領(lǐng)域,起到既散熱和調(diào)節(jié)空氣又實(shí)現(xiàn)余熱回收的環(huán)保節(jié)能作用。為了達(dá)到以上目的,本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種換熱板片具有強(qiáng)化波浪形導(dǎo)風(fēng)換熱槽的熱交換器,它包括由多個(gè)換熱板片上下疊加而成的換熱芯體、設(shè)置在換熱芯體的外部使熱交換器與外部設(shè)備相連接的端部構(gòu)件和連接構(gòu)件,相鄰的兩個(gè)換熱板片之間形成扁矩形空氣通道,換熱板片的表面上具有多個(gè)依次密集排列并且長度方向呈波浪形設(shè)置的導(dǎo)風(fēng)換熱槽,導(dǎo)風(fēng)換熱槽根據(jù)熱效率優(yōu)化和制造工藝合理化,具有一定的深度和寬度。眾多密集的導(dǎo)風(fēng)換熱槽,在板片上起到了增加換熱面積,提升換熱板片的平面強(qiáng)度的作用,同時(shí)有效導(dǎo)引來流空氣,始終使來流空氣沿著一定角度前進(jìn),并不斷地破壞來流空氣的邊界層,使來流空氣在換熱板片之間的空氣通道中以三維螺旋運(yùn)動(dòng)軌跡向前推進(jìn),從而與換熱板片之間進(jìn)行充分的蓄熱和換熱,提高了換熱系數(shù),而且減少灰塵積聚的幾率。進(jìn)一步地,導(dǎo)風(fēng)換熱槽的長度方向所呈的波浪形的任意偏角小于45度,該波浪形可以使來流空氣始終與導(dǎo)風(fēng)換熱槽保持小于45度的角度。進(jìn)一步地,換熱板片具有多個(gè)從下表面凸出的第一支撐部以及多個(gè)從上表面凸出的第二支撐部,且位于上方的換熱板片的第一支撐部與位于下方的換熱板片的第二支撐部相抵。第一支撐部和第二支撐部配合在兩個(gè)換熱板片之間形成有效的剛性支撐。在更加優(yōu)選的方案中,第一支撐部沿著導(dǎo)風(fēng)換熱槽的長度方向設(shè)置,并貫穿與換熱板片的主要表面區(qū)域,其深度可以通過模具調(diào)節(jié)。當(dāng)?shù)谝恢尾亢偷诙尾颗c導(dǎo)風(fēng)換熱槽之間相交時(shí),三者均為連續(xù)不間斷的。進(jìn)一步地,第一支撐部為由換熱板片上表面凹陷并從換熱板片下表面凸出的支撐凹筋。支撐凹筋起到了換熱板片平面加強(qiáng)筋的作用,同時(shí)有效緩解了沖壓導(dǎo)致的換熱板片的預(yù)應(yīng)力,提高了平整度。進(jìn)一步地,第二支撐部為一個(gè)或排列成列的多個(gè)支撐凸包,支撐凸包由換熱板片下表面凹陷并從換熱板片上表面凸出。支撐凸包與上述的支撐凹筋相抵接觸構(gòu)成的剛性支撐,既加強(qiáng)了上下?lián)Q熱板片之間的支撐強(qiáng)度,保證了形成的空氣通道強(qiáng)度良好,又不影響空氣的流動(dòng),對于增 加有效換熱面積、加強(qiáng)空氣湍流效果、強(qiáng)化板片支撐強(qiáng)度、提升板片的過風(fēng)耐壓能力、減少空氣中可能的灰塵積聚都起到了很好的作用。支撐凹筋和支撐凸包的數(shù)量可依實(shí)際情況而設(shè)定,其優(yōu)選的方案為:當(dāng)換熱板片的長度和寬度在300_以下時(shí),支撐凹筋與支撐凸包的對應(yīng)列數(shù)是2列;當(dāng)換熱板片的長度和寬度為301mm 500mm時(shí),支撐凹筋與支撐凸包的對應(yīng)列數(shù)是3列;當(dāng)換熱板片的長度和寬度為501mm IOOOmm時(shí),支撐凹筋與支撐凸包的對應(yīng)列數(shù)是4列;當(dāng)換熱板片的長度和寬度大于IOOlmm時(shí),支撐凹筋與支撐凸包的對應(yīng)列數(shù)是5列,目前在實(shí)際可以實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用中,世界上最大的換熱板片尺寸為1500mmo進(jìn)一步地,上下相鄰的兩個(gè)換熱板片之間旋轉(zhuǎn)90度疊加。即換熱板片依次疊加形成的空氣通道互相為90度轉(zhuǎn)向依次間隔。進(jìn)一步地,換熱板片的四邊向上或向下彎折而形成的用于連接上下相鄰兩個(gè)換熱板片的邊緣咬合部。進(jìn)一步地,換熱板片上設(shè)置有真空吸盤吸取點(diǎn),真空吸盤吸取點(diǎn)設(shè)置在換熱板片的四個(gè)角部。由于采用了上述技術(shù)方案,本實(shí)用新型具有強(qiáng)化波浪形導(dǎo)風(fēng)換熱槽換熱板片的熱交換器具有以下優(yōu)點(diǎn):1、由于換熱板片采用了具有波浪形導(dǎo)風(fēng)換熱槽表面,極大地增加了換熱板片的有效換熱面積,同時(shí)提高了換熱板片的導(dǎo)風(fēng)能力,提升了空氣湍流效果,增加了空氣與換熱板片的熱交換次數(shù),使得流體傳熱系數(shù)得到提聞,也就意味著提聞了熱交換器的換熱效;。、由于換熱板片的強(qiáng)化波浪形導(dǎo)風(fēng)換熱槽設(shè)計(jì)合理,保證了生產(chǎn)制造的順利實(shí)現(xiàn),提高了生產(chǎn)效率,降低了生產(chǎn)成本;3、由于換熱板片采用了強(qiáng)化支撐凹筋,極大地加強(qiáng)了換熱板片的平面張力,同時(shí)它對于空氣通道的支撐起到了關(guān)鍵作用,有效強(qiáng)化了換熱板片的耐壓能力,使得熱交換器整體耐風(fēng)耐壓能力得到提升,并且其支撐凹筋是與波浪形導(dǎo)風(fēng)換熱槽表面是連貫不間斷銜接設(shè)計(jì),在最大限度提升有效換熱面積的同時(shí),兼顧了減少空氣中灰塵積聚的功能體現(xiàn);4、由于換熱板片采用了強(qiáng)化支撐凸包,它與支撐凹筋相結(jié)合,在方向上既不干擾來流空氣的行進(jìn),在結(jié)構(gòu)上又穩(wěn)定地支撐了換熱板片所組成的空氣通道,使得熱交換器整體耐風(fēng)耐壓能力得到提升;5、由于換熱板片還在板片上設(shè)計(jì)了真空吸盤吸取點(diǎn),使得其可以在自動(dòng)化生產(chǎn)線上更加方便的實(shí)現(xiàn)生產(chǎn),摒棄了以往手工收取和疊加的缺點(diǎn),保證了熱交換芯體的疊加整齊美觀,生產(chǎn)效率可大為提升。
附圖1為本實(shí)用新型換熱板片具有強(qiáng)化波浪形導(dǎo)風(fēng)換熱槽的熱交換器的三維結(jié)構(gòu)示意圖;附圖2為本實(shí)用新型中的換熱芯體的三維結(jié)構(gòu)示意圖;附圖3為本實(shí)用新型 中的換熱板片的三維結(jié)構(gòu)示意圖;附圖4為本實(shí)用新型中的換熱板片的平面結(jié)構(gòu)示意圖;附圖5為本實(shí)用新型中的換熱板片的A-A截面圖;附圖6為本實(shí)用新型中的換熱板片的B-B截面圖。其中:1、換熱芯體;2、端部構(gòu)件;3、連接構(gòu)件;4、導(dǎo)風(fēng)換熱槽;5、換熱板片;6、支撐凹筋;7、支撐凸包;8、真空吸盤吸取點(diǎn);9、邊緣咬合部;10、空氣通道。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述,以使本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解,從而對本實(shí)用新型的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。參見附圖1和附圖2,本實(shí)施例中的一種換熱板片具有強(qiáng)化波浪形導(dǎo)風(fēng)換熱槽的熱交換器,其尺寸是長度和寬度同為300mm,它包括由多個(gè)換熱板片5上下疊加而成的換熱芯體1、設(shè)置在換熱芯體I的外部使熱交換器與外部設(shè)備相連接的端部構(gòu)件2和連接構(gòu)件3,相鄰的兩個(gè)換熱板片5之間形成扁矩形空氣通道10。如附圖3所示,換熱板片5為通過特定模具沖壓而成的雙面成形的波浪形導(dǎo)風(fēng)換熱槽4和支撐凹筋6與支撐凸包7的板片。換熱板片5的材質(zhì)一般為金屬,為了滿足具體應(yīng)用環(huán)境耐腐蝕要求以及濾風(fēng)和濕度調(diào)節(jié)功能等,金屬板片的表面會(huì)采用一些涂層,例如親水涂層、環(huán)氧涂層、吸濕涂層、分子篩涂層等,同時(shí)在某些特定應(yīng)用中,也可使用塑料或者紙質(zhì)材料。如附圖4至附圖6所示,多個(gè)導(dǎo)風(fēng)換熱槽4依次密集排列,波浪形導(dǎo)風(fēng)換熱槽4的深度為0.6mm 0.7mm,相鄰兩個(gè)導(dǎo)風(fēng)換熱槽4之間的間距為I 2mm。導(dǎo)風(fēng)換熱槽4所呈的波浪形曲線的任意偏角小于45度。支撐凹筋6即第一支撐部,由換熱板片5上表面凹陷并從換熱板片5下表面凸出,支撐凸包7即第二支撐部,由換熱板片5下表面凹陷并從換熱板片5上表面凸出。支撐凹筋6與支撐凸包7的高度為2mm 4mm之間,支撐凹筋6長度和高度的比例為11: 1,支撐凸包7截面為圓形,支撐凸包7的直徑與高度的比例為3:1。當(dāng)支撐凹筋6和支撐凸包7與導(dǎo)風(fēng)換熱槽4之間相交時(shí),三者均為連續(xù)不間斷的。換熱板片5的四個(gè)角部上各設(shè)置有真空吸盤吸取點(diǎn)8,真空吸盤吸取點(diǎn)8的直徑為8 10_。每張換熱板片5通過機(jī)械手由真空吸盤吸取點(diǎn)8拾取,按照每相隔一張換熱板片5轉(zhuǎn)換90度的規(guī)律進(jìn)行疊加,即第一張換熱板片5到達(dá)疊加位置不變,第二張換熱板片5順時(shí)針轉(zhuǎn)向90度再到達(dá)疊加位置,第三張換熱板片5位置不變,第四張換熱板片5順時(shí)針轉(zhuǎn)向90度到達(dá)疊加位置,依此類推,總疊加板片數(shù)由所要制造的熱交換器尺寸和技術(shù)要求參數(shù)控制。這些換熱板片5再經(jīng)過邊緣咬合疊加出來的換熱芯體I。這樣,第一張換熱板片5就和第二張換熱板片5構(gòu)成了一個(gè)扁矩形的空氣通道10,它的支撐結(jié)構(gòu)為第一張換熱板片5的支撐凸包7和第二張板片的支撐凹筋6相抵觸構(gòu)成,也就是說,支撐凸包7的平面位置和支撐凹筋6的平面位置是成90度投影對稱的;第二張換熱板片5和第三張換熱板片5構(gòu)成了后一個(gè)轉(zhuǎn)向90度的扁矩形的空氣通道10,它的支撐結(jié)構(gòu)為第二張換熱板片5的支撐凸包7和第三張板片的支撐凹筋6相抵觸構(gòu)成;第三張換熱板片5和第四張換熱板片5構(gòu)成了和第一個(gè)相同的扁矩形的空氣通道10,它的支撐結(jié)構(gòu)為第三張換熱板片5的支撐凸包7和張板片的支撐凹筋6相抵觸構(gòu)成;第四張和第五張換熱板片5構(gòu)成了再后一個(gè)轉(zhuǎn)向90度的扁矩形的空氣通道10,它的支撐結(jié)構(gòu)為第四張換熱板片5的支撐凸包7和第五張板片的支撐凹筋6相抵觸構(gòu)成;依此類推。由此組成的換熱芯體I其換熱效率由于波浪形導(dǎo)風(fēng)換熱槽4的表面設(shè)計(jì)而大幅 提高,其耐壓性由于支撐凹筋6和支撐凸包7組成的有效支撐結(jié)構(gòu)而大幅加強(qiáng),既合理增強(qiáng)支撐力又不至于影響空氣的流動(dòng)性,也就是說,兩組成90度區(qū)別排列的空氣通道10,使得熱交換器所通過的新風(fēng)和排風(fēng)空氣,在各自的空氣通道10內(nèi)通過換熱板片5的兩個(gè)面有效實(shí)現(xiàn)熱交換和空氣要素的調(diào)節(jié)。換熱板片5的四邊向上或向下彎折而形成的用于連接上下相鄰兩個(gè)換熱板片5的邊緣咬合部9,上下相鄰換熱板片5的邊緣咬合部9通過特定工藝和特定膠水互相咬合扣邊,可以耐受設(shè)計(jì)所需的大氣壓力,使得的空氣通道10之間互不干擾,良好的氣密性保證了換熱芯體I在應(yīng)用中的使用效果。本實(shí)施例中的換熱板片5由于具有強(qiáng)化波浪形導(dǎo)風(fēng)換熱槽4、支撐凹筋6、支撐凸包7、真空吸盤吸取點(diǎn)8、邊緣折疊咬合部10等關(guān)鍵優(yōu)化要素的存在,并且它們各自的技術(shù)參數(shù)經(jīng)過優(yōu)化更加合理,既使熱交換器的性能得到大幅提高,又使得生產(chǎn)制造包括換熱板片5壓制模具的制造都得以順利實(shí)現(xiàn)和優(yōu)化。換熱芯體I通過和外部的端部構(gòu)件2以及連接構(gòu)件3在一定工藝和工裝條件下的裝配,再通過符合Rohs標(biāo)準(zhǔn)的改性硅膠和盲頭鉚釘?shù)容o助材料的密封連接,就最終形成了一個(gè)完整的熱交換器。[0037]根據(jù)客戶實(shí)際安裝的要求,端部構(gòu)件2以及連接構(gòu)件3都可以另行設(shè)計(jì),以使熱交換器和外部設(shè)備有效結(jié)合,進(jìn)入最優(yōu)化的應(yīng)用層面。以上實(shí)施方式只為說明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn),其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并加以實(shí)施,并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍,凡根據(jù)本實(shí)用新型精神實(shí)質(zhì)所做的等效`變化或修飾,都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種換熱板片具有強(qiáng)化波浪形導(dǎo)風(fēng)換熱槽的熱交換器,它包括由多個(gè)換熱板片(5)上下疊加而成的換熱芯體(I)、設(shè)置在所述換熱芯體(I)的外部使熱交換器與外部設(shè)備相連接的端部構(gòu)件(2)和連接構(gòu)件(3),其特征在于:相鄰的兩個(gè)所述換熱板片(5)之間形成扁矩形空氣通道(10),所述的換熱板片(5)的表面上具有多個(gè)依次密集排列并且長度方向呈波浪形設(shè)置的導(dǎo)風(fēng)換熱槽(4 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換 器,其特征在于:所述的導(dǎo)風(fēng)換熱槽(4)的長度方向所呈的波浪形的任意偏角小于45度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器,其特征在于:所述的換熱板片(5)具有多個(gè)從下表面凸出的第一支撐部以及多個(gè)從上表面凸出的第二支撐部,且位于上方的換熱板片(5)的第一支撐部與位于下方的換熱板片(5)的第二支撐部相抵。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱交換器,其特征在于:所述的第一支撐部為由換熱板片(5)上表面凹陷并從換熱板片(5)下表面凸出的支撐凹筋(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱交換器,其特征在于:所述的第二支撐部為一個(gè)或排列成列的多個(gè)支撐凸包(7),所述的支撐凸包(7)由換熱板片(5)下表面凹陷并從換熱板片(5)上表面凸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器,其特征在于:上下相鄰的兩個(gè)所述換熱板片(5)之間旋轉(zhuǎn)90度置加。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器,其特征在于:所述換熱板片(5)的四邊向上或向下彎折而形成的用于連接上下相鄰兩個(gè)換熱板片(5 )的邊緣咬合部(9 )。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器,其特征在于:所述的換熱板片(5)上設(shè)置有真空吸盤吸取點(diǎn)(8)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種換熱板片具有強(qiáng)化波浪形導(dǎo)風(fēng)換熱槽的熱交換器,它包括由多個(gè)換熱板片上下疊加而成的換熱芯體、設(shè)置在換熱芯體的外部使熱交換器與外部設(shè)備相連接的端部構(gòu)件和連接構(gòu)件,相鄰的兩個(gè)換熱板片之間形成扁矩形空氣通道,換熱板片的表面上具有多個(gè)依次密集排列并且長度方向呈波浪形設(shè)置的導(dǎo)風(fēng)換熱槽,同時(shí),它的強(qiáng)化支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理,結(jié)合優(yōu)化,因此它具有換熱面積大、耐壓能力強(qiáng)、傳熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧牢固、適應(yīng)性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)性好、全熱顯熱應(yīng)用組合界面良好、溫濕度控制靈敏、制造標(biāo)準(zhǔn)化程度高因而適合量產(chǎn)等諸多優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn),可以廣泛地應(yīng)用于暖通和電子冷卻這兩個(gè)領(lǐng)域,起到既散熱和調(diào)節(jié)空氣又實(shí)現(xiàn)余熱回收的環(huán)保節(jié)能作用。
文檔編號(hào)F28D9/00GK203148272SQ20132009010
公開日2013年8月21日 申請日期2013年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月28日
發(fā)明者崔宏濤, 殷海昕, 羅楠, 張松華 申請人:蘇州安岢櫟熱能科技有限公司