板式換熱器人字形板片的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種板式換熱器人字形板片，其包括交替出現(xiàn)的高波紋與低波紋，高、低波紋的波高比約為1:2?1:4。同時，在高低波紋之間設(shè)計有凹坑，凹坑的開口方向與高低波紋方向相同，凹坑開口直徑為3mm，深度為0.6mm。本發(fā)明設(shè)計的高低波紋換熱性能好，同時由于低波紋的存在使得相鄰板片的觸點減少，具有阻力降小的特點。此外，凹坑的設(shè)置使流體流動流經(jīng)凹坑的時候產(chǎn)生局部紊流，使得流體換熱被二次強化，加強了流體的換熱能力。由于凹坑的增加，換熱板片換熱面積有所增加，整體換熱量增加。
【專利說明】
板式換熱器人字形板片
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種板式換熱器設(shè)備，尤其是一種板式換熱器人字形板片。
【背景技術(shù)】
[0002]板式換熱器是目前廣泛應(yīng)用的換熱設(shè)備，具有傳熱系數(shù)高，換熱性能好，結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)良特點，常常用在城市供暖與制冷，石油化工，余熱回收，食品加工等領(lǐng)域。
[0003]目前的人字形板式換熱器一般是由正弦形或梯形截面波紋組成，波紋高度均一致。采用傳統(tǒng)人字形波紋板片雖然具有換熱效果好的優(yōu)點，然而流動阻力較大。在某些工程實際應(yīng)用中(如城市供暖系統(tǒng))，較大的流動阻力使得系統(tǒng)循環(huán)栗功大大增加，大量能源浪費在流動阻力中。同時，該種傳統(tǒng)波紋的人字形板片一般用于冷熱流體的流量相等的工況，然而對于供熱等行業(yè)，冷熱流體的流量往往是不相等的，流量的差異也造成了板片換熱性能降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠減小流動阻力的板式換熱器人字形板片。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明包括板片本體和交替形成在板片本體上的高波紋和低波紋，所述高波紋和低波紋的截面形狀均為梯形，該高波紋和低波紋的波高比例為1:2-1:4且兩種波紋的波紋傾角均為60° -70°，位于高波紋和低波紋之間的板片本體上還形成有向上凸出的凹坑。
[0006]所述高波紋的波紋高度為3.7mm-4mm,所述低波紋的波紋高度為0.9mm-2mm。
[0007]所述凹坑的開口直徑為3mm-5mm，凹坑的深度為0.6mm，且相鄰兩個凹坑的間距為20mmo
[0008]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明針對現(xiàn)有的板型進(jìn)行改進(jìn)，提出一種高低波紋并附帶凹坑的復(fù)合波紋板型，該板型能夠減小流動過程中的阻力，并且所設(shè)置的凹坑能夠二次強化換熱，使得板片在減小流動阻力的同時換熱性能進(jìn)一步提高。使用時，相鄰的兩個本發(fā)明的板片的放置方式為波形相互反向疊置，使得流道截面積不相等，因此本發(fā)明更適用于供熱等換熱介質(zhì)流量不相等的行業(yè)。
【附圖說明】
[0009]圖1是傳統(tǒng)波紋板片構(gòu)成的流道截面示意圖；
[0010]圖2是本發(fā)明高低波紋并附帶凹坑的復(fù)合波紋板型的流道截面示意圖；
[0011]圖3是本發(fā)明高低波紋并附帶凹坑的復(fù)合波紋板型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
[0013]本發(fā)明涉及一種用于板式換熱器的人字形板片的波紋結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于板式換熱器設(shè)備中。高低波紋并附帶凹坑的復(fù)合波紋板型換熱器與普通板式換熱器基本結(jié)構(gòu)相同，由板片相疊而成，板片四周以及角孔位置處由橡膠墊圈密封，由此構(gòu)成冷熱流道。
[0014]參見圖2和圖3，本發(fā)明包括板片本體和交替形成在板片本體上的高波紋I和低波紋2，所述高波紋I和低波紋2的截面形狀均為梯形，該高波紋I和低波紋2的波高比例為1:2-1:4且兩種波紋的波紋傾角均為60° -70°，位于高波紋I和低波紋2之間的板片本體上還形成有向上凸出的凹坑3。
[0015]所述高波紋I的波紋高度為3.7mm-4mm，所述低波紋2的波紋高度為0.9mm-2mm。高、低波紋交替出現(xiàn)的設(shè)置使得相鄰板片間的觸點數(shù)量減少，板片間流體流動空間增大，因此大小波紋的流道阻力有效減小。低波紋2的設(shè)計減小了流體對板片正面沖刷的強烈程度，減小了大渦流產(chǎn)生的可能性，同樣起到了降低流動阻力的作用。
[0016]所述凹坑3的開口直徑為3mm-5mm，凹坑3的深度為0.6mm，且相鄰兩個凹坑3的間距為20mm。凹坑3的設(shè)計使流體在流動過程中增加擾動，流體流經(jīng)凹坑3時產(chǎn)生湍流，甚至有小量的回流，這樣使得流體換熱更加徹底。這種在主流不變的情況下的小規(guī)模的湍動加強了流體的換熱能力，板片整體的換熱能力得到二次加強。
[0017]目前城市供暖行業(yè)中熱水側(cè)的溫度變化范圍約為110°C -50°C，用戶側(cè)水的溫度變化范圍為45°C-55°C。本發(fā)明可以用于城市供暖系統(tǒng)中。本實施例為選取200mm*200mm板片單元作為研究對象。板式換熱器高低波紋并附帶凹坑的復(fù)合波紋板型是高低波紋交替出現(xiàn)的，如圖2所示，高波紋波高為4mm，低波紋波高為2mm，高低波紋的波高比為1:2，高低波紋的波紋傾角為60°，波紋截距為7mm。熱水側(cè)流道為圖2中的流道A，用戶側(cè)介質(zhì)水的流道為圖2中的流道B。
[0018]用戶側(cè)水在流經(jīng)圖2所示的流道時，在寬流道B中板片間的觸點數(shù)量減少，低波紋處流通截面增大，流動阻力相比圖1中的流道變小。同時熱水側(cè)水在A流道中流動時，低波紋2的設(shè)計減小了水對板片正面沖刷的強烈程度，減小了大渦流產(chǎn)生的可能性，同樣也起到了降低流動阻力的作用。
[0019]圖2中3所示為凹坑，凹坑3設(shè)計在高、低波紋之間的板面上，凹坑3突起的方向與高、低波紋的方向一致。凹坑3的開口直徑為3mm，深度為0.6mm。如圖3雙向箭頭所示，凹坑3的間距為20mm。冷熱兩側(cè)的介質(zhì)水在流經(jīng)凹坑時產(chǎn)生局部較小湍流，介質(zhì)水的流線受到擾動，增強了局部換熱的效果。流道A中的熱水在凹坑中甚至有小量的回流，這使得水的換熱更加徹底。這種小規(guī)模的湍動加強了流體的換熱能力，使得板片整體相比未加凹坑時的的換熱能力得到進(jìn)一步加強。
[0020]經(jīng)數(shù)值模擬計算圖1及圖2所示兩種不同板片組成的流道的速度、溫度、壓力場，可以發(fā)現(xiàn):傳統(tǒng)板片組成的流道(圖1所示)中冷流體溫度從45°C升高到11.52°C，冷流體流道中壓降為705Pa，而該發(fā)明板型組成的流道(圖2所示)中冷流體的壓降365Pa，然而冷流體的溫升卻提高到13.61°C?？梢钥闯鲈摪l(fā)明板片相比于傳統(tǒng)板片在壓降以及換熱方面均有改善，確如上文所述各項原因使得該發(fā)明板型相比傳統(tǒng)板型的總體性能得到提高。
[0021]綜上所述，本發(fā)明的內(nèi)容并不局限在上述的實施例中，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在本發(fā)明的技術(shù)指導(dǎo)思想之內(nèi)提出其他的實施例，但這些實施例都包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種板式換熱器人字形板片，其特征在于:包括板片本體和交替形成在板片本體上的高波紋(I)和低波紋(2)，所述高波紋(I)和低波紋(2)的截面形狀均為梯形，該高波紋(I)和低波紋(2)的波高比例為1:2-1:4且兩種波紋的波紋傾角均為60° -70°，位于高波紋(I)和低波紋(2)之間的板片本體上還形成有向上凸出的凹坑(3)。2.按照權(quán)利要求1所述的板式換熱器人字形板片，其特征在于:所述高波紋(I)的波紋高度為3.7mm-4mm，所述低波紋⑵的波紋高度為0.9mm-2mm。3.按照權(quán)利要求1所述的板式換熱器人字形板片，其特征在于:所述凹坑(3)的開口直徑為3mm-5mm，凹坑(3)的深度為0.6mm，且相鄰兩個凹坑(3)的間距為20mm。
【文檔編號】F28F3/04GK105890426SQ201510037351
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2015年1月25日
【發(fā)明人】何玉立, 馬嵐
【申請人】天津市津能雙鶴熱力設(shè)備有限公司