一种板管式换热器的制作方法

本发明涉及能源回收利用技术领域，尤其是指一种板管式换热器。

背景技术：

对低品位废流体能量的回收再利用，一直是节能领域研究重点。低品位废流体能量回收，最大的问题是污垢堵塞、沉积及其造成的换热系数的大幅度降低。对于大型污流体系统，可通过过滤等处理手段解决该问题，对于淋浴、洗头床等中小型污水系统，采用过滤等处理手段则显得不经济，且处理过程热损耗大，甚至可能无法热回收或使热回收失去经济意义。

中国实用新型专利ZL201120240147.X免拆洗离心污水换热器，从一定程度上解决了污垢堵塞、沉积及其造成的换热系数大幅降低的问题，但该技术一般适用于大型污水系统，对于中小型污水系统显然不合适。

中国实用新型专利ZL200810244379.5一种高效易清洗污水换热器，虽然适合于中小型污水系统，其由污水箱体内布置的蛇形换热管进行换热；但是蛇形换热管需要支撑，蛇形换热管的支撑和蛇形换热管本身均成为换热器污水流道内的障碍，也易造成污垢堵塞和沉积，需清洗的频率高，清洗也比较麻烦。同时对于中小型污水系统，当污水流量少时，污水不能完全浸没蛇形换热管，还会造成换热面积的浪费。

其他种类的换热器，如壳管换热器、浸没式换热器等，也均存在堵塞、沉积、换热系数低，清洗不易等问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种板管式换热器，其结构紧凑，安装方便，可以小型化，也可以用于大型废水系统，流体流动顺畅、有效地防止污垢堵塞、沉积等现象，且便于清洗和维护，降低使用成本。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种板管式换热器，包括芯体，芯体包括A板、B板、前封板及后封板；A板并列设有若干A板沉槽，A板沉槽的背面为A板沉槽凸起；B板设有与A板沉槽对应的B板沉槽，B板沉槽的背面为B板沉槽凸起，相邻的两个B板沉槽相连通；A板沉槽凸起设置于B板沉槽内且A板沉槽凸起与B板沉槽之间具有间隙，A板沉槽凸起和B板沉槽两端均设有密封间隙的结构，使A板沉槽凸起与B板沉槽之间形成介质流道；所述前封板和后封板分别设有用于连通相邻A板沉槽的前端槽和后端槽。

优选的，所述A板沉槽凸起和B板沉槽两端焊接，使A板沉槽凸起和B板沉槽两端的间隙被密封。

优选的，B板设有用于连通相邻B板沉槽的沉槽。

其中，前封板和后封板分别设置有前插槽和后插槽，A板和B板组装后两端分别插装于前插槽和后插槽。

其中，所述芯体设有若干加强筋条，若干加强筋条设置于A板和/或B板。

优选的，所述介质流道的截面呈月牙形。

进一步的，所述介质流道的月牙形截面由多段曲线组成，该多段曲线包括设置于A板的A板外压曲线段、分别与该A板外压曲线段的两端连接的A板内压曲线段、设置于B板的B板内压曲线段及分别与该B板内压曲线段的两端连接的B板外压曲线段。

优选的，还包括盖设于A板的盖板，盖板设有漏水孔，漏水孔处设有过滤网，所述前封板设有用于收集漏水孔中流出的流体的集水槽，集水槽与A板沉槽连通。

其中，所述芯体通过若干卡块安装于盖板。

优选的，还包括箱体，所述芯体装设于箱体。

本发明的有益效果：

(1)本发明结构紧凑，可以小型化、使得安装和放置方便，可以应用于淋浴、洗头床等中小型废水系统，也可以用于大型废水系统，其使用灵活，适应范围广。

(2)本发明在A板设置A板沉槽，在B板设置B板沉槽，A板和B板均采用板片加波纹结构进行强化换热，换热系数高。A板和B板采用板管结构组合成芯体，A板沉槽的整体平滑性好，废水流动顺畅，有效的避免污垢堵塞、沉积及其造成的换热系数大幅度降低问题。

(3)本发明A板沉槽和B板沉槽均并列设置有若干个，大大增加废水和自来水的热量交换面积，废水和自来水迂回流动，使自来水充分吸热。

(4)本发明A板的若干A板沉槽通过前端槽和后端槽连接，使得A板沉槽的转角为无障碍通道，其过渡平滑，可以避免污垢堵塞、沉积及其造成的换热系数大幅度降低的问题。

(5)本发明安装方便，对A板和B板进行冲压等就可以得到相应的沉槽，其制造相对容易，减低生产的成本。

(6)本发明采用A板和B板板管结构，其结构稳定，使用寿命长，并且便于对A板沉槽和介质流道进行清洗，其维护成本低。

附图说明

图1为本发明实施例一的立体结构示意图。

图2为本发明实施例一的立体结构分解示意图。

图3为本发明实施例一所述A板的立体结构示意图。

图4为本发明实施例一所述B板的立体结构示意图。

图5为本发明实施例一所述前封板的立体结构示意图。

图6为本发明实施例一所述后封板的立体结构示意图。

图7为本发明实施例一截面的局部结构示意图。

图8为本发明实施例一另一种截面的局部结构示意图。

图9为本发明实施例二的立体结构示意图。

图10为本发明实施例二的立体结构分解示意图。

图11为本发明实施例二截面的局部结构示意图。

图12为本发明实施例三的立体结构示意图。

图13为本发明实施例三的立体结构分解示意图。

图14为本发明实施例四的立体结构示意图。

图15为本发明实施例四的立体结构分解示意图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

实施例一。

如图1至图8所示，一种板管式换热器，包括芯体20，芯体20包括A板30、B板40、前封板50及后封板70；A板30并列设有若干A板沉槽301，A板沉槽301的背面为A板沉槽凸起302；B板40设有与A板沉槽301对应的B板沉槽401，B板沉槽401的背面为B板沉槽凸起402，相邻的两个B板沉槽401相连通；A板沉槽凸起302设置于B板沉槽401内且A板沉槽凸起302与B板沉槽401之间具有间隙，A板沉槽凸起302和B板沉槽401两端均设有密封间隙的结构，使A板沉槽凸起302与B板沉槽401之间形成介质流道60，所述前封板50和后封板70分别设有用于连通相邻A板沉槽301的前端槽501和后端槽701。

实际应用时，所述A板30和B板40组装后，前封板50和后封板70分别设置于A板30和B板40组装体的两端。根据需要，可以采用多种方式密封A板沉槽凸起302和B板沉槽401两端的间隙，例如采用胶条密封及焊接密封等。本实施例中，提供一种优选的方案，所述A板沉槽凸起302和B板沉槽401两端焊接，焊接时，可以将A板30的两端下压或者将B板40的两端上压，使A板30的两端和B板40的两端进行接触式焊接，从而使A板沉槽凸起302和B板沉槽401两端的间隙被密封，而且能够承受较大的压力。相邻的两个B板沉槽401相连通的，A板沉槽凸起302与B板沉槽401之间的间隙也相互连通，其成为用于流通自来水或者其他介质的介质流道60。介质流道60的截面可以采用多种形状，如U型弯流道、圆形流道、椭圆形流道等，以适应不同换热场所要求。相邻的A板沉槽301通过前端槽501和后端槽701相串通，使得若干A板沉槽301和前端槽501和后端槽701组成废水流道。所述前端槽501和后端槽701优选为U形状，使得废水的流动更加顺畅。

本发明可用在洗澡间、淋浴房及洗头床等用水的场合，其对废水的热量进行回收。使用时，可以采用第一进出水管001和第二进出水管002连通介质流道60的首端和尾端，从而可以对介质流道60通自来水。洗澡间、淋浴房及洗头床等用过的废水流入到由若干A板沉槽301和前端槽501和后端槽701组成废水流道中，介质流道60中的自来水和废水流道中的废水进行交换热量，从而利用废水的预热对自来水进行预热，再将预热后的自来水引至洗澡间、淋浴房及洗头床等用水的场合进行使用。

本发明结构紧凑，可以小型化、使得安装和放置方便，可以应用于淋浴、洗头床等中小型废水系统，也可以用于大型废水系统，其使用灵活，适应范围广。

本发明在A板30设置A板沉槽301，在B板40设置B板沉槽401，A板30和B板40均采用板片加波纹结构进行强化换热，换热系数高。A板30和B板40采用板管结构组合成芯体20，A板沉槽301的整体平滑性好，废水流动顺畅，有效的避免污垢堵塞、沉积及其造成的换热系数大幅度降低问题。

本发明A板沉槽301和B板沉槽401均并列设置有若干个，大大增加废水和自来水的热量交换面积，废水和自来水迂回流动，使自来水充分吸热。

本发明A板30的若干A板沉槽301通过前端槽501和后端槽701连接，使得A板沉槽301的转角为无障碍通道，其过渡平滑，可以避免污垢堵塞、沉积及其造成的换热系数大幅度降低的问题。

本发明安装方便，对A板30和B板40进行冲压等就可以得到相应的沉槽，其制造相对容易，减低生产的成本。

本发明采用A板30和B板40板管结构，其结构稳定，使用寿命长，并且便于对A板沉槽301和介质流道60进行清洗，其维护成本低。

本实施例中，B板40设有用于连通相邻B板沉槽401的沉槽400。所述沉槽包括上沉槽407，该上沉槽407位于相邻B板沉槽401之间的凸起上。如图7所示，当A板沉槽凸起302的底面没有与B板沉槽401接触时，只设置一个上沉槽407即可。如图8所示，当A板沉槽凸起302的底面与B板沉槽401接触时，所述沉槽还包括下沉槽408，B板沉槽401被A板沉槽凸起302间隔成两个部分，采用上沉槽407和下沉槽408使相邻B板沉槽401连通。从而使得A板沉槽凸起302与B板沉槽401之间的间隙也相互串通，而得到连通的介质流道60，其结构简单，整体性好，承压能力强。当然，根据使用需求，B板沉槽401也可以采用其他方式串通，比如采用上述的A板沉槽301的串通方式，采用封板结构来串通等。

本实施例中，前封板50和后封板70分别设置有前插槽502和后插槽702，A板30和B板40组装后两端分别插装于前插槽502和后插槽702，其安装简单，固定可靠，并使若干A板沉槽301与前端槽501和后端槽701完全对接。

本实施例中，所述芯体20设有若干加强筋条80，若干加强筋条80设置于A板30和/或B板40。具体来说，加强筋条80可以焊接于A板30或B板40上，或同时在A板30和B板40上都焊接加强筋条80，使得芯体20结构稳定，承压能力强。

如图7所示，本实施例中，优选的，所述介质流道60的截面呈月牙形，加大流体扰动，增大换热系数，加强流体的热量交换。

本实施例中，所述介质流道60的月牙形截面由多段曲线组成，该多段曲线包括设置于A板30的A板外压曲线段305、分别与该A板外压曲线段305的两端连接的A板内压曲线段306、设置于B板40的B板内压曲线段405及分别与该B板内压曲线段405的两端连接的B板外压曲线段406。具体的，根据承受压力的大小，将多段曲线设为内压曲线段和外压曲线段，设计时，便于对A板30和B板40的厚度进行计算，设计实用、合理的厚度，避免产生设计缺陷，且避免材料的浪费，降低生产的成本。同时介质流道60采用多段曲线内外压设计，能够有效的减少流体的阻力。

本实施例中，提供计算A板或者B板厚度的计算公式，所述A板或者B板的厚度为：

按外压设计时

按内压设计时

其中，P为芯体流体设计压力；

D_1n为A板外压曲线段305或者B板外压曲线段406的当量直径；

D_2n为A板内压曲线段306或者B板内压曲线段405的当量直径；

[σ]为A板外压曲线段305或者B板外压曲线段406材料的抗拉强度；

σ为A板内压曲线段306或者B板内压曲线段405材料的抗拉强度；

η为A板内压曲线段306或者B板内压曲线段405的安全系数；

所述月牙形的介质流道60的平均壁厚

η₃为月牙形的介质流道60壁的抗拉强度安全系数；月牙形的介质流道60当量直径D₃＝L/π；其中，L为月牙形的介质流道60的周长；

实际使用时，所述A板或者B板的厚度取s_1n、s_2n、s₃中的最大值，并再加上安全余量a。所述安全余量a为根据实际生产需求选择的系数。

实施例二。

如图9至图11所示，本实施例二与实施例一的不同之处在于：还包括盖设于A板30的盖板10，盖板10设有漏水孔101，漏水孔101处设有过滤网102，所述前封板50设有用于收集漏水孔101中流出的流体的集水槽503，集水槽503与A板沉槽301连通。

本实施例中，增加盖板10，该盖板10盖设于A板30，从而对A板沉槽301进行密封。实际应用时，盖板10可以与A板30顶面的凸起接触，也可以不接触。洗澡间、淋浴房及洗头床等使用后的废水从漏水孔101流入，通过过滤网102过滤后，流入到集水槽503中，废水再从集水槽503流入到A板沉槽301中进行热量交换。所述盖板10与A板30之间的连接、A板30与B板40之间的连接，均可以根据承压能力的不同需求，从而选择焊接密封或者通过胶条压封等。本实施例中，所述芯体20通过若干卡块90安装于盖板10。

本实施例中，增加盖板10，使用者可以站在盖板10上进行淋浴，盖板10对A板沉槽301进行密封，过滤网102对废水进行过滤，可去除毛发等异物，防止废水流道堵塞。进一步采用卡块90安装芯体20，A板30和B板40组装后，其两端用若干卡块90卡紧，其安装方便，固定可靠。

实施例三。

如图12至图13所示，本实施例三与实施例二的不同之处在于：还包括箱体100，所述芯体20装设于箱体100。实际应用时，将芯体20安装于箱体100时，箱体100的底面可以与B板沉槽凸起402抵接，使得流体在箱体100与B板沉槽凸起402围成的流体槽200中流动，如图13所示。箱体100的底面也可以不抵接B板沉槽凸起402，使得流体在B板40与箱体100之间流动。在上述实施例二的基础上，再增加箱体100，可以将废水引入流体槽200中，使得介质流道60中的自来水同时吸收流体槽200和A板沉槽301中废水的热量，其吸热效果好，充分利用芯体20的结构来进行热量交换。当然，根据使用的需求，流体槽200或A板沉槽301均可以单独配合介质流道60进行废水与自来水之间的热量交换。

实施例四。

如图14至图15所示，本实施例四与实施例三的不同之处在于：所述芯体20至少设置有两组。本实施例中，多个芯体20组合成组合芯体300，将该组合芯体300装在箱体100内。采用第一进出水管001和第二进出水管002将各个芯体20的介质流道60并联或者串联起来，对其集中通自来水。同时，在箱体100上连接通废水的进出接头500，在箱体100通废水，使组合芯体300中的自来水吸收废水的热量。当然，也可以将各个芯体20的介质流道60串联起来使用。本实施例中，除了具有实施例三中的有益效果外，其将多个芯体20组合使用，可增大换热器的换热量，特别适用于大型废水系统的换热。

本实施例中，所述箱体100内设有用于对流体的流向进行导向的若干导向板600，所述芯体20安装于若干导向板600。芯体20通过导向板600进行固定，导向板600可以对箱体100的废水的流向起到导向作用，使其朝一个方向流动。另外，导向板600起到安装和固定芯体20的作用。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。