专利名称：用于均衡热交换器中热流体引出平面板温度的设备和方法
技术领域：
用于均衡热流体引出平面板温度的设备和方法的示例性实施例涉及板式流 体-流体(fluid-to-fluid)热交换器。更具体而言，这些实施例涉及构造成用以最大限度 地减小可归因于形成热交换器基体(matrix)的板上的冷点(cold spot)的有害效应的热 交换器。
背景技术：
流体-流体热交换器基体设计成用以例如从热排气气体中获取能量。当热气流行 进经过该基体时，较冷的相反的气流从穿过居间板的热气流中吸收热能并冷却热气流。因 此，朝向热气体流动路径的末端(即热气体弓丨出平面)，热气体随着其与板的金属表面相接 触而温度变低，其中，该板将进入的较冷气体与流出的被冷却的热气体分隔开。在热气体引 出平面处，板温度可由于紧邻冷却气体进入平面而较低。当热气体接触分隔两股气流的金 属板的冷却部分或低温部分时，可达到热气体成分的露点温度，且可发生冷凝。因此，当气 流中存在腐蚀成分时，由于颗粒累积造成的腐蚀性冷凝或结垢可导致热交换器基体的过早 损坏。理想的流体_流体热交换器(仅以举例的方式，下文称为气体_气体热交换器) 应当将热过程气体的温度冷却至仅接近腐蚀成分的露点温度，以便热气体流出热交换器基 体而不会首先冷凝热气体引出平面附近的冷点或热交换器基体板的任何部分上的成分。热 交换器通常不容许热气流和冷却气流的真正逆流，且因此在垂直于气体流动的平面处，热 过程气体在其行进经过和流出热交换器基体时不会均勻地冷却。因此，可能在热交换器基 体的板上形成冷点。
发明内容
用于最大限度地减少热交换器板上的冷点的潜在可能的方式是公知的。一种方式 是采用并流型热交换器。然而，这种方式不会优化对于热交换器基体表面区域所传递的热 量。例如，对于并流型热交换器中质量流相等且热容量相等的两股气流而言，最大理论回收 效率为50%。另一方式是设计出具有100%理论回收效率的"真正"逆流型热交换器。然而，这 是不现实的，因为与将会容许两股气流以逆流方式进入和流出各板之间的通路的歧管构成 相关的复杂性和成本而受到抑制。由于制造的经济性，当前使用的气体_气体热交换器为交叉流或准逆流设计。除 非使用特殊设计程序，否则热气体引出平面(和冷气体引出平面)附近的热交换器基体板 温度会呈现低于板上的其它点(部位，point)的温度。为了实现最佳的热传递，且同时避 免板的热流体引出平面附近的局部冷区域处的冷凝，用于降低进入的冷气体对板温度的影 响的又一方式是热隔离热交换器板的部分。隔离技术可用于提高热气体引出平面处的板冷 转角(cold corner)中的金属板温度，从而产生无冷凝操作。然而，该技术可导致增加成本和浪费热交换器表面区域。图1中示出了典型的板式气体-气体热交换器基体。热气体(由箭头140表示) 在温度T3(例如，1000° F)下在基体的顶部进入，且在基体的底部流出。冷却气体在基体 的邻近其底部的侧面上的冷却气体进入平面175处进入基体(由箭头Tl表示)，且在基体 的邻近其顶部的侧面上流出基体(由箭头Τ2表示)。在热气体引出平面100处，由于热气 体150 (被冷却的热气体)离开而存在变化的温度分布。在板点(板部位)150a处，离开热 气体的温度最低，为450° F。由于各板点150b、150c和150d之间的距离，离开热气体150 的温度分别提高大约100° F。在板点100处，离开热气体150的温度为800° F。尽管离 开热气体150的平均温度为650° F，但板点150a至150d处的离开热气体150的温度间的 差别很明显。板点150a(离开热气体150的温度最低的点)也处在热交换器基体的冷却气 体进入平面175附近。申请人已发现的是，在板点150a-150d处期望具有大致相等的金属 板温度。这容许最大的热传递而不会在板上有冷凝以及因颗粒累积造成的随之而来的腐蚀 和/或结垢。板温度由邻近居间板的热气流和冷却气流的温度以及在板的相反表面上的相同 x、y坐标处的各个气流的传热系数所影响。这种关系源于热传递的通用方程U = l/d/hi+fi+t/k+^+l/h^hsRe°-8=(p VDh/μ)0·8h = f [Re0-8Pr0'3]Re = P VDh/μQ=传递的热量A =面积Δ T =传递板上的点处的热气体与冷气体之间的温度差U=总体传导率Ii1 =冷气体传热系数，btu/(hr ft2。F)=冷气体结垢因数t/k =金属厚度除以金属热传导率f4 =热气体结垢因数h4 =热气体传热系数，btu/(hr ft2。F)Re =雷诺数ρ =气体密度，lb/ft3V =气体速度，ft/hrDh =流动通路的液压直径，ftμ =气体粘度，btu/(hr ft° F)Cp =气体比热，btu/(lb° F)k=气体的热传导率，btu/(hr ft° F)因此，速度V是在给定入口流动状态的情况下可按任何程度变化的唯一参数。换 言之，鉴于上文，可确定传热系数h随速度变化，例如，h V°_8。热交换器基体中的板上的 点的温度可通过操纵整个基体的各位置处的过程气体的速度V来实现。本文所述的热交换 器的实施例通过改变基体内的板上的凸起(或可变流动结构)之间的间距来使其实现。可变流动结构可在制造过程期间形成以通过热传递板之间的间距来保持期望的气流。可变流 动结构可以是凸起，该凸起在基体设计中通过凸起高度和凸起间距(即，当冲压金属板时 的凸起之间的距离)来限定。给定板点处的热气体速度增大，所有其它参数保持恒定，则导致热气体的传热系 数比增大，且因此提高了该点处的板温度。因此，板的可变流动结构可布置或设计图案以 影响不同板点处的气体速度，且从而优化h4 (和可能的话Ii1)的值，且使热气体引出平面处 或附近以及基体板上的其它位置的点处的板温度在一定程度上均衡。具体而言，可变流动结构可布置在基体内的板上，以便增大热气流的速度，且可能 的话降低通常较冷的板点处的冷气流的速度。相反的构造可用于板通常较热的板点处。当 热气流速度增大，且因此热气体的传热系数增大时，热气体温度可比相对的冷气流的温度 对金属板温度影响更大。相反，速度减小的冷气流可导致金属板温度较少受到冷气体温度 的影响。因此，在板上温度最低的点处，可能有利的是增大热气流速度以优化h4，且可能的 话减小冷气流速度以优化Ii1，从而导致金属温度升高。面向热气流的板表面上的可变流动结构还可布置成以便人造流动阻力迫使热气 体通向冷气体进入热交换器的区域。相反，面向冷气流的板表面上的可变流动结构可布置 成以便人造流动阻力迫使冷气体远离呈现冷点的板部分。本文描述了示例性实施例。然而，设想到的是，可结合本文所述的用于最大限度地 减少板式气体-气体热交换器的板中的冷点的方法和设备的特征的任何热交换器布置均 由示例性实施例的范围和精神所包含。
图1示出了根据相关技术的热交换器基体板和热气体引出平面气体温度的截面 简图；图2示出了图1中所示的热交换器板和气体速度的截面简图；图3示出了在示例性实施例中使用的逆流型热交换器构造；图4示出了根据示例性实施例的具有可变流动结构模式(pattern)的冷气体流动 通路板表面；图5示出了根据示例性实施例的具有可变流动结构模式的热气体流动通路板表图6示出了根据示例性实施例的具有可变流动结构模式的板的侧视图；以及图7示出了根据示例性实施例的热交换器基体的一部分的截面透视图。图8示出了根据示例性实施例的具有基体的交叉流型热交换器的透视图。
具体实施例方式示例性实施例旨在覆盖可包括在如本文限定的方法和设备的精神和范围内的所 有备选方案、改型和同等布置。参照附图，以便理解用于均衡热气体引出平面板温度以最大限度地减少气体-气 体热交换器基体板上的冷点的设备和方法。在附图中，相似的参考标号全都用于指示类似 或相同的元件。附图描绘了结合本文所述的示例性实施例的特征的示范性热交换器的各种实施例和与实施例相关的数据。图1示出了相关技术的板式热交换器，其中，冷气流130和热气流140的h值未经 优化，且因此，金属板温度在热气体引出平面100处是不均勻的。具体而言，板点150a-150d 处的金属温度彼此有显著差异。图1中所示类型的相关技术的板通常具有对称的可变流动结构布置。图2示出了 图1中所示的热交换器板的截面简图。代替如图1中所示的离开热气体的温度，图2示出 了热气体引出平面200处或附近的热气体(由箭头225表示)的速度，以及进入冷却气体 235的速度，且具体是在冷却气体进入平面275处或附近的板点230A和230B处的进入冷却 气体235的速度。在冷却气体进入平面275处，冷气流235具有较高的速度，导致在冷却气体进入平 面275附近(在此，冷空气阵风进入热交换器)的板是最冷的。如图2中所示，冷却气流235 在板点230A处具有大约1000英尺/分钟(ft/min)的速度，而冷却气流235在板点230B 处的速度为大约470ft/min。相反，流出热气流225的速度在整个热气体引出平面200周围可相对均勻，该速度 为大约585ft/min。如果冷却气流235在一板点处具有比热气流225更高的速度，则板温度 可受到冷却空气流235及其温度的更大影响。因此，且如图1中所示，流出热气体150所具 有的温度可从冷却空气进入平面周围附近的较低温度变为冷却空气进入平面175远端的 板部分的较高温度。实际上，图1示出了接近冷却气体进入平面175的从板点150d至150a 的流出热气体150的温度下降，板点150d处在冷却气体进入平面175的远端。热交换器基体的板之间的间距可由形成在板上、高度通常为板之间的间距的一半 的凹部或其它形状可变的凸起(本文中共同称为可变流动结构)限定。相对的板上的凹部 彼此接触，以限定板间距且提供结构支承。即是说，对于半英寸的板间距而言，各板上的凹 部高度将为四分之一英寸。板上的可变流动结构模式可出于以下目的来选择(1)支承板以经受流体流之间 的压力差，从而防止板由于气体压力高而倒塌到彼此上；(2)增加流动湍流以提高h ； (3)减 少湍流以减小气流压降；或者(4)对1、2和3进行组合以控制温度和总体性能。尽管凸起 或凹部描述为示例性的可变流动结构，但改变相邻气流的速度的任何结构均可构成根据示 例性实施例的可变流动结构。相关技术的热交换器具有带凹部或凸起的板，这些凹部或凸起可等距间隔开或是 对称的，且可呈现如图1和图2中所示的速度和板温度。如上文所述，热气体温度从冷气体 进入平面175处的低温变为与入口相反的一侧(例如，板点150d)处的高温。如图1和图 2中所示，热气流在热交换器的全长上具有大致相等的速度，因为热侧上的凹部在整个板表 面上均勻地间隔开且对称地布置。冷气流通常为"U形流动"模式且具有不同的速度，最 大速度对应于最短流动长度，而最小速度对应于最长流动长度。当凹部如相关技术中那样 均勻间隔开时，流动流之间的速度关系可表示为以下等式 V12b = sqrt [ (L12a\L12b) X V12a] · 图2示出了图1的冷却气体流动流180 (对应于板点230A处的流动流235)的速度 大于图1中的冷却气体流动流185(对应于板点230B处的流动流235)的速度的两倍。如 图1中所示，冷却气体沿流动流180路径比沿流动流185对板温度的影响更大，且因此降低了最靠近冷却空气进入平面175的流出热气体的温度(例如，在板点150a处为450° F)。 冷却气体流动流185具有相反的效果。由于板点处的流动流185的速度小于该点处的板相 对侧上的热气体的速度，故热气体弱于冷空气入口附近的热气体流动流228受到冷却，且 因此，热气体流动流227在较高温度(例如，在板点150d处为800° F)下离开热交换器，且 相应地影响周围的板温度。由于分开两股气流的板表面附近的气流的值h对给定位置处的板温度有直接影 响，故可通过设计可变流动结构模式来影响气体流动分布，且因此影响热交换器各处的速 度，从而将板温度控制在一定程度。如上文所述，气流速度越高，则气流的系数值h就越高。 如果热气体的h4大于冷气体的h1;则板受到热气流温度的影响就更大。因此，当传热系数 变化时，就可观察到对板温度Tp的影响。该关系可表示为以下等式hjp-hjc = h4Th-h4TpTp (h!+h4) = hJc+h4ThTp = (hJc+h4Th) / Qi^h4)有可能的是计算出可变流动结构布置，该布置可采用可优化它们的值h来实现在 热气体引出平面处均勻的金属温度的方式来改变冷气流和热气流中的一者或两者的速度 分布。尽管以举例的方式论述了其中的冷气流通常为"U形流动"模式的逆流型板式 热交换器构造，但将应认识到的是，本文所公开的特征和功能期望的是可结合到各种热交 换器构造中。例如，图3示出了根据示例性实施例的逆流型板式热交换器构造。除"U形流 动"之外的可变流动结构布置可应用于热交换器构造中，如"X形流动"、“K形流动" 和"L形流动"。这些构造是以举例的方式提出的。同样，将应认识到的是，逆流和交叉流 构造这两类都可使用。图4示出了面向冷气流的板表面，其具有凸起或凹部(即，可变流动结构410)的 优选布置。根据示例性实施例的热交换器基体可包括面向冷气流的具有对称的可变流动结 构布置的板表面，而面向热气流的板表面具有布置成用以优化热气流的114的可变流动结构 布置。图4中所示的面向冷气流的板表面的优选可变流动结构布置可实现理想的板温 度，且可导致热流体流和冷流体流的h值在任何给定x、y板坐标处的值接近彼此，从而提高 了热交换器的总体性能。换言之，总体传导率U在具有带根据示例性实施例布置的可变流 动结构410的板的基体中比在具有带大致对称的可变流动结构间距的板的基体中具有更 大的平均值。这就导致在热交换器中产生相同的热性能需要较小的表面面积，或相反，对于 相同的表面面积提高了热交换器基体的总体有效性。即使性能提高，总体降压也基本上保 持不变。尽管不均勻的可变流动结构410间距可导致较大的湍流和较大的压降，但这可由 较大的板间距(较少板)弥补以实现相同的有效性。图4中所示的示例性冷侧板表面400体现了不对称的且获得上文刚刚论述的优点 的可变流动结构410模式。例如，板400的部分440所具有的可变流动结构410布置为可 变流动结构410之间的间距在整个部分440上大致相等。然而，可变流动结构410的密度 在部分420、430和440之间是不同的。例如，板400的部分420的可变流动结构410之间 的间距远大于板400的部分430的可变流动结构410之间的间距。
类似的是，图5示出了面向热气流的板表面的可变流动结构510的优选模式布置。 图5示出了在板500的不同部分间，板500的可变流动结构510可在其间具有不同的间距。 例如，在示例性实施例中，部分540中的可变流动结构510之间的间距在整个部分540上可 大致相等。然而，部分520的可变流动结构510的密度可明显小于部分540的可变流动结 构510的密度，即，部分520的可变流动结构510之间的间距可大于部分540的。类似的是， 板500的部分530中的可变流动结构510的密度可大于部分540和520的。具有图4和图5中所示的可变模式板表面中的一种或两者的热交换器可实现热气 体和冷气体的速度变化，以便优化热气体和冷气体中的一者或两者的值h，从而导致金属温 度在热气体引出平面处或附近的所有板点上大致均勻。图6示出了根据示例性实施例的具有可变流动结构模式的板的侧视图。从图6可 以理解的是，可变流动结构601可布置在板600上，以便可变流动结构601布置在可面向热 气流的板600的第一表面605上。可变流动结构601还可布置在可面向冷气流的板600的 第二表面610上。因此，表面605和610可形成在单个板600上或由单个板600限定。此 外，可变流动结构601可形成在单个板600的两个表面605和610上。因此，在制造期间， 可变流动结构601可由相同的板600形成或形成在相同的板600上。图7示出了根据示例性实施例的交叉流型热交换器的截面透视图。交叉流型热交 换器700可包括根据示例性实施例的热交换器基体705，包括具有如上文所述的可变流动 结构模式的板。具体而言，交叉流型热交换器700可具有冷气体流动流入口 710和对应的冷 气流流动流出口 720，在其中，冷气体可进入和流出热交换器基体。交叉流型热交换器700 可包括热气体流动流入口 730和对应的热气体流动流出口 740。板745可布置为用以形成 基体750。至少一个板745可包括按影响穿过板745的流动流速度的模式布置的可变流动 结构753。例如，整个板745上的可变流动结构753的变化的密度可影响相邻气体流动流的 方向和速度，且相应地影响流动流的值h。当值h通过可变结构753模式布置的方式优化 时，可减少板745上的冷点的出现，因为例如在整个热气体流动流出口 740上的板745温度 大致均勻。图8示出了交叉流型热交换器800的透视图。具体而言，图8示出了可包括根据 示例性实施例的图7中所示的基体的交叉流型热交换器800。交叉流型热交换器800可包 括热气体流动流入口 804，该入口 804可允许沿第一方向的热气体流动。交叉流型热交换器 800还可包括冷气体流动流入口 806，该入口 806可允许沿大致垂直于热气体气流的第一方 向的第二方向的冷气体流动。如上文所述，在不脱离示例性实施例的范围和精神的情况下， 备选实施例可包括逆流型热交换器。尽管已参照具体实施例描述了通过优化过程气流的传热系数来最大限度地减少 板式气体-气体热交换器的板上的冷点，但很明显，许多备选方案、改型和变体对于本领域 的技术人员将是显而易见的。因此，如本文所阐述的方法和设备的实施例意图为示范性的， 而非限制性的。在不脱离示例性实施例的精神和范围的情况下可进行改变。将应认识到的是，上文公开的和其它的特征和功能或其备选方案期望的是可结合 到许多其它不同系统或应用中。另外，各种目前并未预见或并未预料到的备选方案、改型、 变体或在其中的改进随后可由本领域普通技术人员作出，且还期望由所附权利要求包含。
权利要求
1.一种流体_流体热交换器基体，包括具有第一表面和第二表面的第一板；具有第一表面和第二表面的第二板，所述第一板的第二表面与所述第二板的第一表面 相对以限定第一流动通路；第三板，其具有与所述第二板的第二表面相对的第一表面以限定第二流动通路；所述第一板、所述第二板和所述第三板构成板式基体的一部分，其中，所述基体具有与 所述第一流动通路和所述第二流动通路中的至少一个连通的第一流动入口和第一流动出 口，以及与所述第一流动通路和所述第二流动通路中的另一个连通的第二流动入口和第二 流动出口 ；以及所述第一板的第二表面具有布置在第一区域和第二区域中的多个可变流动结构，所述 第一区域具有的可变流动结构密度大于所述第二区域的可变流动结构密度，以便控制经过 所述第一流动通路的流体的速度。
2.根据权利要求1所述的流体-流体热交换器基体，其特征在于，所述第一流动通路容 许热流体沿第一方向流动通过，以及其中，所述第二流动通路容许冷流体沿第二方向流动 通过，所述第二方向为相对于所述第一方向大致横切和大致相对中的一种，所述第二板的 第一表面具有布置在第一区域和第二区域中的多个可变流动结构，所述第一区域具有的可 变流动结构密度大于所述第二区域的可变流动结构密度；所述第二板的第二表面具有布置在第一区域和第二区域中的多个可变流动结构，所 述第一区域具有的可变流动结构密度大于所述第二区域的可变流动结构密度，由此，所述 第二板的第一表面和所述第二板的第二表面的可变流动结构的密度改变了所述热流体和 所述冷流体中的至少一个的速度，从而优化了所述热流体和所述冷流体中的一个的传热系 数，使得所述第一板和所述第二板中的至少一个的温度在整个所述第二流动出口上大致相寸。
3.根据权利要求1所述的流体-流体热交换器基体，其特征在于，所述第一流动通路容 许热流体沿第一方向流动通过，以及其中，所述第二流动通路容许冷流体沿与所述第一方 向大致相对的第二方向流动通过，所述第二板的第一表面具有布置在第一区域和第二区域 中的多个可变流动结构，所述第一区域具有的可变流动结构密度大于所述第二区域的可变 流动结构密度；所述第二板的第二表面具有布置在第一区域和第二区域中的多个可变流动结构，所述 第一区域具有的可变流动结构密度大于所述第二区域的可变流动结构密度，由此，所述第 二板的第一表面和所述第二板的第二表面的可变流动结构控制所述热流体和所述冷流体 中的至少一个的速度，从而优化所述热流体和所述冷流体中的一个的传热系数，使得所述 第一板和所述第二板中的至少一个的温度受到控制用以最大限度地减少在整个所述第二 流动出口上出现冷点。
4.根据权利要求1所述的流体-流体热交换器基体，其特征在于，所述第二板的第一表 面还包括布置在第一区域和第二区域中的多个可变流动结构，所述第一区域具有的可变流动结 构密度大于所述第二区域的可变流动结构密度，其中，所述第一板和所述第二板的可变流动结构为凸起，以及其中，所述第二板的多个凸起中的一些接触所述第一板的多个凸起中的一些，由此，所述基体在结构上受到支承。
5.根据权利要求1所述的流体_流体热交换器基体，其特征在于，所述第一板还包括 所述第一板的第一部分和所述第一板的第二部分两者都定位在所述第二流体出口处，其中，所述多个可变流动结构布置成导致所述第一板部分的温度大致等于所述第二板部分 的温度。
6.根据权利要求1所述的流体_流体热交换器基体，其特征在于，所述第一板还包括 所述第一板的第一部分和所述第一板的第二部分两者都定位在所述第二流体出口处，其中，所述多个可变流动结构布置成用以最大限度地减少出现所述第一板部分的温度低于 所述第二板部分的温度。
7.一种流体-流体热交换器基体，包括 具有第一表面和第二表面的第一板；具有第一表面和第二表面的第二板，所述第一板的第二表面与所述第二板的第一表面 相对以限定第一流动通路；第三板，其具有与所述第二板的第二表面相对的第一表面以限定第二流动通路； 所述第一板、所述第二板和所述第三板构成板叠层，其中，所述叠层具有与所述第一流 动通路和所述第二流动通路中的至少一个连通的第一流动入口和第一流动出口，以及与所 述第一流动通路和所述第二流动通路中的另一个连通的第二流动入口和第二流动出口 ；所述第一板的第二表面具有布置在第一区域和第二区域中的多个凸起，所述第一区域 具有的凸起密度大于所述第二区域的凸起密度；所述第二板的第一表面具有布置在第一区域和第二区域中的多个凸起，所述第一区域 具有的凸起密度大于所述第二区域的凸起密度；其中，所述第二板的多个凸起中的一些接 触所述第一板的多个凸起中的一些；所述第一板的第二表面具有布置在第一区域和第二区域中的多个凹口，所述第一区域 具有的凹口密度大于所述第二区域中的凹口密度；所述第二板的第一表面具有布置在第一区域和第二区域中的多个凹口，所述第一区域 具有的凹口密度大于第二区域的凹口密度；所述第一板的第一部分和所述第一板的第二部分两者都定位在所述第一气体出口处， 其中，所述多个凸起和所述多个凹口的密度均布置成导致所述第一板部分的温度大致等于 所述第二板部分的温度。
8.根据权利要求7所述的流体-流体热交换器基体，其特征在于，所述第一板还包括 所述第一板的第一部分和所述第一板的第二部分两者都定位在所述第二流体出口处，其中，所述多个可变流动结构布置成导致所述第一板部分的温度大致等于所述第二板部分 的温度。
9.根据权利要求7所述的流体-流体热交换器基体，其特征在于，所述第一板还包括 所述第一板的第一部分和所述第一板的第二部分两者都定位在所述第二流体出口处，其中，所述多个可变流动结构布置成控制相邻流体流的方向和相邻流体流的速度中的至少 一个，以便控制所述第一板部分和所述第二板部分处的温度。
10.一种用于均衡流体-流体热交换器基体中的热流体引出平面板温度的方法，所述 流体_流体热交换器基体包括具有第一表面和第二表面的第一板；具有第一表面和第二表面的第二板，所述第一板的第二表面与所述第二板的第一表面相对以限定第一流动通 路；第三板，其具有与所述第二板的第二表面相对的第一表面，以限定所述第二流动通路； 所述第一板、所述第二板和所述第三板构成板式基体的一部分，其中，所述基体具有与所述 第一流动通路和所述第二流动通路中的至少一个连通的第一流动入口和第一流动出口，以 及与所述第一流动通路和所述第二流动通路中的另一个连通的第二流动入口和第二流动 出口，所述方法包括改变经过所述第一流动通路和所述第二流动通路中的至少一个的流体的速度，由此， 第一板、第二板和第三板中的至少一个的第一表面和第二表面中的至少一个的温度在整个 所述第一流动出口和所述第二流动出口中的至少一个上大致均勻。
11.根据权利要求10所述的用于均衡热流体引出平面板温度的方法，其特征在于，所 述方法还包括改变分别经过所述第一流动通路和所述第二流动通路的第一流体和第二流 体中的至少一个的速度，由此，所述第一板、所述第二板和所述第三板中的至少一个的表面 上的多个部位中的一部位处的温度相对于相同表面的整个所述第一流动出口和所述第二 流动出口中的至少一个上的第二部位大致相等。
12.根据权利要求10所述的用于均衡热流体引出平面板温度的方法，其特征在于，所 述方法还包括通过可变流动结构来实现第一板、第二板和第三板中的至少一个的第一表面 和第二表面中的至少一个上的一部位处的温度变化，优化分别经过所述第一流动通路和所 述第二流动通路的第一流体和第二流体中的至少一个的传热系数。
13.根据权利要求10所述的用于均衡热流体引出平面板温度的方法，其特征在于，所 述方法还包括增大经过第一流动通路和第二流动通路中的一个的第一流体的速度，以便优化所述第 一流体的传热系数；以及减小经过第一流动通路和第二流动通路中的至少一个的第二流体的速度，以便优化所 述第二流体的传热系数，由此，最大限度地减少在所述第一流动通路和所述第二流动通路 中的一个的表面上形成的冷点。
14.一种热交换器，包括根据权利要求1所述的流体_流体热交换器基体。
15.一种最大限度地减少在流体-流体热交换器基体的板上出现低温点的方法，所述 板具有第一组可变流动结构，所述方法包括确定影响相邻流体流的方向和速度中的至少一个的第一组可变流动结构的密度；布置所述第一组可变流动结构以控制所述相邻流体流。
16.根据权利要求15所述的最大限度地减少在流体-流体热交换器基体的板上出现低 温点的方法，其特征在于，所述布置步骤还包括布置所述第一组可变流动结构，通过控制所述相邻流体流的速度来控制所述相邻流体 流，以便优化所述相邻流动流的传热系数。
17.根据权利要求15所述的最大限度地减少在流体-流体热交换器基体的板上出现低 温点的方法，其特征在于，所述布置步骤还包括布置所述第一组可变流动结构，通过控制所述相邻流动流的速度和方法中的至少一个 来控制所述相邻流体流，以便优化所述热交换器基体的热能传递效率。
18.根据权利要求15所述的最大限度地减少在流体-流体热交换器基体的板上出现低温点的方法，其特征在于，所述方法还包括确定影响相邻流体流的方向和速度中的至少一个的第二组可变流动结构的第二可变 流动结构密度；布置所述第二组可变流动结构，通过控制所述流体流的方向和速度中的至少一个来控 制所述相邻流体流，由此优化所述相邻流体流的传热系数。
19.一种制造用于流体-流体热交换器基体的板的方法，所述流体-流体热交换器基体 在热流体弓I出平面处具有最小限度的板温度差异，所述方法包括通过冲压板的第二侧而在所述板的第一表面上形成第一可变流动结构，以便所述第一 可变流动结构布置成在所述第一表面上具有至少两个区域，各区域均具有不同的可变流动 结构密度。
20.根据权利要求19所述的制造用于流体-流体热交换器基体的板的方法，其特征在 于，所述方法还包括通过冲压所述板的第一侧而在所述板的第二表面上形成第二可变流动结构，以便所述 第二可变流动结构布置成在所述第二表面上具有至少两个区域，各区域均具有不同的可变 流动结构密度。
全文摘要
本发明涉及用于均衡热交换器中的热流体引出平面板温度的设备和方法。具体而言，一种用于最大限度地减少板式流体-流体热交换器的板上的冷点的设备和方法使热交换器的热流体引出平面处的板温度平均。热交换器基体构造成用以从内部改变相对的热流体流和冷流体流的流动模式，以便优化表示为h的一股或两股流体流的传热系数值，故热流体值是比冷流体值更大的值。板的可变流动结构按一定方式布置，该方式容许在板温度最低的区域有速度较高的热流体流和速度可能较低的冷流体流，而在板温度最高的区域则构造相反。
文档编号F28F3/00GK102003898SQ20101027287
公开日2011年4月6日 申请日期2010年8月26日 优先权日2009年8月26日
发明者N·H·德斯钱普斯 申请人:芒特斯公司