一种可适用于不同工况的板式换热器板片及其构成的板束的制作方法

1.本实用新型涉及换热器技术领域，特别涉及一种可适用于不同工况的板式换热器板片及其构成的板束。本实用新型可应用于集中供热、暖通空调、石油石化、核电热电等行业的板式热交换器上。


背景技术：

2.可拆卸板式热交换器以其结构紧凑、节能效果显著、便于拆卸清洗等优点，一直是民用集中供热过程中不可缺少的设备之一，其作用是将一次侧热水(或蒸气)与二次侧循环水进行热交换，循环水得到热量后，生产出用于采暖、空调、地板采暖或生活用水等不同温度的热水，以满足用户的需求。
3.目前，我国城市集中供暖主要采用散热器采暖及地板采暖两种方式，在散热器采暖工况下，一般板式换热器一次侧热介质进出口温度为95℃/70℃，二次侧冷介质进出口温度为60℃/80℃，冷、热介质进出口温差相接近，则冷、热介质流道内流量相接近，一般采用冷、热介质流通截面相等的传统板式换热器。在地暖工况下，一般热介质进出口温度为70℃/45℃，冷介质进出口温度为45℃/50℃(或35℃/40℃)，热介质进出口温差是冷侧介质进出口温差的5倍，则热介质的流道内流量应接近冷介质的流道内流量的1/5，才能实现热平衡。如果采用传统的冷、热介质等通道截面的板片，则需要将热介质侧设置为多流程，但此做法会导致热侧压降增大，换热性能下降，且接管布置复杂，用户检维修不方便；如果热侧介质设置为一流程，则热侧板间流速过低，导致湍流效果差，换热面积大幅增加，造成设备成本过大，且低流速易结垢，影响使用寿命。
4.目前针对上述两种工况会采用两种不同形状的板片，一种为传统的等间距波纹板片，另一种为非等间距波纹板片，即冷侧流通截面大于热侧，这往往需要两套模具，并分别进行压制与组装，增加了设计与生产制造成本。
5.对于集中供热使用板式换热器的用户而言，提供的热量有时仅用于散热器，或部分用于散热器，部分用于地板采暖，若需要进行热量切换时即将原来用于散热器的热量改变为用于地板采暖，或原来用于地板采暖的热量改变为用于散热器，此时原来采用的板式换热器就不能满足要求，需更换不同波纹形式、不同结构的产品，加大了用户的设备投资，改造时间较长。
6.如公开号为cn91229855.3的中国实用新型专利“非对称性板式换热器”，提出一种非对称性板式换热器板片，该板片由大小正弦波纹交替出现组成，相邻两板片相互反向和顺向叠置构成非对称通道。但该板片仅能实现非对称通道，即适用于冷、热介质流量相差较大的工况，不能形成等间距的对称流道，减少了使用范围，如果应用于冷、热侧介质等流量工况，需要重新开发板型，经济性差，且可靠性不高。
7.因此，开发一种能同时满足散热器与地板采暖两种工况的板片及其构成的板束，使板式换热器的传热性能得到充分发挥，是工业经济生产的当务之需。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的在于提供一种可同时满足冷、热介质流量(或温度差)相接近或相差较大的工况，提高换热器使用性能，降低设计及制造成本，保证热交换器可靠运行的可适用于不同工况的板式换热器板片及其构成的板束。
9.本实用新型的上述目的通过以下技术方案实现：
10.一种可适用于不同工况的板式换热器板片，所述板片的波纹为直纹或人字纹结构，所述板片包括板片本体和交替形成在板片本体上的凸波纹和凹波纹，凸波纹和凹波纹的深度h相等，凸波纹与凹波纹的节距不等。
11.进一步地，所述凸波纹与凹波纹的节距比为1：2～3。
12.进一步地，所述凸波纹和凹波纹的深度h均为2.0～8.0mm。
13.本技术方案另外提供一种所述可适用于不同工况的板式换热器板片构成的板束，用于冷、热介质的流量或温差相接近的工况，包括至少三张板片，一张所述板片本体沿水平方向旋转180
°
与另一张板片本体对扣在一起，上方板片本体的凹波纹的波谷与相邻下方板片本体相应部位的凸波纹的波峰相接触形成第一板管，两两第一板管叠落组装构成第一冷介质流道截面与第一热介质流道截面相等的板束。
14.本技术方案另外提供一种所述可适用于不同工况的板式换热器板片构成的板束，用于冷、热介质的流量或温差相差较大的工况，包括至少三张板片，一张所述板片本体沿水平方向上下镜像翻转180
°
与另一张板片本体对扣，上方板片本体凹波纹的波谷与相邻下方板片本体相应部位的凹波纹的波谷相接触形成第二板管，两两第二板管叠落组装构成第二冷介质流道截面与第二热介质流道截面不等的板束。
15.本实用新型的有益效果在于：
16.本实用新型可实现通过一种板型结构适用于两种不同的工况。当冷热介质的流量相近的工况下，可将板片本体构成冷介质流道截面与热介质流道截面相等的板束结构，可用于集中供热的散热器采暖；当冷热介质的流量相差较大的工况下，可将板片本体构成冷介质流道截面与热介质流道截面不相等的板束结构，可用于集中供热的地板采暖。
17.因此，压制该板片本体仅需一副模具，就可满足散热器采暖及地暖采暖两种工况，降低了开发设计与生产制造成本，经济效益显著。本实用新型可应用于集中供热、暖通空调、石油石化、化工等行业的冷、热侧处理量(或温差)相近或相差较大的板式热交换器上，同时也可适用于制冷空调温差1度的板式热交换器上。
附图说明
18.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
19.图1是现有技术的波纹板片结构示意图；
20.图2是应用现有技术的波纹板片制成的板束结构示意图；
21.图3是本实用新型的换热器板片结构示意图；
22.图4是采用换热器板片构成的板束结构示意图；
23.图5是采用换热器板片构成的板束结构示意图；
24.图中：100
‑
波纹板片；200
‑
板束；
[0025]1‑
板片本体；11
‑
凸波纹；12
‑
凹波纹；13
‑
第一圆弧段；14
‑
斜线段；15
‑
第二圆弧段；16
‑
第一冷介质流道；17
‑
第一热介质流道；18
‑
第二冷介质流道；19
‑
第二热介质流道；2
‑
第一板管；3
‑
第二板管。
具体实施方式
[0026]
下面结合附图及具体实施例进一步说明本实用新型的详细内容及其具体实施方式。
[0027]
如附图1所示，现有技术中的板式换热器的波纹板片100由薄金属板冲压而成，波纹形式可为条状或人字形。无论是条状还是人字形波纹，板片上的波纹均为凹波纹和凸波纹，凹波纹和凸波纹相间布置。由该板片组装构成的板束200如附图2所示，冷介质流道、热介质流道截面相等，且相邻凹波纹、凸波纹尺寸相等。该板型只能适用于冷、热侧介质流量或温差相接近的场合，不能同时应用在冷、热侧介质流量或温差较大的场合。
[0028]
实施例1
[0029]
参照图3，一种可适用于不同工况的板式换热器板片，所述板片的波纹为直纹或人字纹结构，所述板片包括板片本体1和交替形成在板片本体1上的凸波纹11和凹波纹12，凸波纹11和凹波纹12的深度h相等，凸波纹11与凹波纹12的节距不等。
[0030]
所述凸波纹11与凹波纹12的节距比为1:2。
[0031]
所述凸波纹11和凹波纹12的深度h均为2.0mm。
[0032]
所述凸波纹11的波峰与凹波纹12的波谷均为水平直线段，相邻波峰与波谷之间依次通过第一圆弧段13、斜线段14和第二圆弧段15相连接。
[0033]
其中所述凸波纹11波峰的长度a为3.0mm，凹波纹12波谷的长度b为1.0mm，第一圆弧段13的弧度为0.5～3.0rad，第二圆弧段15的弧度为0.5～3.0rad；斜线段14与水平方向的夹角θ为20～70
°
。
[0034]
实施例2
[0035]
参照图3，一种可适用于不同工况的板式换热器板片，所述板片的波纹为直纹或人字纹结构，所述板片包括板片本体1和交替形成在板片本体1上的凸波纹11和凹波纹12，凸波纹11和凹波纹12的深度h相等，凸波纹11与凹波纹12的节距不等。
[0036]
所述凸波纹与凹波纹的节距比为1:3。
[0037]
所述凸波纹11和凹波纹12的深度h为8.0mm。
[0038]
所述凸波纹11的波峰与凹波纹12的波谷均为水平直线段，相邻波峰与波谷之间依次通过第一圆弧段13、斜线段14和第二圆弧段15相连接。
[0039]
其中所述凸波纹11波峰的长度a为6mm，凹波纹12波谷的长度b为4mm，第一圆弧段13的弧度为0.5～3.0rad，第二圆弧段15的弧度为0.5～3.0rad；斜线段14与水平方向的夹角θ为20～70
°
。
[0040]
参照图4，根据上述实施例1或实施例2的一种可适用于不同工况的板式换热器板片构成的板束，该板束用于冷、热介质的流量或温差相接近的工况，包括至少三张板片，一张所述板片本体1沿水平方向旋转180
°
与另一张板片本体1对扣在一起，使上方板片本体1的凹波纹12的波谷与相邻下方板片本体相应部位的凸波纹11的波峰相接触形成第一板管
2，两两第一板管2叠落组装构成第一冷介质流道16截面与第一热介质流道17截面相等的板束。
[0041]
集中供热的散热器取暖工况下，冷、热介质的流量及温差相接近，则应采用具有上述等流通截面的板束的板式换热器。
[0042]
参照图5，另外，本实用新型根据上述实施例1或实施例2的一种可适用于不同工况的板式换热器板片构成的另一种板束，该板束用于冷、热介质的流量或温差相差较大的工况，包括至少三张板片，一张所述板片本体沿水平方向上下镜像翻转180
°
与另一张板片本体1对扣，使上方板片本体1凹波纹12的波谷与相邻下方板片本体1相应部位的凹波纹12的波谷相接触形成第二板管3，两两第二板管3叠落组装构成第二冷介质流道18截面与第二热介质流道19截面不等的板束。
[0043]
集中供热的地暖取暖工况下，冷、热介质的流量及温差相差较大，冷侧介质流量大于等于5倍热侧介质流量，即：g
c
≥5g
h
，则应采用不等流通截面的板式换热器，冷侧流道截面应大于等于5倍热侧流道截面，即s
c
≥5s
h
。
[0044]
本实用新型板片的凹波纹与凸波纹节距比设置为2
‑
3:1，则由该板片构成的板束冷介质流道与热介质流道截面比接近4
‑
5:1，可适用于上述冷、热介质流量或温差相差较大的场合。
[0045]
由此可见，本实用新型的一种板式换热器板片的板型即可满足冷、热介质的流量或温差相接近的工况以及冷、热介质的流量或温差相差较大的工况，即能够同时满足集中供热的散热器及地暖采暖两种工况的要求，提高了板片的利用率及换热效率，同时降低生产制造及用户采购成本。
[0046]
该板型也可应用于暖通空调，石油石化、化工等行业的冷、热侧处理量(或温差)相近或相差较大的板式热交换器上，以及制冷空调温差1度的板式热交换器上。根据不同的工况调整波纹尺寸即可。在实际应用时，可将板片采用软板和硬板混装的形式(可以是软板和软板、硬板和硬板，或者软板和硬板相互组合混装)，不同版型组合出多种板束可满足各种工况要求使传热达到最优化。
[0047]
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。