板式换热器的制作方法

本申请涉及换热装置，特别是涉及一种板式换热器。

背景技术：

1、板式换热器在运行时，冷流体和热流体不直接接触并分别在主板片分隔形成的相邻通道中流动，且冷流体和热流体通过主板片进行换热。主板片上布置有凸点，相邻主板片的波谷和波峰相互接触形成网状触点，冷流体或者热流体在通道流动时，不断受到网状触点扰动，以使冷流体或者热流体的流动速度和流动方向发生变化并形成湍流，有利于冷流体和热流体的充分换热。

2、对于具有凸点的主板片，凸点的形状有很多种，例如，凸点投影到主板片所在平面上的形状有月牙形、多边形、圆形和椭圆形等多种形状。并且，现有专利中提到的凸点呈对称分布，一般为球形凸点。球形凸点的结构相对简单，能够显著降低主板片的加工难度。但是，流体(包括热流体和冷流体)流经凸点时会逐渐脱离壁面，产生类似圆柱绕流的效应，并且，流体会在凸点后方形成一低压区，低压区会显著增大流体的流阻。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种板式换热器，以解决现有的球形凸点容易导致流体在凸点后方形成低压区，进而显著增大流体流阻的问题。

2、本申请提供的板式换热器包括多个一体成型设置的换热板，多个换热板层叠设置形成交错排列的冷流通道和热流通道，以使冷流通道内的流体和热流通道内的流体能够通过换热板进行热交换。将换热板划分为多个分区单元，单个分区单元在水平面内的正投影为矩形，且单个分区单元在水平面内的投影的长度为x0，单个分区单元在水平面内的投影的宽度为y0。以单个分区单元建立三维坐标系，且使得分区单元的一条长边与x轴重合，分区单元的一条宽边与y轴重合，分区单元在三维坐标系内的函数关系式为：以使分区单元内形成有多个矩阵式排列的凸起部，且相邻凸起部之间形成凹陷部，其中，x为分区单元沿着x轴的长度坐标，y为分区单元沿着y轴的宽度坐标，z为分区单元垂直于水平面的高度坐标，0≤x≤x0，0≤y≤y0，1≤a≤5，1≤b≤5，并且，流体在冷流通道和热流通道内均沿着x轴方向流动。

3、在其中一个实施例中，换热板为冲压成型结构，且多个分区单元平滑连接形成整块换热板。

4、在其中一个实施例中，凸起部的上端设有第一平面，第一平面平行于水平面。

5、在其中一个实施例中，凸起部初始顶点距离水平面的竖直高度m，第一平面距离水平面的竖直高度n，满足，0.5≤n/m≤0.95。

6、在其中一个实施例中，凹陷部的下端设有第二平面，第二平面平行于水平面。

7、在其中一个实施例中，凹陷部初始低点距离水平面的竖直高度e，第二平面距离水平面的竖直高度f，满足，0.5≤f/e≤0.95。

8、在其中一个实施例中，

9、在其中一个实施例中，

10、在其中一个实施例中，x0＝y0。

11、在其中一个实施例中，相邻换热板相对设置的两个分区单元关于z轴呈180度旋转对称。

12、与现有技术相比，本申请提供的板式换热器，由于三角函数的周期性特征，可知，上述公式得出的分区单元的立体图像一定是周期性的，并且，通过计算机建立三维坐标图象，得知，单个凸起部沿着平行于水平方面的横截面呈近似斜椭圆状，单个凹陷部沿着平行于水平方面的横截面也呈近似斜椭圆状，并且，斜椭圆的长轴和x轴之间的夹角为

13、具体地，通过简单地计算，当x＝0且y＝0时，当x＝x0/2且y＝y0/2时，当x＝x0且y＝y0时，当x＝0且y＝yo时，当x＝x0且y＝0时，当x＝x0/2且y＝0时，当x＝0且y＝y0/2时，当x＝x0/2且y＝y0时，当x＝x0且y＝y0/2时，得知，单个分区单元内各个凸起部顶点和凹陷部低点的位置坐标为，由上述数据可知，单个分区单元内一共包括5个凸起部和4个凹陷部，且凹陷部设于相邻的凸起部之间。

14、对应地，通过计算机仿真分析可知，流体冲击凸起部时，流体会在凸起部后方形成的低压区的面积相对于球形凸起后方形成的低压区的面积显著减小，进而有效降低了流体经过凸起部时的流阻。

15、进一步地，结合理论分析可知，由于流体在冷流通道和热流通道内均沿着x轴方向流动，也即，流体的流动方向和斜椭圆的长轴方向呈夹角设置，其夹角为此时，流体被凸起部分割成两路，第一路流体沿着凸起部的侧壁流动，第二路流体先在惯性的作用下和凸起部的侧壁分离，然后又在相邻侧流体的挤压下朝向第一路流体移动并与第一路流体迅速汇合，从而大大减小了凸起部后方形成的低压区的面积。

16、更进一步地，由于凸起部的水平横截面呈斜椭圆状，且斜椭圆的长轴和x轴之间的夹角为因此，凸起部和凹陷部关于流体的流动方向均为非对称设置，相对于对称设置，如此，有利于加强凸起部对流体的扰动作用，进而增强流体的换热效果。

技术特征：

1.一种板式换热器，其特征在于，包括多个一体成型设置的换热板(100)，多个所述换热板(100)层叠设置形成交错排列的冷流通道(110)和热流通道(120)，以使所述冷流通道(110)内的流体和所述热流通道(120)内的流体能够通过所述换热板(100)进行热交换；

2.根据权利要求1所述的板式换热器，其特征在于，所述换热板(100)为冲压成型结构，且多个所述分区单元(200)平滑连接形成整块所述换热板(100)。

3.根据权利要求1所述的板式换热器，其特征在于，所述凸起部(210)的上端设有第一平面(211)，所述第一平面(211)平行于水平面。

4.根据权利要求3所述的板式换热器，其特征在于，所述凸起部(210)初始顶点距离水平面的竖直高度m，所述第一平面(211)距离水平面的竖直高度n，满足，0.5≤n/m≤0.95。

5.根据权利要求1所述的板式换热器，其特征在于，所述凹陷部(220)的下端设有第二平面(221)，所述第二平面(221)平行于水平面。

6.根据权利要求5所述的板式换热器，其特征在于，所述凹陷部(220)初始低点距离水平面的竖直高度e，所述第二平面(221)距离水平面的竖直高度f，满足，0.5≤f/e≤0.95。

7.根据权利要求1所述的板式换热器，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的板式换热器，其特征在于，

9.根据权利要求1所述的板式换热器，其特征在于，x0＝y0。

10.根据权利要求1所述的板式换热器，其特征在于，相邻所述换热板(100)相对设置的两个所述分区单元(200)关于z轴呈180度旋转对称。

技术总结
本申请涉及一种板式换热器，板式换热器包括多个一体成型设置的换热板，多个换热板层叠设置。将换热板划分为多个分区单元，单个分区单元在水平面内的正投影为矩形，且单个分区单元在水平面内的投影的长度为x<subgt;0</subgt;，单个分区单元在水平面内的投影的宽度为y<subgt;0</subgt;。以单个分区单元建立三维坐标系，且使得分区单元的一条长边与x轴重合，分区单元的一条宽边与y轴重合，分区单元在三维坐标系内的函数关系式为：其中，0≤x≤x<subgt;0</subgt;，0≤y≤y<subgt;0</subgt;，1≤a≤5，1≤b≤5，并且，流体在冷流通道和热流通道内均沿着x轴方向流动。本申请提供的板式换热器，解决了现有的球形凸点容易导致流体在凸点后方形成低压区，进而显著增大流体流阻的问题。

技术研发人员：季杰强,许霖杰,凌天峰
受保护的技术使用者：浙江银轮机械股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13