板式换热器人字形板片的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种板式换热器人字形板片，其包括交替出现的高波纹与低波纹，高、低波纹的波高比约为1:2?1:4。同时，在高低波纹之间设计有凹坑，凹坑的开口方向与高低波纹方向相同，凹坑开口直径为3mm，深度为0.6mm。本发明设计的高低波纹换热性能好，同时由于低波纹的存在使得相邻板片的触点减少，具有阻力降小的特点。此外，凹坑的设置使流体流动流经凹坑的时候产生局部紊流，使得流体换热被二次强化，加强了流体的换热能力。由于凹坑的增加，换热板片换热面积有所增加，整体换热量增加。
【专利说明】
板式换热器人字形板片
技术领域
[0001]本发明涉及一种板式换热器设备，尤其是一种板式换热器人字形板片。
【背景技术】
[0002]板式换热器是目前广泛应用的换热设备，具有传热系数高，换热性能好，结构紧凑等优良特点，常常用在城市供暖与制冷，石油化工，余热回收，食品加工等领域。
[0003]目前的人字形板式换热器一般是由正弦形或梯形截面波纹组成，波纹高度均一致。采用传统人字形波纹板片虽然具有换热效果好的优点，然而流动阻力较大。在某些工程实际应用中(如城市供暖系统)，较大的流动阻力使得系统循环栗功大大增加，大量能源浪费在流动阻力中。同时，该种传统波纹的人字形板片一般用于冷热流体的流量相等的工况，然而对于供热等行业，冷热流体的流量往往是不相等的，流量的差异也造成了板片换热性能降低。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种能够减小流动阻力的板式换热器人字形板片。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明包括板片本体和交替形成在板片本体上的高波纹和低波纹，所述高波纹和低波纹的截面形状均为梯形，该高波纹和低波纹的波高比例为1:2-1:4且两种波纹的波纹倾角均为60° -70°，位于高波纹和低波纹之间的板片本体上还形成有向上凸出的凹坑。
[0006]所述高波纹的波纹高度为3.7mm-4mm,所述低波纹的波纹高度为0.9mm-2mm。
[0007]所述凹坑的开口直径为3mm-5mm，凹坑的深度为0.6mm，且相邻两个凹坑的间距为20mmo
[0008]本发明的有益效果是:本发明针对现有的板型进行改进，提出一种高低波纹并附带凹坑的复合波纹板型，该板型能够减小流动过程中的阻力，并且所设置的凹坑能够二次强化换热，使得板片在减小流动阻力的同时换热性能进一步提高。使用时，相邻的两个本发明的板片的放置方式为波形相互反向叠置，使得流道截面积不相等，因此本发明更适用于供热等换热介质流量不相等的行业。
【附图说明】
[0009]图1是传统波纹板片构成的流道截面示意图；
[0010]图2是本发明高低波纹并附带凹坑的复合波纹板型的流道截面示意图；
[0011]图3是本发明高低波纹并附带凹坑的复合波纹板型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明:
[0013]本发明涉及一种用于板式换热器的人字形板片的波纹结构，应用于板式换热器设备中。高低波纹并附带凹坑的复合波纹板型换热器与普通板式换热器基本结构相同，由板片相叠而成，板片四周以及角孔位置处由橡胶垫圈密封，由此构成冷热流道。
[0014]参见图2和图3，本发明包括板片本体和交替形成在板片本体上的高波纹I和低波纹2，所述高波纹I和低波纹2的截面形状均为梯形，该高波纹I和低波纹2的波高比例为1:2-1:4且两种波纹的波纹倾角均为60° -70°，位于高波纹I和低波纹2之间的板片本体上还形成有向上凸出的凹坑3。
[0015]所述高波纹I的波纹高度为3.7mm-4mm，所述低波纹2的波纹高度为0.9mm-2mm。高、低波纹交替出现的设置使得相邻板片间的触点数量减少，板片间流体流动空间增大，因此大小波纹的流道阻力有效减小。低波纹2的设计减小了流体对板片正面冲刷的强烈程度，减小了大涡流产生的可能性，同样起到了降低流动阻力的作用。
[0016]所述凹坑3的开口直径为3mm-5mm，凹坑3的深度为0.6mm，且相邻两个凹坑3的间距为20mm。凹坑3的设计使流体在流动过程中增加扰动，流体流经凹坑3时产生湍流，甚至有小量的回流，这样使得流体换热更加彻底。这种在主流不变的情况下的小规模的湍动加强了流体的换热能力，板片整体的换热能力得到二次加强。
[0017]目前城市供暖行业中热水侧的温度变化范围约为110°C -50°C，用户侧水的温度变化范围为45°C-55°C。本发明可以用于城市供暖系统中。本实施例为选取200mm*200mm板片单元作为研究对象。板式换热器高低波纹并附带凹坑的复合波纹板型是高低波纹交替出现的，如图2所示，高波纹波高为4mm，低波纹波高为2mm，高低波纹的波高比为1:2，高低波纹的波纹倾角为60°，波纹截距为7mm。热水侧流道为图2中的流道A，用户侧介质水的流道为图2中的流道B。
[0018]用户侧水在流经图2所示的流道时，在宽流道B中板片间的触点数量减少，低波纹处流通截面增大，流动阻力相比图1中的流道变小。同时热水侧水在A流道中流动时，低波纹2的设计减小了水对板片正面冲刷的强烈程度，减小了大涡流产生的可能性，同样也起到了降低流动阻力的作用。
[0019]图2中3所示为凹坑，凹坑3设计在高、低波纹之间的板面上，凹坑3突起的方向与高、低波纹的方向一致。凹坑3的开口直径为3mm，深度为0.6mm。如图3双向箭头所示，凹坑3的间距为20mm。冷热两侧的介质水在流经凹坑时产生局部较小湍流，介质水的流线受到扰动，增强了局部换热的效果。流道A中的热水在凹坑中甚至有小量的回流，这使得水的换热更加彻底。这种小规模的湍动加强了流体的换热能力，使得板片整体相比未加凹坑时的的换热能力得到进一步加强。
[0020]经数值模拟计算图1及图2所示两种不同板片组成的流道的速度、温度、压力场，可以发现:传统板片组成的流道(图1所示)中冷流体温度从45°C升高到11.52°C，冷流体流道中压降为705Pa，而该发明板型组成的流道(图2所示)中冷流体的压降365Pa，然而冷流体的温升却提高到13.61°C。可以看出该发明板片相比于传统板片在压降以及换热方面均有改善，确如上文所述各项原因使得该发明板型相比传统板型的总体性能得到提高。
[0021]综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，本领域的技术人员可以在本发明的技术指导思想之内提出其他的实施例，但这些实施例都包括在本发明的范围之内。
【主权项】
1.一种板式换热器人字形板片，其特征在于:包括板片本体和交替形成在板片本体上的高波纹(I)和低波纹(2)，所述高波纹(I)和低波纹(2)的截面形状均为梯形，该高波纹(I)和低波纹(2)的波高比例为1:2-1:4且两种波纹的波纹倾角均为60° -70°，位于高波纹(I)和低波纹(2)之间的板片本体上还形成有向上凸出的凹坑(3)。2.按照权利要求1所述的板式换热器人字形板片，其特征在于:所述高波纹(I)的波纹高度为3.7mm-4mm，所述低波纹⑵的波纹高度为0.9mm-2mm。3.按照权利要求1所述的板式换热器人字形板片，其特征在于:所述凹坑(3)的开口直径为3mm-5mm，凹坑(3)的深度为0.6mm，且相邻两个凹坑(3)的间距为20mm。
【文档编号】F28F3/04GK105890426SQ201510037351
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2015年1月25日
【发明人】何玉立, 马岚
【申请人】天津市津能双鹤热力设备有限公司