本申請(qǐng)涉及換熱器，特別是涉及板式換熱器熱交換材料的設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)：

1、板式換熱器是由一系列具有一定波紋形狀的金屬片疊加組裝而成的一種新型高效換熱器，各種板片之間形成薄矩形通道，通過(guò)板片進(jìn)行熱量交換。板式換熱器是液-液、液-汽之間進(jìn)行熱交換的理想設(shè)備，它具有換熱效率高、熱損失小、結(jié)構(gòu)緊湊輕巧、占地面積小、安裝清洗方便、應(yīng)用廣泛、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。在相同壓力損失情況下，其傳熱系數(shù)比管式換熱器高3-5倍，而占地面積僅為管式換熱器的三分之一，熱回收率可高達(dá)90％以上。

2、在換熱器的波紋形狀的金屬換熱板片上，開(kāi)設(shè)有便于介質(zhì)流通的角孔，當(dāng)這些換熱板片疊加組裝在一起時(shí)，這些角孔將在板式換熱器內(nèi)形成換熱介質(zhì)的角孔通道，當(dāng)介質(zhì)在板間流動(dòng)時(shí)，處于充分的湍流狀態(tài)。

3、在某些類(lèi)型的板式換熱器中，板具有形成延伸通過(guò)疊層的通道的孔道。在兩種流體之間換熱的情況下，各通道與每隔一個(gè)板間隙連通。第一流體從第一通道、通過(guò)每個(gè)交替板間隙、在板的換熱表面之上、流動(dòng)到在疊層的相對(duì)側(cè)面處的第二通道。第二流體從第三通道、通過(guò)每個(gè)其它交替板間隙、在板的相對(duì)側(cè)面上的換熱表面之上、流動(dòng)到在疊層的相對(duì)側(cè)面處的第四通道。在其它類(lèi)型的板式換熱器中，相比于依靠孔道和通道，流體可以以不同方式通向板間隙。流體可例如依靠適合的布置從傳熱板的邊緣通向到板間隙內(nèi).

4、傳熱板的主傳熱部具有褶皺(corrugation)樣式。這些褶皺可具有許多不同形式，但是大體包括升高部和降低部。褶皺樣式具有在兩個(gè)平面(第一外部平面和第二外部平面)之間延伸的深度，該兩個(gè)平面兩者平行于在板的總體方向上延伸的平面。板通常由板狀金屬制造，該板狀金屬可以以一個(gè)或多個(gè)壓制操作而具有褶皺樣式。

5、wo93/15369公開(kāi)焊接的板式換熱器，其中，傳熱板在外圍邊緣部分中沿著內(nèi)部線(xiàn)條并且沿著外部線(xiàn)條焊接在一起。在板的邊緣部分中的脊和槽彼此鄰靠，并且專(zhuān)門(mén)用于將板焊接在一起。因此，垂直于板的總體平面的焊接接頭沿著內(nèi)部和外部線(xiàn)條布設(shè)，并且在脊和槽中居中。在實(shí)踐中，焊接接頭通過(guò)焊頭產(chǎn)生，該焊頭跟隨預(yù)編的軌跡，其中按壓裝置沿著槽的底部布設(shè)從而將待通過(guò)焊接頭連接的兩個(gè)相鄰板按壓在一起。兩個(gè)相對(duì)寬的脊和槽在板的邊緣部分中為必需的，以允許焊接操作。

6、us?5327958公開(kāi)板式換熱器，其中，板在該板的外圍處沿著該板的橫向脊并且沿著板的橫向凸緣焊接在一起。橫向脊布置在橫向凸緣的內(nèi)部。描述了將板焊接在一起的數(shù)個(gè)方法。大部分方法的共同點(diǎn)為，兩個(gè)板首先沿著橫向脊焊接在一起。橫向凸緣沿著橫向凸緣的外部邊緣焊接在一起。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，全部板沿著橫向凸緣的外部邊緣焊接在一起。這通過(guò)沿著每隔一個(gè)板之間的外部邊緣布置u形桿而成為可能的。用于將板焊接在一起的焊接設(shè)備的類(lèi)型沒(méi)有被提及，也沒(méi)有提及焊接接頭在其上產(chǎn)生的方向。在內(nèi)部焊接接頭在外部焊接接頭之前產(chǎn)生的實(shí)施例中，內(nèi)部焊接接頭沿著橫向邊緣與板的總體平面垂直地產(chǎn)生。

7、以及現(xiàn)有的氣氣換熱器上形成有至少兩個(gè)流道，從而可往不同的流道內(nèi)分別通入高溫氣體和低溫氣體，以使得高溫氣體的熱量可經(jīng)氣氣換熱器傳遞至低溫氣體，從而實(shí)現(xiàn)熱交換。但由于現(xiàn)有的氣氣換熱器的傳熱效率較低，遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足人們需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本申請(qǐng)的目的在于提供板式換熱器熱交換材料的設(shè)計(jì)方法，提供了表面沾污少并且具有較好導(dǎo)熱性能的板式換熱器材料。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┌迨綋Q熱器熱交換材料的設(shè)計(jì)方法，所述方法包括：

3、建立不同導(dǎo)熱材料在使用工況下導(dǎo)熱性能刪減情況的模型；

4、篩選既有較好的導(dǎo)熱性能并且有一定的力學(xué)強(qiáng)度的板式換熱器材料；

5、根據(jù)上述的板式換熱器材料設(shè)計(jì)板式換熱器中使用的換熱板片；排風(fēng)過(guò)程中，廢熱氣與補(bǔ)充冷氣通過(guò)熱能回收裝置進(jìn)行熱量交換，利用廢氣的熱量預(yù)熱進(jìn)氣，提高進(jìn)氣溫度，節(jié)省能耗，從而達(dá)到熱能回收的目的；

6、于本申請(qǐng)的一實(shí)施例中，所述板式換熱器是由一系列具有一定波紋形狀的金屬片疊裝而成的一種高效換熱器，各種板片之間形成薄矩形通道，通過(guò)板片進(jìn)行熱量交換。

7、于本申請(qǐng)的一實(shí)施例中，所述板式換熱器為使流體均勻流過(guò)板面，增加傳熱面積，并促使流體的湍動(dòng)，常將板面沖壓成凹凸的波紋狀，波紋形狀有幾十種，常用的波紋形狀有水平波紋、人字形波紋和圓弧形波紋。優(yōu)選采用水平波紋。

8、于本申請(qǐng)的一實(shí)施例中，所述的金屬片采用不銹鋼合金材料制成。

9、于本申請(qǐng)的一實(shí)施例中，板式換熱器材料的研究主要包括三個(gè)方面：換熱器材料的導(dǎo)熱系數(shù)；材料的化學(xué)成分、力學(xué)性能及其它技術(shù)要求應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；針對(duì)材料的特性和適用范圍，正確、合理選用，即必需考慮換熱介質(zhì)的性質(zhì)、工況條件，以及材料的成型加工性能、耐腐蝕性能。

10、于本申請(qǐng)的一實(shí)施例中，所述換熱器的換熱指標(biāo)達(dá)到：燃?xì)庑投ㄐ蜋C(jī)：廢氣排放溫降：≥50?℃，熱回收效率：>20%。

11、于本申請(qǐng)的一實(shí)施例中，所述換熱器包括依次疊置的至少三個(gè)波紋換熱板，任意相鄰的兩波紋換熱板之間均形成有兩端開(kāi)口的流道；所述流道的內(nèi)壁上設(shè)置有朝向該流道內(nèi)部延伸的凸起部；任意相鄰的兩波紋換熱板之間均設(shè)置有位于流道內(nèi)的支撐結(jié)構(gòu)。

12、于本申請(qǐng)的一實(shí)施例中，所述換熱器的任意一波紋換熱板的相對(duì)兩側(cè)邊緣通過(guò)膠粘的方式與相鄰的波紋換熱板的兩側(cè)邊緣一一對(duì)應(yīng)連接。

13、具有以下有益效果：

14、通過(guò)本發(fā)明的板式換熱器熱交換材料的設(shè)計(jì)方法，可以實(shí)現(xiàn)具有較好導(dǎo)熱性能，具體為廢氣排放溫降：≥50?℃；熱回收效率：>20%；

15、本發(fā)明通過(guò)采用波紋換熱板，并通過(guò)采用凸起部的結(jié)合，可增大換熱面積，并使氣流在流經(jīng)流道內(nèi)的運(yùn)動(dòng)不規(guī)則且雜亂無(wú)章，可大大提高流體分子與波紋換熱板接觸機(jī)率，從而可提高傳熱效率；而且，本發(fā)明的裝配簡(jiǎn)單方便，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，有利于推廣。

技術(shù)特征：

1.板式換熱器熱交換材料的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板式換熱器熱交換材料的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述板式換熱器是由一系列具有一定波紋形狀的金屬片疊裝而成的一種高效換熱器，各種板片之間形成薄矩形通道，通過(guò)板片進(jìn)行熱量交換。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板式換熱器熱交換材料的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述板式換熱器為使流體均勻流過(guò)板面，增加傳熱面積，并促使流體的湍動(dòng)，常將板面沖壓成凹凸的波紋狀，波紋形狀有幾十種，常用的波紋形狀有水平波紋、人字形波紋和圓弧形波紋。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板式換熱器熱交換材料的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述的金屬片采用不銹鋼合金材料制成。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板式換熱器熱交換材料的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，板式換熱器材料的研究主要包括三個(gè)方面：換熱器材料的導(dǎo)熱系數(shù)；材料的化學(xué)成分、力學(xué)性能及其它技術(shù)要求應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；針對(duì)材料的特性和適用范圍，正確、合理選用，即必需考慮換熱介質(zhì)的性質(zhì)、工況條件，以及材料的成型加工性能、耐腐蝕性能。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板式換熱器熱交換材料的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述換熱器的換熱指標(biāo)達(dá)到：燃?xì)庑投ㄐ蜋C(jī)：廢氣排放溫降：≥50?℃，熱回收效率：>20%。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板式換熱器熱交換材料的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述換熱器包括依次疊置的至少三個(gè)波紋換熱板，任意相鄰的兩波紋換熱板之間均形成有兩端開(kāi)口的流道；所述流道的內(nèi)壁上設(shè)置有朝向該流道內(nèi)部延伸的凸起部；任意相鄰的兩波紋換熱板之間均設(shè)置有位于流道內(nèi)的支撐結(jié)構(gòu)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板式換熱器熱交換材料的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述換熱器的任意一波紋換熱板的相對(duì)兩側(cè)邊緣通過(guò)膠粘的方式與相鄰的波紋換熱板的兩側(cè)邊緣一一對(duì)應(yīng)連接。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了板式換熱器熱交換材料的設(shè)計(jì)方法，通過(guò)根據(jù)換熱器材料的導(dǎo)熱系數(shù)；材料的化學(xué)成分、力學(xué)性能及其它技術(shù)要求應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；針對(duì)材料的特性和適用范圍，正確、合理選用，即必需考慮換熱介質(zhì)的性質(zhì)、工況條件，以及材料的成型加工性能、耐腐蝕性能,通過(guò)設(shè)置分流部件，使得流量小的流體可以充滿(mǎn)整個(gè)換熱板片，從而避免了出現(xiàn)一些流體短路的換熱區(qū)域，從而增加了換熱系數(shù)，提高了整個(gè)換熱器的換熱系數(shù),以及開(kāi)發(fā)了新的換熱板片的材料。

技術(shù)研發(fā)人員：沈一峰,唐衡陽(yáng),殷英
受保護(hù)的技術(shù)使用者：現(xiàn)代紡織技術(shù)創(chuàng)新中心（鑒湖實(shí)驗(yàn)室）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2