用于熱交換器的板、熱交換器和包括熱交換器的空氣冷卻器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于在第一和第二介質(zhì)之間進(jìn)行熱交換的熱交換器的板（1），其中板具有第一側(cè)（A）和相背的第二側(cè)（B），其中所述第一側(cè)配置成具有至少一個(gè)熱傳遞升高部（2）和圍繞升高部的至少一個(gè)熱傳遞表面（4），其中凹窩（5，7）設(shè)置在熱傳遞升高部（2）和熱傳遞表面（4）任一或兩者之上，以允許提供用于第一介質(zhì)的通流管道（X），并且其中所述第二側(cè)（B）配置具有對(duì)應(yīng)于升高部的至少一個(gè)熱傳遞凹陷部（3），凹陷部配置限定了用于第二介質(zhì)的通流管道（Y）的一部分，并且具有對(duì)應(yīng)于所述熱傳遞表面并且圍繞所述凹陷部的至少一個(gè)結(jié)合表面（6）。本發(fā)明還涉及包括上述板的板堆的熱交換器以及包括這種熱交換器的空氣冷卻器。
【專利說(shuō)明】用于熱交換器的板、熱交換器和包括熱交換器的空氣冷卻器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于在第一和第二介質(zhì)之間進(jìn)行熱交換的熱交換器的板。該板具有第一側(cè)和相背的第二側(cè)。所述板的第一側(cè)配置具有至少一個(gè)熱傳遞升高部并且還配置成以允許向第一介質(zhì)提供通流管道。所述板的第二側(cè)配置具有與第一側(cè)上的熱傳遞升高部對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)熱傳遞凹陷部，以限定用于第二介質(zhì)的通流管道的一部分。
[0002]本發(fā)明還涉及一種熱交換器，其中熱交換器包括上述板的堆。板布置成使得每個(gè)板的第一側(cè)與板堆中的相鄰板的第一側(cè)鄰接且組裝，由此限定處于所述板的所述第一側(cè)之間的第一介質(zhì)的通流管道。因此，板還設(shè)置成使得每個(gè)板的第二側(cè)與板堆中的相鄰板的第二側(cè)鄰接且組裝，由此限定處于所述板的所述第二側(cè)之間的第二介質(zhì)的至少一個(gè)通流管道。
[0003]本發(fā)明還涉及包括上述熱交換器的空氣冷卻器。
【背景技術(shù)】
[0004]熱交換器用于許多不同領(lǐng)域，例如在食品處理工業(yè)中，在使用加熱和冷卻系統(tǒng)的建筑中，在燃?xì)鉁u輪、鍋爐等中。嘗試改進(jìn)熱交換器的熱交換性能始終令人感興趣，并且即使非常小的改進(jìn)也得到高度的贊賞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種用于熱交換器的板和熱交換器，用于改進(jìn)初級(jí)以及次級(jí)熱交換。
[0006]上述和其他目的由這樣的板而實(shí)現(xiàn)，其中所述板的第一側(cè)不僅配置具有至少一個(gè)熱傳遞升高部，還配置具有至少一個(gè)圍繞所述升高部的熱傳遞表面，并且其中在熱傳遞表面和熱傳遞升高部的任一或兩者上設(shè)有凹窩，以允許提供用于第一介質(zhì)的通流管道，并且其中板的第二側(cè)不僅配置具有至少一個(gè)熱傳遞凹陷部，還配置具有對(duì)應(yīng)于所述熱傳遞表面并且圍繞所述凹陷部的至少一個(gè)結(jié)合表面。
[0007]因而，板的第一側(cè)上的熱傳遞升高部限定了用于第一介質(zhì)的初級(jí)熱傳遞區(qū)域和圍繞所述升高部的熱傳遞表面以及用于第一介質(zhì)的次級(jí)熱傳遞區(qū)域，而位于板的第二側(cè)上的熱傳遞凹陷部限定了用于第二介質(zhì)的初級(jí)熱傳遞區(qū)域。由此，提供了用于熱交換器的板，借助于其限定了用于所述第一介質(zhì)的較大的熱傳遞區(qū)域，所述第一介質(zhì)是具有最小熱傳遞系數(shù)的介質(zhì)，例如，相對(duì)于水而言的空氣，其應(yīng)當(dāng)以較小的速度/壓力而流動(dòng)。
[0008]通過(guò)配置熱傳遞升高部和相應(yīng)的熱傳遞凹陷部，使得其寬度大于高度/深度數(shù)倍并且使得它們具有帶兩個(gè)或多個(gè)筆直、平行或基本上平行部分的延伸部，擴(kuò)大了分別用于第一和第二介質(zhì)的初級(jí)熱傳遞區(qū)域。
[0009]還通過(guò)熱交換器而實(shí)現(xiàn)上述和其他目的，其中所述板不僅設(shè)置使得每個(gè)板的第一側(cè)鄰接板堆中相鄰板的第一側(cè)，還使得所述板由此借助于處于熱傳遞表面和位于板堆中兩個(gè)相鄰板的第一側(cè)上的熱傳遞升高部中任一或兩者上的凹窩而提供用于所述板的所述第一側(cè)之間的第一介質(zhì)的通流管道，并且所述板不僅設(shè)置使得每個(gè)板的第二側(cè)鄰接板堆中的相鄰板的第二側(cè)，還使得所述板由此借助于位于板堆中兩個(gè)相鄰板的第二側(cè)上的熱傳遞凹陷部而限定用于所述板的所述第二側(cè)之間的第二介質(zhì)的至少一個(gè)通流管道。
[0010]因而，由于借助于位于板堆中兩個(gè)相鄰板的第一側(cè)上的熱傳遞表面上的相對(duì)凹窩而提供用于第一介質(zhì)的通流管道，并且由于由位于板堆中兩個(gè)相鄰板的第二側(cè)上的相對(duì)的熱傳遞凹陷部限定了用于第二介質(zhì)的通流管道，提供了一種熱交換器，借助于其限定了用于所述第一介質(zhì)的通流管道的較大體積。
[0011]由于由寬度為深度多倍、即通流管道的熱傳遞表面相對(duì)于其體積而言更大、并且延伸部具有兩個(gè)筆直、平行或基本平行部分的相對(duì)熱傳遞凹陷部限定了用于第二介質(zhì)的通流管道，改善了熱交換器的初級(jí)熱傳遞性能。
[0012]正如所限定的，提供了一種熱交換器，其總熱交換性能得以改善并且其制造成本降低。
[0013]正如所限定的，熱交換器可以用于提供例如改進(jìn)的空氣冷卻器，即一種介質(zhì)是空氣，而另一種是液體。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]下文將參考隨附附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明，其中
[0015]圖1是根據(jù)本發(fā)明的板的一個(gè)實(shí)施例的示意性透視圖；
[0016]圖2是圖1的板的另一透視圖；
[0017]圖3是根據(jù)圖1和圖2的板的實(shí)施例的一側(cè)的示意性平面圖；
[0018]圖4是圖3的板的相對(duì)側(cè)的示意性平面圖；
[0019]圖5是圖1-4的板的一部分示意性側(cè)視圖；
[0020]圖6是根據(jù)圖1-4的兩塊板已經(jīng)組裝的示意性透視圖；
[0021]圖7是圖6的兩塊板組裝后的示意性側(cè)視圖；
[0022]圖8是組裝之后的根據(jù)圖1-4的四個(gè)板的示意圖；
[0023]圖9a是根據(jù)本發(fā)明的熱交換器的示意性透視圖，其包括如圖1-8中所示的板的板堆；
[0024]圖9b示意性地示出了圖9a的熱交換器如何位于冷藏陳列柜中以及第一和第二介質(zhì)如何流動(dòng)通過(guò)熱交換器；
[0025]圖10是根據(jù)本發(fā)明的板的第二實(shí)施例的示意性透視圖，以及
[0026]圖11是根據(jù)本發(fā)明的板的第三實(shí)施例的一部分的示意性透視圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0027]正如已經(jīng)陳述的，本發(fā)明涉及一種用于在第一和第二介質(zhì)之間進(jìn)行熱交換的熱交換器的板。
[0028]用于熱交換的第一和第二介質(zhì)可以相同，例如氣體/氣體(諸如空氣)或者液體/液體(諸如水)。所涉及的第一和第二介質(zhì)也可以是兩種不同的介質(zhì)，例如氣體/液體或兩種不同的氣體或液體。
[0029]尤其如圖1-6中所示，板I具有第一側(cè)A和第二側(cè)B。板I的第一側(cè)A配置具有至少一個(gè)熱傳遞升高部2。[0030]板I的第一側(cè)A還配置以允許提供用于第一介質(zhì)的通流管道X (參見(jiàn)圖8)。板I的第二側(cè)B配置成具有基本上對(duì)應(yīng)于第一側(cè)A上的升高部2的至少一個(gè)熱傳遞凹陷部3，即凹陷部限定了板的所述第一側(cè)上的升高部2，并且具有基本上相同的長(zhǎng)度和寬度，且其深度等于所述升高部的高度。熱傳遞凹陷部3配置成限定用于第二介質(zhì)的通流管道Y (參見(jiàn)圖7和8)的一部分。通過(guò)使得板I經(jīng)受例如沖壓或穿孔處理，使得熱傳遞升高部2和熱傳遞凹陷部3彼此對(duì)應(yīng)。如果需要，可以分別在板I的第一側(cè)A和第二側(cè)B上設(shè)置多個(gè)升高部2和對(duì)應(yīng)的凹陷部3。
[0031]正如從圖1、3和6中尤為明顯的是，板I的第一側(cè)A還配置具有至少一個(gè)熱傳遞表面4，其圍繞熱傳遞升高部2。該熱傳遞表面4配置有凹窩5，其允許提供用于第一介質(zhì)的通流管道X。板I的第一側(cè)A上的升高部2限定了用于第一介質(zhì)的初級(jí)熱傳遞區(qū)域，而圍繞所述升高部的熱傳遞表面4限定了用于第一介質(zhì)的次級(jí)熱傳遞區(qū)域。這些初級(jí)和次級(jí)熱傳遞區(qū)域、例如所述升高部2的區(qū)域和所述熱傳遞表面4的區(qū)域之和基本上等于板I的第一側(cè)A的總區(qū)域。相應(yīng)地，正如從圖2、4和6中明顯的是，板I的第二側(cè)B還配置具有至少一個(gè)結(jié)合表面6，其對(duì)應(yīng)于、即與第一側(cè)A上的熱傳遞表面4具有相同的延伸部，并且其相應(yīng)地圍繞熱傳遞凹陷部3。凹陷部3限定了用于第二介質(zhì)的初級(jí)熱傳遞區(qū)域。該初級(jí)熱傳遞區(qū)域、即凹陷部3的區(qū)域基本上等于板的所述第二側(cè)的區(qū)域減去結(jié)合表面6的區(qū)域。根據(jù)上述，顯然的是，用于第一介質(zhì)的組合熱傳遞區(qū)域大于第二介質(zhì)的熱傳遞區(qū)域。當(dāng)?shù)谝唤橘|(zhì)具有較小的熱傳遞系數(shù)時(shí)，諸如相對(duì)于水的空氣，并且應(yīng)當(dāng)以比第二介質(zhì)更小的速度/壓力而流動(dòng)以便于提供最佳熱傳遞時(shí)，該特征是有利的。包括如上構(gòu)建的板的熱交換器將具有改善的熱交換性能。
[0032]因而，由直接接觸一種介質(zhì)的板的部件上的表面提供了如上定義的初級(jí)熱傳遞區(qū)域，并且其中所述部件的相背表面直接接觸另一介質(zhì)，而由直接接觸一種介質(zhì)的板的部件上的表面提供了次級(jí)熱傳遞區(qū)域，并且其中所述部件的相對(duì)表面不直接接觸另一介質(zhì)。
[0033]為了允許提供用于第一介質(zhì)的通流管道X，板I的第一側(cè)A上的熱傳遞升高部2配置具有第一高度hi，而所述第一側(cè)上的熱傳遞表面上的凹窩5具有第二高度h2，其中h2大于所述第一高度(尤其參見(jiàn)圖5)。由此，凹窩5高于升高部2向上突出。板I第二側(cè)B上的對(duì)應(yīng)于升高部2的熱傳遞凹陷部3因此配置為其深度基本上等于所述第一高度hi。板I第一側(cè)A上的熱傳遞升高部2在板的所示實(shí)施例中配備有附加凹窩7，以允許提供用于第一介質(zhì)的通流管道X。為此目的，這些附加凹窩7與升高部2的(第一)高度hi之和大于所述第一高度。在所示實(shí)施例中，凹窩7的高度和升高部2的高度hi基本上等于第二高度h2，即熱傳輸表面4上的凹窩5的高度。因而，凹窩7的高度為h2減去hi。在根據(jù)圖1-8的板的所述實(shí)施例中，板的第一側(cè)A上的熱傳輸升高部2具有距離熱傳輸表面4約0.5-1毫米的第一高度hl，而板的第二側(cè)B上的相應(yīng)熱傳輸凹陷部3具有距離結(jié)合表面6基本上等于所述第一高度的深度，而側(cè)A的熱傳輸表面上的凹窩5具有距離所述熱傳輸表面約2-2.5毫米的第二高度h2。然而，這些高度可以根據(jù)預(yù)期的應(yīng)用以及將在其中使用板的熱交換器的尺寸而改變。可以以任意合適的方式制備板I的第一側(cè)A上的凹窩5和7，例如通過(guò)類(lèi)似于熱傳遞升高部2/凹陷部3的沖壓和穿刺處理，從而在板的第二側(cè)B上分別在結(jié)合表面6和凹陷部中形成相應(yīng)的凹陷部，而同時(shí)具有所述升高部/凹陷部。凹窩5、7的尺寸、形狀和數(shù)量以及它們?cè)O(shè)置的圖案也可以根據(jù)所預(yù)期的應(yīng)用以及熱交換器的尺寸而改變。板I越大，將需要提供距離和支撐點(diǎn)以允許提供用于第一介質(zhì)的通流管道X的凹窩5、7越多。然而，應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是，根據(jù)本發(fā)明，還可以僅借助于熱傳遞表面4上的凹窩5或者僅借助于熱傳遞升高部2上的凹窩7可以允許提供用于第一介質(zhì)的通流管道X。在所示的實(shí)施例中，凹窩5、7基本上是圓形的。
[0034]板I第一側(cè)A上的凹窩5、7適于鄰接抵靠另一板第一側(cè)上的相應(yīng)凹窩并且以任何合適的方式與其組裝，從而所述凹窩由此允許提供用于第一介質(zhì)的通流管道X(圖8)。板I的第二側(cè)B上的結(jié)合表面6同樣適于鄰接抵靠另一板上的相應(yīng)結(jié)合表面并且以任何合適的方式與其防漏組裝，從而所述板上的熱傳遞凹陷部3由此限定了用于第二介質(zhì)的通流管道Y(圖7和8)。然而,板I的第一側(cè)A上的凹窩5、7還可以定位使得避免鄰接抵靠另一板的第一側(cè)上的相應(yīng)凹窩并與其組裝，即兩塊板上的凹窩以一定方式相對(duì)于彼此定位偏離。類(lèi)似地，還可以在板I的第二側(cè)B上定位熱傳遞凹陷部3，從而其相對(duì)于另一板第二側(cè)上的熱傳遞凹陷部偏離。
[0035]限定板的第二側(cè)B上用于第二介質(zhì)的通流管道Y的一部分的熱傳遞凹陷部3以及板的第一側(cè)A上的相應(yīng)熱傳遞升高部2的形狀、尺寸、數(shù)量和位置可以改變。因此，凹陷部3和相應(yīng)的升高部2可以例如是U形，包括兩個(gè)筆直、平行或基本上平行的部分。然而，為了延長(zhǎng)第一和第二介質(zhì)之間的熱交換時(shí)間，凹陷部3和相應(yīng)的升高部2可以交替地具有基本上正弦形狀，其具有三個(gè)或多個(gè)筆直、平行或基本上平行的部分，即奇數(shù)(參見(jiàn)圖10)或者(參見(jiàn)圖1-8)偶數(shù)數(shù)量的筆直、平行或基本上平行部分。為了最大化第一和第二介質(zhì)之間的熱交換，有利的是，如果凹陷部3和相應(yīng)的升高部2的熱傳遞區(qū)域相對(duì)于用于第二介質(zhì)的通流管道Y的體積盡可能大。因此，凹陷部3和相應(yīng)升高部2的寬度w在所示實(shí)施例中基本上大于所述凹陷部的深度和升高部的相應(yīng)高度，例如大5倍，并且優(yōu)選地在所示實(shí)施例中，大約50-70倍。因此，在具有第一高度hi為約0.5-lmm的熱傳遞升高部2和具有深度等于所述第一高度的相應(yīng)熱傳遞凹陷部3的所示實(shí)施例中，升高部和相應(yīng)凹陷部的寬度w將至少約2.5mm，并且優(yōu)選約25_70mm。凹陷部3和相應(yīng)升高部2的寬度w可以恒定的，或者可以沿著其長(zhǎng)度而改變，尤其如圖1_4、6和10中所示。在圖1-4、6和10中，示出了筆直平行部分的寬度w首先減小，隨后增加回其原始寬度。因而，如果第一高度hi和相應(yīng)深度約為
0.5mm,熱傳遞升高部2和相應(yīng)熱傳遞壓縮部3的寬度w可以從約35mm減少至約25mm,并且隨后再增加至約35mm。在凹陷部3和相應(yīng)的升高部2連接其筆直平行部分的部分處，寬度w遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于所述筆直部分處，在所示實(shí)施例中大于第一高度hi和對(duì)應(yīng)于其的深度約20倍。同樣地，在具有矩形板I的所示實(shí)施例中，凹陷部3和相應(yīng)的升高部2可以配備有筆直平行部分，其沿著橫切于板的縱向或者基本上成橫向的方向行進(jìn)。如果需要，所述筆直的平行部分可以在板I的縱向上或任意其他所需的方向上交替行進(jìn)。
[0036]為了防止壓縮第二介質(zhì)的通流管道Y，板I第二側(cè)B上的熱傳遞凹陷部3配置有抗壓凹窩8。這些抗壓凹窩8在所示實(shí)施例中高度基本上等于所述第一高度hl，即熱傳遞升高部2的高度，并且因此等于熱傳遞凹陷部的深度，從而這些凹窩8基本上在凹陷部突出的同一水平面上結(jié)束。通過(guò)在與板I的第二側(cè)B上的結(jié)合表面6相同的水平面結(jié)束，所述凹窩8可以嚙合另一板第二側(cè)上的相應(yīng)凹窩，以防止壓縮第二介質(zhì)的通流管道Y，并且還可以有助于通過(guò)將所述凹窩以相配方式彼此結(jié)合而安全和有效地將所述第二側(cè)與所述其他板的第二側(cè)組裝起來(lái)。通過(guò)在所述流動(dòng)中形成湍流，凹窩8還促進(jìn)第二介質(zhì)流動(dòng)通過(guò)通流管道Y，從而改善了熱交換效果。然而，如果需要，凹窩8的高度可以小于所述第一高度hi。在所示的實(shí)施例中，凹窩8具有圓形以及細(xì)長(zhǎng)形。一些細(xì)長(zhǎng)凹窩還是彎曲的。凹窩8還可以設(shè)置為任意合適的圖案，用于最優(yōu)化熱交換效果。
[0037]在圖11示意性示出的一個(gè)實(shí)施例中，抗壓凹窩8是細(xì)長(zhǎng)的，并且在熱傳遞凹陷部3上傾斜延伸，優(yōu)選地彼此平行，并且當(dāng)兩塊板I的第二側(cè)B在一起時(shí)，傾斜通過(guò)第二介質(zhì)的通流管道Y，優(yōu)選通過(guò)熱傳遞凹陷部/通流管道的整個(gè)寬度，而所述細(xì)長(zhǎng)凹窩在所述熱傳遞凹陷部/通流管道的縱向上彼此間隔開(kāi)。熱傳遞升高部2/凹陷部3可以在細(xì)長(zhǎng)凹窩8之間的某些所需點(diǎn)分叉，并且隨后立刻再聯(lián)合在一起，以便于向從熱傳遞表面4延伸的凹窩
5、而非從熱傳遞升高部2延伸的凹窩7提供空間，從而，在板I的第一側(cè)A上僅出現(xiàn)具有第二高度h2的凹窩。細(xì)長(zhǎng)凹窩8優(yōu)選具有基本上三角形的橫截面，但是也可以具有任意其他所需的橫截面，例如圖11所示的基本上截頭圓錐形橫截面。凹窩8設(shè)置使得當(dāng)兩塊板I的第二側(cè)B在一起彼此鄰接時(shí)，所述凹窩交叉行進(jìn)，優(yōu)選彼此呈直角，而提供了多個(gè)用于嚙合的點(diǎn)，并且可以將所述凹窩彼此組裝。
[0038]在板I的相對(duì)第一側(cè)A上，因而熱傳遞升高部2被板的第二側(cè)B上的熱傳遞凹陷部3中的細(xì)長(zhǎng)凹窩8而中斷，所述凹窩由此在熱傳遞升高部中限定相應(yīng)配置的“凹槽”8a，其形成第一介質(zhì)的通流管道X的一部分。因此，這些“凹槽”8a在熱傳遞升高部2上傾斜地延伸，優(yōu)選從一側(cè)至另一側(cè)，并且彼此間隔開(kāi)，在其間限定了熱傳遞升高部的“肋條狀”部分2a。如上所述地，一些這樣的“肋條狀”部分2a是中斷的，優(yōu)選在其縱向延伸部的中央，以為凹窩5、6提供空間。正如從圖11中顯然的是，該實(shí)施例給出的印象是，更恰當(dāng)?shù)氖钦J(rèn)為板I的第一側(cè)A的熱傳遞升高部包括多個(gè)獨(dú)立的細(xì)長(zhǎng)、平行和傾斜延伸的熱傳遞升高部，其間行進(jìn)的是熱傳遞表面4的部分(由“凹槽” 8a限定)。
[0039]上述的和如圖11中示意性所示的實(shí)施例提供了特別用于第二介質(zhì)的強(qiáng)通流管道Y，但是根據(jù)上文顯然的是，如果需要，細(xì)長(zhǎng)凹窩8也可以相對(duì)于彼此以非平行方向而延伸，并且可以提供從熱傳遞升高部2的“肋條狀”部分2a延伸的凹窩7。
[0040]為了通過(guò)加強(qiáng)通流管道促進(jìn)第一介質(zhì)流動(dòng)通過(guò)通流管道X以及防止其塌陷，板I的第一側(cè)A上的熱傳遞表面4以類(lèi)似方式配備有加強(qiáng)凹窩9。這些加強(qiáng)凹窩9在所示實(shí)施例中高度基本上等于所述第一高度hl，即熱傳遞升高部2的高度，從而凹窩基本上與升高部2在相同水平面上。然而，需要的是凹窩9的高度小于所述第一高度hl，并且優(yōu)選盡可能小，以便于最小化通流管道X中的第一介質(zhì)流動(dòng)的壓降，并且仍然維持凹窩的強(qiáng)化性能。凹窩9的高度還可以大于所述第一高度，只要其不超出凹窩5的(第二 )高度h2。在所示實(shí)施例中，凹窩9具有細(xì)長(zhǎng)形狀。凹窩9還可以設(shè)置為任意合適的圖案，用于最優(yōu)化熱交換效率。
[0041]與允許提供第一介質(zhì)的通流管道X的熱傳遞升高部2/凹陷部3以及上述凹窩5、7 一樣，例如可以通過(guò)沖壓或穿刺處理或以任意其他合適的方式、與所述升高部/凹陷部和所述上述凹窩5、7同時(shí)地形成凹窩8和9。相應(yīng)的凹陷部由此形成在板I的各個(gè)相對(duì)側(cè)A、B上，即在分別在側(cè)A上的升高部2中和側(cè)B的結(jié)合表面6中。
[0042]如上所述，板I可以是矩形的，具有兩個(gè)相對(duì)的長(zhǎng)側(cè)Ia和Ib以及兩個(gè)相對(duì)的短側(cè)Ic和ld，并且具有接近一個(gè)或兩個(gè)長(zhǎng)側(cè)和/或接近一個(gè)或兩個(gè)短側(cè)的第一介質(zhì)的第一和第二孔口 10和11。孔口 10、11的位置取決于板I的形狀，以及板上的熱傳遞升高部2和相應(yīng)的熱傳遞凹陷部3的形狀和位置。在具有升高部2和包括偶數(shù)數(shù)量的筆直平行部分的、相應(yīng)凹陷部3的矩形板I的所示實(shí)施例中，每個(gè)孔口 10、11定位靠近相同的長(zhǎng)側(cè)Ia和短側(cè)lc、Id中之一，位于所述長(zhǎng)側(cè)和各個(gè)短側(cè)(參見(jiàn)圖1-4)所限定的角部中。使用升高部2和包括奇數(shù)數(shù)量的筆直平行部分的相應(yīng)凹陷部3，每個(gè)孔口 10、11例如定位靠近長(zhǎng)側(cè)la、Ib中之一和短側(cè)lc、ld中之一，處于各個(gè)長(zhǎng)側(cè)和各個(gè)短側(cè)所限定的角部中，即在板I上彼此對(duì)角地相對(duì)(參見(jiàn)圖10)。每個(gè)所述孔口 10、11位于分別配置具有邊緣IOa和Ila的板的所述第一側(cè)A上，其圍繞所述孔口。每個(gè)邊緣IOaUla形成升高部2的一部分，并且在所示實(shí)施例中高度對(duì)應(yīng)于第二高度h2，即對(duì)應(yīng)于凹窩5的高度以及升高部2 (hi)和凹窩7 (h2-hl)的組合高度，并且可以與所述凹窩具有相同的功能，即允許提供用于第一介質(zhì)的通流管道X，以及防止第二介質(zhì)泄漏進(jìn)入第一介質(zhì)的通流管道X。板I可以作為選擇地為正方形，具有四個(gè)等長(zhǎng)的邊，或者任意其他合適的四邊形、三角形、多邊形、圓形、菱形、橢圓形或者用于與其應(yīng)用或用途的其他形狀。
[0043]在根據(jù)至少圖1-8的所示實(shí)施例中，其中板I的預(yù)期用途是在用于冷藏陳列柜的熱交換器中，板I的長(zhǎng)度可以約為270毫米，而寬度約為150毫米。然而，板I可以具有對(duì)于其預(yù)期應(yīng)用所最優(yōu)化的任意其他尺寸。因此，板I的長(zhǎng)度可以例如超過(guò)I米，而其寬度可以超過(guò)0.5米?；诶绨迦绾翁幱跓峤粨Q器中和/或第一和第二介質(zhì)的通流管道X、Y如何定向，板I的尺寸還可以小于所示實(shí)施例中的板，并且板的寬度可以大于其長(zhǎng)度。
[0044]如上提及，本發(fā)明還涉及用于在第一和第二介質(zhì)之間進(jìn)行熱交換的熱交換器，其中所述熱交換器包括具有上述結(jié)構(gòu)的板I的堆。該板I的堆由此可以定位在如圖9a所示的或多或少敞開(kāi)式框架12中，其具有相對(duì)的板元件13和14，其中相對(duì)的板元件中至少之一(在圖9a中為板元件13)配備具有用于第二介質(zhì)的管道連接器15和16，以及頂板17和局部敞開(kāi)的底板18?？梢晕挥谒究蚣?2中的板I的堆可以包括360塊板，如果每塊板的總高度約為2.5毫米，那么則總高度為約900毫米。然而，根據(jù)其預(yù)期應(yīng)用或用途，板堆中板I的數(shù)量可以改變，并且因而熱交換器的尺寸也可以改變。
[0045]如果熱交換器處于如圖9b所示的冷藏陳列柜中，其中框架12的底板18朝下，框架的頂板17朝上，并且框架的相對(duì)板元件13、14朝向側(cè)面，那么板堆中的板I將依次地在基本上平行的豎直平面中延伸，而第一介質(zhì)(例如，將冷卻的空氣)將基本上水平地流入和流過(guò)熱交換器。因而，第一介質(zhì)可以例如從其左側(cè)流入熱交換器，并且隨后基本上水平地向右通過(guò)熱交換器，并且在其右側(cè)離開(kāi)熱交換器，或者如圖9b所示，從熱交換器的右側(cè)流入，而后基本上水平地方向(如圖％中的箭頭D2所示)地向左通過(guò)熱交換器，并且在其左側(cè)離開(kāi)熱交換器。第二介質(zhì)(例如用于冷卻空氣的水)將通過(guò)提供在其中的板元件13的管道連接器15、16中之一而流入熱交換器，沿著基本上正弦路徑而水平地通過(guò)熱交換器，其筆直平行或基本上平行的部分在基本上豎直的方向上(在圖％中由箭頭Dl所示)行進(jìn)，并且通過(guò)所述板元件的所述管道連接其16、15中另一而離開(kāi)熱交換器。在根據(jù)圖9b的所示實(shí)施例中，第二介質(zhì)通過(guò)板元件13的左側(cè)管連接器15而流入熱交換器，并且通過(guò)右側(cè)管連接器16離開(kāi)熱交換器。因而，根據(jù)圖％，第一介質(zhì)在基本上水平的方向上流過(guò)熱交換器，而第二介質(zhì)以相反的水平方向沿著基本上豎直和基本上正弦路徑通過(guò)熱交換器，從而當(dāng)兩種介質(zhì)具有最高溫度時(shí)，將冷卻的第一介質(zhì)以熱傳遞或熱交換方式遇到用于冷卻的第二介質(zhì)，并且從而所述第一介質(zhì)由逐步更冷的第二介質(zhì)冷卻。實(shí)現(xiàn)了多步逆流，其中使將重復(fù)冷卻的第一介質(zhì)接觸用于冷卻的第二介質(zhì)，所述第二介質(zhì)在相反的水平方向上沿著基本上豎直和基本上正弦的路徑流動(dòng)通過(guò)熱交換器。來(lái)自冷卻的第一介質(zhì)的冷凝物將在底部通過(guò)局部開(kāi)放的底板18而離開(kāi)熱交換器。可以在熱交換器的底部提供引流管(未示出)，用于收集冷凝物。因而，熱交換器的框架12有助于從熱交換器中排出冷凝物。同樣地，由所示的框架12有助于對(duì)如圖所示的熱交換器進(jìn)行檢查、清潔和維護(hù)。
[0046]如上已經(jīng)指出，交換器中板堆中的板I設(shè)置使得每塊板的第一側(cè)A鄰接板堆中相鄰板的第一側(cè)A，由此借助于熱傳遞表面4上的凹窩5和/或借助于板堆中相鄰兩塊板的第一側(cè)上的熱傳遞升高部2上的凹窩7而提供所述板的所述第一側(cè)之間的用于第一介質(zhì)的通流管道X。而且，板I設(shè)置成使得每塊板的第二側(cè)B鄰接板堆中相鄰板的第二側(cè)B，由此借助于板堆中相鄰兩塊板的第二側(cè)上的熱傳遞凹陷部3而限定位于所述板的所述第二側(cè)之間的用于第二介質(zhì)的至少一個(gè)通流管道Y。
[0047]通過(guò)例如配置每塊板I使得板的第一側(cè)A上的凹窩5的第二高度h2大于板的第二側(cè)B上的熱傳遞凹陷部3的深度(等于熱傳遞升高部的第一高度hl)，并且板的所述第一側(cè)上的熱傳遞升高部2和熱傳遞表面4的面積大于板的第二側(cè)上的熱傳遞凹陷部的面積，如上所述，當(dāng)分別使得相鄰兩塊板I的第一側(cè)A和相鄰兩塊板的第二側(cè)B彼此鄰接時(shí)，可以使得第一介質(zhì)的通流管道X的體積大于第二介質(zhì)的通流管道Y的體積。同樣地，也可以使得凹窩和升高部/凹陷部偏離。如圖7和8中所示，當(dāng)借助于熱傳遞表面4上的相對(duì)凹窩5和/或借助于板堆中相鄰兩塊板的第一側(cè)A上的升高部2上的相對(duì)凹窩7提供用于第一介質(zhì)的通流管道時(shí)，并且由板堆中相鄰兩塊板的第二側(cè)B上的相對(duì)凹陷部3限定用于第二介質(zhì)的通流管道時(shí)，所述第一介質(zhì)的通流管道X的體積相對(duì)于所述第二介質(zhì)的通流管道Y的體積，進(jìn)一步增加。
[0048]為了提供安全耐用的板I的板堆，板堆中相鄰兩塊板的第一側(cè)A在所述第一側(cè)上的熱傳遞表面4上的偏離或不偏離的凹窩5處組裝，而板堆中相鄰兩塊板的第二側(cè)B在所述第二側(cè)上的結(jié)合表面6處組裝。如果在熱傳遞升高部2上存在凹窩7，那么板堆中相鄰兩塊板的第一側(cè)A也可以或作為備選地在該凹窩處組裝。因而，由于板I的第一側(cè)A上的組合熱傳遞區(qū)域大于板第二側(cè)B上的熱傳遞區(qū)域，板的所述第一側(cè)上的總結(jié)合區(qū)域小于板的所述第二側(cè)上的結(jié)合區(qū)域。相鄰板I可以借助于例如銅焊處理或者借助于另一合適的組裝方法而組裝。至少在板堆中相鄰兩塊板I的第二側(cè)B的相對(duì)結(jié)合表面上以及在板堆中相鄰兩塊板的第一側(cè)A的孔口 10、11的相對(duì)邊緣10a、lla上需要防漏組裝。
[0049]根據(jù)上述顯然的是，凹窩5和熱傳遞升高部2/凹陷部3的不同高度將提供配置具有交替高度的用于第一介質(zhì)的通流管道X，即，當(dāng)所述第一介質(zhì)從左流向右或者圖8中的從右流向左以如圖9b中的從右流向左。該交替的高度將改變第一介質(zhì)在流動(dòng)通過(guò)所述通流管道X期間的速度/壓力。因而，在根據(jù)至少圖1-8所示的實(shí)施例中，用于第一介質(zhì)的通流管道X配置在相鄰兩塊板I的第一側(cè)A上的熱傳遞升高部2之間具有第三高度h3，以及在所述相鄰兩塊板的所述第一側(cè)上圍繞所述升高部的熱傳遞表面之間具有大于所述第三高度的第四高度h4。第四高度h4由此基本上等于每塊板I的第一側(cè)A上的熱傳遞表面4上的凹窩5的(第二)高度h2的兩倍，而第三高度h3基本上等于所述第四高度減去每塊板的第一側(cè)上的升高部2的(第一)高度hi的兩倍。
[0050]在根據(jù)至少圖1-8的所示實(shí)施例中，用于第二介質(zhì)的通流管道Y配置具有第五高度h5，其基本上等于每塊板I的第二側(cè)B上的熱傳遞凹陷部3的深度(對(duì)應(yīng)于熱傳遞升高部2的(第一)高度hi)的兩倍(尤其參見(jiàn)圖7)。
[0051]在熱交換器中的板I的板堆可以包括一種類(lèi)型的板。當(dāng)例如每塊板第一側(cè)A上的熱傳遞升高部2和每塊板第二側(cè)B上的熱傳遞凹陷部3為具有相等數(shù)量的筆直、平行或基本平行部分的基本上正弦形狀時(shí)，就是該情況(如根據(jù)圖1-8的板的實(shí)施例中)。作為選擇地，板I的板堆可以包括兩種類(lèi)型的板。當(dāng)例如每塊板的第一側(cè)A上的熱傳遞升高部2和每塊板的第二側(cè)B上的熱傳遞凹陷部3為具有奇數(shù)數(shù)量的筆直、平行或基本平行部分的基本上正弦形狀時(shí)，就是該情況(如根據(jù)圖10的板的實(shí)施例中)。如果例如相鄰兩塊板上的凹窩5和/或熱傳遞升高部2/凹陷部3相對(duì)于彼此偏離并且如果一塊板的第一側(cè)A上的所述升高部和/或所述凹窩的高度與另一塊板的第一側(cè)A上的所述升高部和/或所述凹窩的高度不同，那么將也需要兩種類(lèi)型的板I。凹窩5和/或升高部2/凹陷部3的高度可以廣泛地改變，但是在具有兩種類(lèi)型板的所述后者實(shí)施例中當(dāng)然重要的是，至少相對(duì)凹窩的總高度大于相對(duì)升高部的總高度，用于提供處于兩個(gè)相鄰板的第一側(cè)A之間的用于第一介質(zhì)的通流管道X。
[0052]根據(jù)本發(fā)明的熱交換器可以是交叉流動(dòng)類(lèi)型的，其中限定用于第二介質(zhì)的通流管道Y的兩個(gè)相鄰板I的第二側(cè)B上的熱傳遞凹陷部3的筆直、基本上平行部分在板的第一方向Dl上延伸，并且其中提供在相鄰兩塊板的第一側(cè)A之間的用于第一介質(zhì)的通流管道X在板的第二方向D2上延伸，其中第二方向基本上垂直于所述第一方向。如上所述，上述的熱交換器主要是該類(lèi)型的熱交換器。根據(jù)本發(fā)明的熱交換器可以作為選擇地是與所述交叉流動(dòng)類(lèi)型不同的另一類(lèi)型。
[0053]通過(guò)使用如上限定的熱交換器，其中包括如上限定的板的板堆，事實(shí)上，當(dāng)例如使用水冷卻來(lái)自冷藏陳列柜的空氣時(shí)，可能減少冷卻能耗約20%。該積極結(jié)果的主要原因是，冷卻用水的溫度不必降低與現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)中那樣多以提供空氣的有效冷卻。這是空氣與水延長(zhǎng)的更廣泛直接和間接接觸的結(jié)果。
[0054]對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將明顯的是，根據(jù)可以在隨附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，對(duì)根據(jù)本發(fā)明的板和熱交換器進(jìn)行修改和改變，而不脫離本發(fā)明的概念和目的。因而，雖然板I優(yōu)選為鋁制成，但是其也可以由任意其他合適的材料制成。熱交換器中的板的板堆可以位于更為敞開(kāi)的框架中，正如根據(jù)圖9a所示的實(shí)施例中所示，并且框架也可以由任意合適的材料制成。而且，顯然的是，熱交換器在其預(yù)期的應(yīng)用中可以位于任意合適的位置，即如所示實(shí)施例中水平的或者如果需要或希望，可以為豎直或傾斜的。如上限定的熱交換器適用于空氣冷卻器，因?yàn)榈谝唤橘|(zhì)、將冷卻的介質(zhì)可以是空氣。
【權(quán)利要求】
1.一種用于在第一和第二介質(zhì)之間進(jìn)行熱交換的熱交換器的板， 其中板(I)具有第一側(cè)(A)和相背的第二側(cè)(B)，其中所述板(I)的第一側(cè)(A)配置成具有至少一個(gè)熱傳遞升高部(2)和圍繞所述升高部的至少一個(gè)熱傳遞表面(4)，其中在熱傳遞升高部(2)和熱傳遞表面(4)的之一或兩者上設(shè)置凹窩(5，7)以允許提供用于第一介質(zhì)的通流管道(X)， 其中所述板(I)的第二側(cè)(B)配置成具有對(duì)應(yīng)于所述升高部(2)的至少一個(gè)熱傳遞凹陷部(3)，所述凹陷部配置成限定用于第二介質(zhì)的通流管道(Y)的一部分，并且第二側(cè)具有對(duì)應(yīng)于所述熱傳遞表面(4)且圍繞所述凹陷部的至少一個(gè)結(jié)合表面(6)， 其中板(I)的第一側(cè)(A)上的熱傳遞升高部(2)的第一高度(hi)等于板的第二側(cè)(B)上的熱傳遞凹陷部(3)的深度，而寬度(w)等于熱傳遞凹陷部(3)的寬度， 其中板(I)的第二側(cè)(B)上的熱傳遞凹陷部(3)設(shè)置有抗壓凹窩(8)，所述抗壓凹窩的高度等于熱傳遞升高部(2)的所述第一高度(hi)以及相應(yīng)的熱傳遞凹陷部的深度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板，其中設(shè)置在板(I)的第一側(cè)(A)上的熱傳遞表面(4)上的凹窩(5)具有大于所述第一高度(hi)的第二高度(h2)，和/或其中設(shè)置在板(I)的第一側(cè)(A)上的熱傳遞升高部(2)上的凹窩(7)的高度(h2 - hi)和熱傳遞升高部的高度(hi)之和大于所述第一高度(hi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的板，其中熱傳遞升高部(2)和相應(yīng)的熱傳遞凹陷部(3)的寬度(《)是所述熱傳遞升高部的所述第一高度(hi)以及相應(yīng)的熱傳遞凹陷部的深度的至少5倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的板，其中板(I)的第一側(cè)(A)上的熱傳遞升高部(2)和板的第二側(cè)(B)上的相應(yīng)`的熱傳遞凹陷部(3)配置成具有兩個(gè)或更多個(gè)筆直的、平行的或基本上平行的部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的板，其中抗壓凹窩(8)是細(xì)長(zhǎng)的并且布置成在熱傳遞凹陷部(3)上傾斜地延伸，并且在所述熱傳遞凹陷部的縱向上彼此間隔開(kāi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的板，其中板(I)的第一側(cè)(A)上的熱傳遞表面(4)配置成具有加強(qiáng)凹窩(9)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2-6中任意一項(xiàng)所述的板，其中板(I)配置成具有用于第二介質(zhì)的第一和第二孔口( 10，11 )，每個(gè)所述第一和第二孔口( 10，11)位于板(I)的所述第一側(cè)(A)上并且配置成具有圍繞所述孔口的邊緣(10a、lla)，所述邊緣形成所述熱傳遞升高部(2)的一部分并且其高度等于凹窩(5)的所述第二高度(h2)和/或等于設(shè)置在熱傳遞升高部(2)上的凹窩(7)的高度(h2 - hi)以及所述熱傳遞升高部的高度(hi)之和。
8.一種用于在第一介質(zhì)和第二介質(zhì)之間進(jìn)行熱交換的熱交換器，其中所述熱交換器包括由根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的板(I)構(gòu)成的板堆， 其中所述板(I)設(shè)置使得每塊板的第一側(cè)(A)抵接著板堆中的相鄰板(I)的第一側(cè)CA),由此借助于板堆中的相鄰兩塊板的第一側(cè)(A)上的熱傳遞表面(4)或熱傳遞升高部(2)中之一或兩者上的凹窩(5，7)，提供了位于所述相鄰兩塊板的所述第一側(cè)之間的用于第一介質(zhì)的通流管道(X)，以及 使得每塊板(I)的第二側(cè)(B)鄰接著板堆中的相鄰板(I)的第二側(cè)(B)，由此借助于板堆中的相鄰兩塊板的第二側(cè)(B)上的熱傳遞凹陷部(3)限定了位于所述相鄰兩塊板的所述第二側(cè)之間的用于第二介質(zhì)的至少一個(gè)通流管道(Y)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱交換器，其中板堆中的相鄰兩塊板(I)的第一側(cè)(A)在所述第一側(cè)上的熱傳遞表面(4)和熱傳遞升高部(2)中之一或兩者上的相對(duì)凹窩(5，7)處組裝，并且通過(guò)將所述板中圍繞用于第二介質(zhì)的孔口(10，11)的所述第一側(cè)上的相對(duì)邊緣(10a、Ila)處防漏地結(jié)合在一起而在所述相對(duì)邊緣處組裝。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的熱交換器，其中板堆中的相鄰兩塊板(I)的第二側(cè)(B)上的熱傳遞凹陷部(3)中的抗壓凹窩(8)配置成用于當(dāng)板堆中的相鄰兩塊板(I)的第二側(cè)(B)彼此抵接時(shí)互相接合。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的熱交換器，其中板堆中的相鄰兩塊板(I)的第二側(cè)(B)通過(guò)將所述第二側(cè)上的相對(duì)的結(jié)合表面(6)防漏地彼此結(jié)合而組裝，并且在所述第二側(cè)上的熱傳遞凹陷部(3)的相對(duì)的凹窩(8)處組裝。
12.根據(jù)權(quán)利要求8-11中任意一項(xiàng)所述的熱交換器，其中限定用于第二介質(zhì)的通流管道(Y)的相鄰兩塊板(I)的第二側(cè)(B)上的熱傳遞凹陷部(3)的筆直的、平行的或基本平行的部分在板的第一方向(Dl)上延伸，并且其中設(shè)置在相鄰兩塊板(I)的第一側(cè)(A)之間的用于第一介質(zhì)的通流管道(X)在板的第二方向(D2)上延伸，其中第二方向基本上垂直于所述第一方向(D1)。
13.根據(jù)權(quán)利要求8-12中任意一項(xiàng)所述的熱交換器，其中熱交換器的板(I)堆位于具有相對(duì)的板元件(13，14)的框架(12)中。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的熱交換器，其中至少一個(gè)相對(duì)板元件(13，14)配備具有用于第二介質(zhì)的管道連接器(15,16)。
15.一種空氣冷卻器，包括根據(jù)權(quán)利要求8-14中任意一項(xiàng)所述的熱交換器，其中第一介質(zhì)是空氣，而第二介質(zhì)是液體。`
【文檔編號(hào)】F28F3/08GK103528419SQ201310280264
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年7月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月5日
【發(fā)明者】S·佩爾松, M·馬斯格勞 申請(qǐng)人:艾雷克股份公司