本實(shí)用新型屬于板殼換熱器領(lǐng)域，具體涉及一種容積式板殼換熱器。此外，本實(shí)用新型還涉及一種容積式板殼換熱系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

容積式換熱器廣泛用在酒店、賓館等場合的熱水供應(yīng)上，一般采用的加熱管束不是盤管就是列管式換熱器的管束，這是因?yàn)榫频?、賓館目前都采用熱水加熱生活用水，由于熱源品質(zhì)問題，加熱效果普遍不佳?，F(xiàn)有技術(shù)中的容積式換熱器殼程為被加熱介質(zhì)的工作空間，不易分程強(qiáng)化傳熱，管程即使換熱面積再大，因?yàn)闅?cè)介質(zhì)的流速低，兩側(cè)流量不匹配，因此傳熱系數(shù)很低。

板殼式換熱器從2000年開始使用到現(xiàn)在，因其安全高效，廣泛應(yīng)用在了各種各樣的場合。要想提高板式換熱器的傳熱系數(shù)，降低造價(jià)，必須使冷熱介質(zhì)兩側(cè)的流量盡量持平、相等?，F(xiàn)有的板殼式換熱器的板片都是等截面波紋結(jié)構(gòu)，即板片組成的冷熱介質(zhì)通道面積相等。采用這樣的板式換熱器，只有冷熱側(cè)流量相同時(shí)，兩側(cè)流速相等，換熱效率才最高，而實(shí)際應(yīng)用中，例如在供熱等高溫高壓使用場合中，普遍存在熱側(cè)流量小、冷側(cè)流量大的工況。當(dāng)兩側(cè)流量相差大時(shí)，為了保證流量大的一側(cè)的阻力降，需要犧牲大量的導(dǎo)熱面積，導(dǎo)致了傳熱效率的降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種容積式板殼換熱器，在換熱器兩側(cè)流量相差較大時(shí)，可以提高傳熱效率，尤其適用于高溫水加熱生活熱水的工況。

第一方面，一種容積式板殼換熱器，包括殼體和固定于殼體內(nèi)的板束；所述板束包括多個板殼式板片，每個板殼式板片均為波紋狀結(jié)構(gòu)且相鄰波紋高度不同，板束中的相鄰板片翻轉(zhuǎn)層疊相互焊接后形成不同截面面積的三種通道：第一通道、第二通道和第三通道；所述殼體側(cè)壁上方開設(shè)熱源入口，側(cè)壁下方設(shè)熱源出口，熱源入口和熱源出口均與第三通道連通；殼體底部設(shè)有待熱液體入口，頂部設(shè)有加熱液體出口，待熱液體入口和加熱液體出口均分別與第一通道及第二通道連通。

在本方案中，通過一大一小兩種高度不同的波形曲面的反復(fù)交替連接，形成完整的波紋狀板殼式板片，兩種波形曲面的連接處形成波谷，而兩種波形曲面自身分別具有相對于波谷的一大一小兩種波峰。將多個板殼式板片相互翻轉(zhuǎn)，倒置疊放，并將相鄰的板殼式板片在波谷處密封連接，形成第一通道和流通截面小于第一通道的第二通道，將相鄰的板殼式板片在第一波形曲面的波峰處密封連接，形成第三通道，從而得到板束。

這樣的板束應(yīng)用在換熱器中，一側(cè)通道由第一通道和第二通道交替形成，用于流通流量較小的介質(zhì)，另一側(cè)通道則由第三通道，用于流通流量較大的介質(zhì)，從而在冷熱兩側(cè)流量相差較大的時(shí)，在不影響承壓能力的前提下，可以提高傳熱效率，降低換熱器的整體造價(jià)，不易結(jié)垢，體積小，流動阻力小，耐溫耐壓性能好，節(jié)約能源。例如，在高溫水加熱生活熱水工況時(shí)，高溫水走第三通道，生活熱水走第一通道和第二通道，從而提高傳熱系數(shù)，降低換熱器的整體造價(jià)。又例如，汽水換熱工況時(shí)，汽側(cè)走第三通道，利于冷凝，水走第一通道和第二通道，流速高，從而使整體傳熱系數(shù)提高。

結(jié)合第一方面，在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述板殼式板片采用單向斜波紋結(jié)構(gòu)，波紋與水平方向夾角為25度。

在本方案中，夾角為25度阻力降和傳熱效率二者能夠達(dá)到較好的平衡；夾角角度過大，雖然傳熱效果較好，但是阻力降大；而夾角角度過小，雖然阻力降小，但是傳熱效果相對較差。

結(jié)合第一方面或上述某些可能的實(shí)施方式，在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述第三通道的流通截面面積為第一通道和第二通道的流通截面面積之和的2-4倍。

在本方案中，第三通道的截面面積與第一通道和第二通道截面面積之和處于2-4倍時(shí)，其適用性較好，傳熱效率高；超過4倍時(shí)，相鄰板片之間不容易實(shí)現(xiàn)較好的密封；而低于2倍時(shí)，在換熱器兩側(cè)流量相差較大的工況下其傳熱效率相對較低。

第二方面提供了一種容積式板殼換熱系統(tǒng)，包括儲水罐和安裝于儲水罐側(cè)壁下方的上述任一種可能的容積式板殼換熱器，儲水罐頂部設(shè)有熱液出口，熱液出口與加熱液體出口連通。

在本方案中，容積式板殼換熱系統(tǒng)的傳熱效率高，整體造價(jià)低，且不易結(jié)垢，流動阻力小，耐溫耐壓性能好，節(jié)約能源。儲水罐的大小可根據(jù)熱水需求量而定。

結(jié)合第二方面，在第二方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述儲水罐頂部還設(shè)有安全閥(92)。

上述方案中，通過設(shè)置安全閥，當(dāng)換熱器內(nèi)壓力超過預(yù)設(shè)的安全值時(shí)，安全閥自行打開，當(dāng)換熱的兩側(cè)的壓力差距較大時(shí)，安裝安全閥可以避免低壓側(cè)的損壞。

結(jié)合第二方面或上述某些可能的實(shí)施方式，在第二方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述儲水罐底部還設(shè)有排污口(93)。

結(jié)合第二方面或上述某些可能的實(shí)施方式，在第二方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述儲水罐側(cè)壁上方還設(shè)有檢修孔(94)。通過設(shè)置檢修孔，即人孔，可以方便換熱系統(tǒng)的清洗和維修。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型所提供的容積式板殼換熱器的其中一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1所示的容積式板殼換熱器的左視截面示意圖。

圖3為本實(shí)用新型所提供的板殼式板片的其中一個實(shí)施例的截面示意圖。

圖4為本實(shí)用新型所提供的板殼式板束的其中一個實(shí)施例的截面示意圖。

圖5為本實(shí)用新型所提供的容積式板殼換熱系統(tǒng)的其中一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：第一波形曲面1；第二波形曲面2；波谷3；第一通道4；第二通道5；第三通道6；殼體7；熱源入口71；熱源出口72；待熱液體入口73；加熱液體出口74；板殼式板片8；罐體9；熱液出口91；安全閥92；排污口93；人孔94；支腿10。

具體實(shí)施方式

在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。

術(shù)語“豎直”、“水平”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實(shí)用新型的限制。

術(shù)語“相連”、“連接”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實(shí)用新型方案，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

實(shí)施例1

請結(jié)合圖1至圖4，一種板殼式換熱器，包括殼體7和固定于殼體7內(nèi)的板束；板束包括多個板殼式板片8，每個板殼式板片8均為波紋狀結(jié)構(gòu)且相鄰波紋高度不同，板束中的相鄰板殼式板片8翻轉(zhuǎn)層疊相互焊接后形成不同面積的三種通道：第一通道4、第二通道5和第三通道6。

進(jìn)一步的來說，板殼式板片8包括第一波形曲面1和波形小于第一波形面的第二波形曲面2，第一波形曲面1和第二波形曲面2交替相連接形成波谷3；相鄰的板殼式板片在波谷3處通過焊接進(jìn)行密封連接，形成第一通道4和流通截面小于第一通道4的第二通道5；相鄰的板殼式板片在第一波形曲面1的波峰處通過焊接進(jìn)行密封連接，形成第三通道6。

上述的殼體7按照壓力容器的要求而制造，板束整體焊接完畢后，按照設(shè)計(jì)要求試水壓成功后，再裝入殼體7，然后整體進(jìn)行二次試水壓。

殼體側(cè)壁上方設(shè)有熱源入口71，側(cè)壁下方設(shè)有熱源出口72，熱源入口71和熱源出口72均與第三通道6連通；殼體底部設(shè)有待熱液體入口73，頂部設(shè)有加熱液體出口74，待熱液體入口73和加熱液體出口74均分別與第一通道4及第二通道5連通。

在使用時(shí)，熱源可以是蒸汽，也可以是熱介質(zhì)等，熱源從熱源入口71進(jìn)入，通過第三通道6從熱源出口72流出，流通截面面積大，有利于冷凝；待加熱的液體從待熱液體入口73進(jìn)入，通過第一通道4和第二通道5從加熱液體出口74流出，流通截面面積小，流速高，傳熱系數(shù)高；從而冷流體，即待加熱的液體，與熱源之間逆流換熱，傳熱效率高，換熱量大，流動阻力小，且降低了換熱器的整體造價(jià)。

實(shí)施例2

請結(jié)合圖1至圖5，一種容積式板殼換熱系統(tǒng)，包括儲水罐9和安裝于儲水罐側(cè)壁下方的容積式板殼換熱器，容積式板殼換熱器采用實(shí)施例1中的容積式板殼換熱器，并且，板殼式板片采用單向斜波紋結(jié)構(gòu)，波紋與水平方向夾角為25度，第三通道6的流通截面面積為第一通道4和第二通道5的流通截面面積之和的2-4倍。

儲水罐9頂部設(shè)有熱液出口91，熱液出口91通過儲水罐內(nèi)腔與加熱液體出口74連通；儲水罐頂部還設(shè)有安全閥92，當(dāng)換熱器內(nèi)壓力超過預(yù)設(shè)的安全值時(shí)，安全閥92自行打開，當(dāng)換熱的兩側(cè)的壓力差距較大時(shí)，安裝安全閥92可以避免低壓側(cè)的損壞。儲水罐底部還設(shè)有排污口93；儲水罐側(cè)壁上方還設(shè)有人孔94，方便換熱系統(tǒng)的清洗和維修。儲水罐9通過支腿10支承立于地面上。

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以幫助理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案及核心思想，而非對其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換，而這些修改或者替換也落入本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。