[实用新型]一种容积式板壳换热器及容积式板壳换热系统

说明书

技术领域

本实用新型属于板壳换热器领域，具体涉及一种容积式板壳换热器。此外，本实用新型还涉及一种容积式板壳换热系统。

背景技术

容积式换热器广泛用在酒店、宾馆等场合的热水供应上，一般采用的加热管束不是盘管就是列管式换热器的管束，这是因为酒店、宾馆目前都采用热水加热生活用水，由于热源品质问题，加热效果普遍不佳。现有技术中的容积式换热器壳程为被加热介质的工作空间，不易分程强化传热，管程即使换热面积再大，因为壳侧介质的流速低，两侧流量不匹配，因此传热系数很低。

板壳式换热器从2000年开始使用到现在，因其安全高效，广泛应用在了各种各样的场合。要想提高板式换热器的传热系数，降低造价，必须使冷热介质两侧的流量尽量持平、相等。现有的板壳式换热器的板片都是等截面波纹结构，即板片组成的冷热介质通道面积相等。采用这样的板式换热器，只有冷热侧流量相同时，两侧流速相等，换热效率才最高，而实际应用中，例如在供热等高温高压使用场合中，普遍存在热侧流量小、冷侧流量大的工况。当两侧流量相差大时，为了保证流量大的一侧的阻力降，需要牺牲大量的导热面积，导致了传热效率的降低。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种容积式板壳换热器，在换热器两侧流量相差较大时，可以提高传热效率，尤其适用于高温水加热生活热水的工况。

第一方面，一种容积式板壳换热器，包括壳体和固定于壳体内的板束；所述板束包括多个板壳式板片，每个板壳式板片均为波纹状结构且相邻波纹高度不同，板束中的相邻板片翻转层叠相互焊接后形成不同截面面积的三种通道：第一通道、第二通道和第三通道；所述壳体侧壁上方开设热源入口，侧壁下方设热源出口，热源入口和热源出口均与第三通道连通；壳体底部设有待热液体入口，顶部设有加热液体出口，待热液体入口和加热液体出口均分别与第一通道及第二通道连通。

在本方案中，通过一大一小两种高度不同的波形曲面的反复交替连接，形成完整的波纹状板壳式板片，两种波形曲面的连接处形成波谷，而两种波形曲面自身分别具有相对于波谷的一大一小两种波峰。将多个板壳式板片相互翻转，倒置叠放，并将相邻的板壳式板片在波谷处密封连接，形成第一通道和流通截面小于第一通道的第二通道，将相邻的板壳式板片在第一波形曲面的波峰处密封连接，形成第三通道，从而得到板束。

这样的板束应用在换热器中，一侧通道由第一通道和第二通道交替形成，用于流通流量较小的介质，另一侧通道则由第三通道，用于流通流量较大的介质，从而在冷热两侧流量相差较大的时，在不影响承压能力的前提下，可以提高传热效率，降低换热器的整体造价，不易结垢，体积小，流动阻力小，耐温耐压性能好，节约能源。例如，在高温水加热生活热水工况时，高温水走第三通道，生活热水走第一通道和第二通道，从而提高传热系数，降低换热器的整体造价。又例如，汽水换热工况时，汽侧走第三通道，利于冷凝，水走第一通道和第二通道，流速高，从而使整体传热系数提高。

结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，所述板壳式板片采用单向斜波纹结构，波纹与水平方向夹角为25度。

在本方案中，夹角为25度阻力降和传热效率二者能够达到较好的平衡；夹角角度过大，虽然传热效果较好，但是阻力降大；而夹角角度过小，虽然阻力降小，但是传热效果相对较差。

结合第一方面或上述某些可能的实施方式，在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第三通道的流通截面面积为第一通道和第二通道的流通截面面积之和的2-4倍。

在本方案中，第三通道的截面面积与第一通道和第二通道截面面积之和处于2-4倍时，其适用性较好，传热效率高；超过4倍时，相邻板片之间不容易实现较好的密封；而低于2倍时，在换热器两侧流量相差较大的工况下其传热效率相对较低。

第二方面提供了一种容积式板壳换热系统，包括储水罐和安装于储水罐侧壁下方的上述任一种可能的容积式板壳换热器，储水罐顶部设有热液出口，热液出口与加热液体出口连通。

在本方案中，容积式板壳换热系统的传热效率高，整体造价低，且不易结垢，流动阻力小，耐温耐压性能好，节约能源。储水罐的大小可根据热水需求量而定。

结合第二方面，在第二方面的一种可能的实现方式中，所述储水罐顶部还设有安全阀(92)。

上述方案中，通过设置安全阀，当换热器内压力超过预设的安全值时，安全阀自行打开，当换热的两侧的压力差距较大时，安装安全阀可以避免低压侧的损坏。

结合第二方面或上述某些可能的实施方式，在第二方面的一种可能的实现方式中，所述储水罐底部还设有排污口(93)。