[发明专利]一种非对称结构板式换热片

说明书

本发明提供了一种非对称结构板式换热片，该换热片上的换热区采用波纹凸起结构，换热区由2个以上非对称的换热分区从左至右依次排列组成，相邻换热分区中右换热分区的流体通道与左换热分区的波纹凸起在同一水平线上，相邻换热分区中右换热分区的波纹凸起与左换热分区的流体通道在同一水平线上，每个换热分区内的波纹凸起结构的高度H沿着介质流动方向递减；所述换热分区所包含的波纹凸起结构的数量由介质进口方向向介质出口方向减少。本发明的非对称结构板式换热片，能够降低介质流动过程产生的沿程阻力损失与局部阻力损失，从而减少介质能量损失以及设备整体功耗。

技术领域

本发明涉及换热器技术领域，具体地，涉及一种非对称结构板式换热片。

背景技术

板式换热器问世100多年来，因其换热效率高、结构紧凑、拆装灵活等优点，在石油、化工、轻纺、暖通、食品、医药等领域获得广泛应用。随着世界能源危机的日益加深，以及我国对于环保要求的日渐提高，高效、节能、经济的板式换热器在未来的市场发展过程中将获得更为广阔的前景。

板式换热器由形状、规格完全相同的板式换热片交错排列组装而成。因此，板式换热片是板式换热器的核心部件，主要包括介质进出口、导流区、换热区以及垫片槽等部分。目前，市面上的大部分板式换热片均为对称型结构，且波纹形式较为单一，导致流体换热效率仍不够高，且设备整体压降与泵的功耗较大。

因此，对板式换热片结构进行优化，从而促进冷热流体对流换热效率提高，降低介质流动压降与设备功耗，对于板式换热器的进一步推广具有极其重要的意义。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种非对称结构板式换热片，对板式换热片的换热区域结构进行优化，以提高设备整体换热效率，并降低介质流动过程阻力与压降，以及设备的整体功耗。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种非对称结构板式换热片，由冷流体进口、冷流体出口、热流体进口、热流体出口、垫片槽、导流区、换热区与导杆槽构成，所述换热区采用波纹凸起结构，所述换热区由2个以上非对称的换热分区从左至右依次排列组成。

进一步地，相邻换热分区中右换热分区的流体通道与左换热分区的波纹凸起在同一水平线上。

进一步地，相邻换热分区中右换热分区的波纹凸起与左换热分区的流体通道在同一水平线上。

进一步地，每个换热分区内的波纹凸起结构的高度H沿着介质流动方向递减。

进一步地，所述波纹凸起结构的高度H满足：

其中，H₀为第一个波纹凸起的高度，L’为H所对应的波纹凸起结构距离换热区起始边缘的距离，Q为介质体积流量，μ为介质黏度，ρ为介质密度，f为介质流动过程摩擦阻力系数，W为板式换热片宽度，R₀为流动常数，取值为2500-4000，c为结构系数，取值为0.5-0.8，η为阻力系数，取值为1.0-1.5。

进一步地，所述换热分区所包含的波纹凸起结构的数量由介质进口方向向介质出口方向减少。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果：本发明板式换热片对换热区内的波纹凸起结构的高度进行优化设计，使波纹高度沿着介质流动方向逐渐降低，从而减小了波纹凸起结构对流体介质的足部阻力损失，有效的降低了设备功耗。同时，波纹高度降低，使得板间距离增大，保证介质流动过程中始终保持恰当的湍流程度，显著提高设备的对流换热效率。通过对相邻换热分区结构进行优化，使左右两侧的流体通道与波纹凸起交错排列，能够显著增加换热有效面积，进一步提高换热器整体运行效率。

附图说明

图1为本发明所提供的板式换热片的整体结构示意图；

图2为本发明提供的人字形波纹板换热区结构示意图；