[实用新型]一种混合肋排换热器芯体及换热器

说明书

本实用新型公开了一种混合肋排换热器芯体及换热器，包括换热单元，换热单元包括上层肋排板片、下层肋排板片和层内隔板，上层肋排板片的肋条和下层肋排板片的肋条相互交错，且上下两个肋条在换热单元的边界处相交，换热单元相对的两侧设有侧挡板，换热单元的另一相对两侧设有进出口；上层肋排板片和下层肋排板片之间设有层内隔板，上层肋排板片的肋条、下层肋排板片的肋条与侧挡板围合的区域投影至层内隔板的位置设有通孔，下层肋排板片的相邻肋间流道分别通入冷介质流体和热介质流体。本实用新型减小了冷热流体换热间距，有效提升了换热器的比表面积、强化了换热性能，同时强度高、可靠性高。

技术领域

本实用新型属于换热器技术领域，涉及一种混合肋排换热器芯体及换热器。

背景技术

早期的管壳式换热器体积过大设计粗放，如图1-2，因此在成本和效率的设计制约下不得不向着小型化、精细化内部结构发展，后来出现的板翅式换热器具有较高的传热效率，有替代传统管壳式换热器的趋势，但是钎焊等工艺带来的耐压、耐腐蚀方面的弱点始终在限制其应用场合，因而更先进的扩散焊工艺与印刷电路板式换热器（Printed CircuitHeat Exchanger,PCHE），或称为扩散焊紧凑换热器（Diffusion-bonded Compact HeatExchanger ,DCHE）应运而生，其利用分子间扩散实现板材焊接，强度极高（接近母材强度）。由于单相间壁式换热器的换热稳定、可靠性高，因此最常见的换热器是单相间壁式换热器。

由传热学基本公式：Q=hAΔT，可知强化换热的手段一般有三种，即提升换热温差ΔT、增加换热面积A、提高总换热系数h。然而对于一款确定工况、使用简单工质的单相间壁式换热器，除了采用冷热流体逆流、错流布置方案来提升传热温差，几乎没有其他方式可以改变温差；因此增大换热面积和传热系数成为了两种主要的强化换热手段。增大换热面积通常通过增加肋片等扰流结构、二次换热表面来实现，而传热系数的增大主要通过流体的射流、冲击、旋转等扰动实现。这些设计都体现在诸如波纹板式换热器、螺旋折流板管壳式换热器等的设计上。

然而，这些换热器的换热能力仍然有限，由于其通道水力直径通常处于常规尺度附近、微小尺度之上，且没有充分扰动冷热流体、冷热流体相对独立，因此造成换热器比表面积较小、换热效果不佳，进而使得换热器体积重量偏大。现有板式换热器多采用密封圈密封，板片之间通过螺栓紧固连接，耐压性能有限、不能采用特殊介质流体。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种混合肋排换热器芯体，减小了冷热流体换热间距，有效提升了换热器比表面积、强化了换热性能，同时耐压强度高、可靠性高、易于加工。

本实用新型的另一目的是，提供一种换热器。

本实用新型所采用的技术方案是，一种混合肋排换热器芯体，包括换热单元，换热单元包括上层肋排板片、下层肋排板片和层内隔板，上层肋排板片的肋条和下层肋排板片的肋条相互交错，且上下两个肋条在换热单元的边界处相交，换热单元相对的两侧设有侧挡板，换热单元的另一相对两侧设有进出口；上层肋排板片和下层肋排板片之间设有层内隔板，上层肋排板片的肋条、下层肋排板片的肋条与侧挡板围合的区域投影至层内隔板的位置设有通孔，下层肋排板片的相邻肋间流道分别通入冷介质流体和热介质流体。

进一步的，所述冷流体沿下层肋排板片的肋间流道流动至侧挡板处通过通孔反转至上层肋排板片的肋间流道，继续流动至另一侧挡板处通过通孔进入下层肋排板片的肋间流道，如此反复，直至冷流体从换热单元的出口流出，热流体的流动方式与冷流体相同。

进一步的，所述通孔为三角形。

进一步的，所述上层肋排板片的上部、下层肋排板片的底部均设有层间隔板。

进一步的，多个所述换热单元上下堆叠，在每个换热单元的下层肋排板片的底部设层间隔板，上层肋排板片的上部与上层换热单元的底部共用一个层间隔板。