(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202111514807.3
(22)申请日 2021.12.13
(71)申请人 德州亚太集团有限公司
地址 253000 山东省德州市经济技术开发
区大学东路1186号
(72)发明人 霍召丽 杨勇
(51)Int.Cl.
F28D 9/00(2006.01)
F28F 3/08(2006.01)
F28F 9/22(2006.01)
F25B 39/02(2006.01)
F25B 39/04(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
本发明提供了一种中央空调主机用板壳式
和板程介质分别在壳体与换热板束间、换热板束
内部构成的各自流道区域内交错流动，传热效能
好，运行高效、紧凑、安全可靠；同时具有体积小，
承压高，制冷剂充罐量小，热效率高，压损小，清
洗方便，适应性强，成本低，不泄漏，制造简易、节
能、
紧凑的优点。权利要求书1页 说明书3页 附图3页CN 114136128 A 2022.03.04
C N 114136128
A
1.一种中央空调主机用板壳式换热器，由端板、板程介质入口、换热板束、板程介质出口、导流块、
壳程介质入口、壳体、壳程介质出口、板程分程板、壳程分程板和支撑构成，其特征是：壳程介质和板程介质分别在壳体与换热板束间、换热板束内部构成的各自流道区域内交错流动，利用换热板片为传热面，充分换热。
2.如权利要求1所述的板壳式换热器，其特征是：换热板束由多组相邻换热板片对的换热板片的外圆依次激光焊接而成，换热板片对由两个换热板片上进口孔、出口孔对齐并把两组孔周围激光焊接密封而成。
3.如权利要求1所述的板壳式换热器，其特征是：换热板片优选为波纹板或“S ”板，且采用不锈钢或其他防腐金属材质；且为了防止换热器被堵塞，换热板片优选为圆形；换热板片的直径为0.2m～1.4m，波纹深度为2mm～10mm，波纹的节距为10mm～20mm，换热板片上设有板程介质进口孔、出口孔。
4.如权利要求1所述的板壳式换热器，其特征是：换热板束的成型方式是两个换热板片同轴放置，进口孔、出口孔对齐并把两组孔周围激光焊接密封，形成一组换热板片对，构成该换热板片对的两个换热板片之间形成一个壳程介质流道；将多组换热板片对同轴放置，依次将相邻两个换热板片对中的两个相邻换热板片外圆激光焊接在一起，相邻的两个换热板片对之间构成一个板程介质流道。
5.如权利要求1所述的板壳式换热器，其特征是：壳体与换热板束之间、靠近壳程介质入口和壳程介质出口处增设圆弧导流块，使壳程介质在壳体内充分流通，避免短路。
6.如权利要求1所述的板壳式换热器，其特征是：板程介质流道和壳程介质流道内均可设置用于多流程的板程分程板、壳程分程板；板程分程板焊接在组成换热板束的换热板片的进口或出口孔上，壳程分程板焊接在换热板束的外圆与壳体上。
7.如权利要求1所述的板壳式换热器，其特征是：可选用于中央空调主机所用的冷凝器、满液式蒸发器、降膜式蒸发器和干式蒸发器，其中干式蒸发器板程介质为制冷剂，壳程介质为载冷剂；冷凝器、满液式蒸发器、降膜式蒸发器板程介质为载冷剂，壳程介质为制冷剂。
8.如权利要求1所述的板壳式换热器，其特征是：壳体为不锈钢或碳钢材质。
权 利 要 求 书1/1页CN 114136128 A
一种中央空调主机用板壳式换热器
技术领域
[0001]本发明涉及空调主机领域用换热器，特别是涉及一种中央空调主机用板壳式换热器。
背景技术
[0002]传统空调主机采用的换热器有板式换热器、套管式换热器、壳管式换热器。板式换热器及套管式换热器因内部结构受限，极易堵塞，已很少被选用；壳管式换热器换热管为直管，需与两侧管板胀接，在减少胀接管数量并保证换热面积要求下，需要采用的换热管均比较大，胀接管直径越大，泄漏率大、承压越低；并且为了保证冷媒流速，需采用多管程，增加了管箱隔筋数量，从而增加了隔筋处各管程间的泄漏点和串气点；管箱和端盖须独立设置。换热器整体制造复杂，受工人操作水平限制，存在泄漏点多的弊端，且不能清洗。
发明内容
[0003]为解决空调主机现用换热器的种种弊端，本发明提供了一种中央空调主机用板壳式换热器，主要运用换热板片为传热面，壳程介质和板程介质分别在壳体与换热板束间、换热板束内部构成的各自流道区域内交错流动，传热效能好，运行高效、紧凑、安全可靠；同时具有体积小，承压高，制冷剂充罐量小，热效率高，压损小，清洗方便，适应性强，成本低，不泄漏，制造简易、节能、紧凑的优点。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种中央空调主机用板壳式换热器，由端板、板程介质入口、换热板束、板程介质出口、导流块、壳程介质入口、壳体、壳程介质出口、板程分程板、壳程分程板和支撑构成。壳程介质和板程介质分别在壳体与换热板束间、换热板束内部构成的各自流道区域内交错流动，利用换热板片为传热面，充分换热。
[0005]壳体为不锈钢或碳钢材质，换热板束放置于壳体内部，通过两侧端板与壳体固定焊接后安装于支撑上；板程介质入口孔、板程介质出口孔分别位于端板上的下端与上端；壳程介质入口、壳程介质出口分别位于壳体的上、下两侧；壳体与换热板束之间、靠近壳程介质入口和壳程介质出口处增设圆弧导流块，使壳程介质在壳体内充分流通，避免短路；板程介质入口管、出口管分别与换热板束上的进、出口连接。
[0006]换热板束由多组相邻换热板片对的换热板片的外圆依次激光焊接而成，换热板片对由两个换热板片上进口孔、出口孔对齐并把两组孔周围激光焊接密封而成，最大程度使流体湍流，换热面大且充分。换热板片优选为波纹板或“S”板，且采用不锈钢或其他防腐金属材质；且为了防止换热器被堵塞，换热板片优选为圆形。换热板片的直径为0.2m～1.4m，波纹深度为2mm～10mm，波纹的节距为10mm～20mm，换热板片上设有板程介质进口孔、出口孔。换热板束的成型方式是两个换热板片同轴放置，进口孔、出口孔对齐并把两组孔周围激光焊接密封，形成一组换热板片对，构成该换热板片对的两个换热板片之间形成一个壳程介质流道；将多组换热板片对同轴放置，依次将相邻两个换热板片对中的两个相邻换热板
片外圆激光焊接在一起，相邻的两个换热板片对之间构成一个板程介质流道。以此类推，换热板束的每组换热板片对中这两个换热板片之间流道与壳体构成壳程介质流道，壳程介质在换热板束间通道及与壳体间形成的通道内流动；换热板片对与换热板片对之间流道构成板程介质流道，板程介质在换热
板束内流动。
[0007]换热波纹板片具有“静搅拌”作用，使冷热介质分别在板程介质流道和壳程介质流道间不断改变流动方向，产生旋转和扭转，在很低的雷诺数下形成湍流，流体的强烈湍流减少了结垢，冷热介质流体来不及结垢，传热效能好、运行高效。
[0008]为了达到板程介质和壳程介质的理想流速，板程介质流道和壳程介质流道内均可设置用于多流程的板程分程板、壳程分程板；板程分程板焊接在组成换热板束的换热板片的进口或出口孔上，壳程分程板焊接在换热板束的外圆与壳体上。
[0009]实际应用中，本发明可选用于中央空调主机所用的冷凝器、满液式蒸发器、降膜式蒸发器和干式蒸发器，其中干式蒸发器板程介质为制冷剂，壳程介质为载冷剂；冷凝器、满液式蒸发器、降膜式蒸发器板程介质为载冷剂，壳程介质为制冷剂。
[0010]冷凝器选用本发明的工作流程是：从压缩机排出的高温高压制冷剂气体由本发明的壳程介质入口进入壳体与换热板束间通道，换热板束的每对换热板片对中的这两个换热板片之间通道与壳体为壳程介质流道，载冷剂从板程介质人口进入换热板束，换热板片对与换热板片对之间流道为板程介质流道，制冷剂与载冷剂通过换热板束充分换热。制冷剂冷凝为液体后从壳程介质出口流出，载冷剂吸收制冷剂热量后从板程介质出口流出。制冷剂介质油膜形成的油滴沿着换热板片的斜波纹流道向换热板
束边缘排油至板壳式换热器底部。
[0011]满液蒸发器、降膜蒸发器选用本发明的工作流程是：经膨胀阀节流降压后的制冷剂液体由本发明的壳程介质入口进入壳体与换热板束间通道，换热器板束的每对换热板片对中的这两个换热板片之间通道与壳体为壳程介质流道，载冷剂从板程介质人口进入换热板束，换热板片对与换热板片对之间流道为板程介质流道，制冷剂与载冷剂通过换热板束充分换热。制冷剂吸收载冷剂热量蒸发为气体后从壳程介质出口流出，载冷剂放热后从板程介质出口流出。制冷剂介质油膜形成的油滴沿着换热板片的斜波纹流道向换热板束边缘排油至板壳式换热器底部。
[0012]干式蒸发器选用本发明的工作流程是：经膨胀阀节流降压后的制冷剂液体由本发明的板程介质人口进入换热板束，换热板片对与换热板片对之间流道为板程介质流道；载冷剂从壳程介质入口进入壳体与换热板束间通道，换热器板束的每对换热板片对中的这两个换热板片之间通道与壳体为壳程介质流道；制冷剂与载冷剂通过换热板束充分换热。制冷剂吸收载冷剂热量蒸发为气体后从板程介质出口流出，载冷剂放热后从壳程介质出口流出。制冷剂介质油膜形成的油滴沿着换热板片的斜波纹流道向换热板束边缘排油至板壳式换热器底部。
[0013]由此可见，本发明不仅可以用于液‑液热交换、 液‑汽热交换，还可采用在壳体上留出气液分离和储液空间，或留出汽流通道，或在换热板片上方设置喷淋装置等措施使其用于蒸发、冷凝、发生和吸收等传热传质过程。
[0014]本发明的有益效果是：提供了一种中央空调主机用板壳式换热器，主要运用换热板片为传热面，壳程介质和板程介质分别在壳体与换热板束间、换热板束内部构成的各自
流道区域内交错流动，传热效能好，运行高效、紧凑、安全可靠；同时具有体积小，承压高，制冷剂充罐量小，热效率高，压损小，清洗方便，适应性强，成本低，不泄漏，制造简易、节能、紧凑的优点。
[0015]与传统换热器成型相比，本发明的无橡胶垫片和非铜钎焊的结构，在强大热力和机械外力作用下，不会发生泄漏和爆裂，安全可靠性更高；且清洗方便，打开端盖即可清洗换热板束和壳体。
附图说明
[0016]图1是本发明的外形结构示意图。
[0017]图2是本发明的单流程结构图。
[0018]图3是本发明的三程（多程）结构示意图。
[0019]图中：1‑支撑，2‑端板，3‑板程介质出口，4‑换热板束，5‑导流块，6‑壳程介质入口，7‑壳体，8‑壳程介质出口，9‑板程介质入口，10‑板程分程板，11‑壳程分程板。
具体实施方式
[0020]如图1所示，本发明由端板、板程介质入口、换热板束、板程介质出口、导流块、壳程介质入口、壳体、壳程介质出口、板程分程板、壳程分程板和支撑构成。壳体为不锈钢或碳钢材质，换热板束放置于壳体内部，通过两侧端板与壳体固定焊接后安装于支撑上；板程介质入口孔、板程介质出口孔分别位于端板上的下端与上端；壳程介质入口、壳程介质出口分别位于壳体的上、下两侧；壳体与换热板束之间、靠近壳程介质入口和壳程介质出口处增设圆弧导流块；板程介质入口管、出口管分别与换热板束上的进、出口连接。
[0021]如图2所示，换热板束由多组相邻换热板片对的换热板片的外圆依次激光焊接而成，换热板片对由两个换热板片上进口孔、出口孔对齐并把两组孔周围激光焊接密封而成。换热板片优选为波纹板或“S”板，且采用不锈钢或其他防腐金属材质；换热板片优选为圆形。换热板片的直径为0.2m～1.4m，波纹深度为2mm～10mm，波纹的节距为10mm～20mm，换热板片上设有板程介质进口孔、出口孔。换热板束的成型方式是两个换热板片同轴放置，进口孔、出口孔对齐并把两组孔周围激光焊接密封，形成一组换热板片对，构成该换热板片对的两个换热板片之间形成一个壳程介质流道；将多组换热板片对同轴放置，依次将相邻两个换热板片对中的两个相邻换热板片外圆激光焊接在一起，相邻的两个换热板片对之间构成一个板程介质流道。以此类推，换热板束的每组换热板片对中这两个换热板片之间流道与壳体构成壳程介质流道，壳程介质在换热板束间通道及与壳体间形成的通道内流动；
换热板片对与换热板片对之间流道构成板程介质流道，板程介质在换热板束内流动。
[0022]如图3所示，为了达到板程介质和壳程介质的理想流速，板程介质流道和壳程介质流道内均可设置用于多流程的板程分程板、壳程分程板；板程分程板焊接在组成换热板束的换热板片的进口或出口孔上，壳程分程板焊接在换热板束的外圆与壳体上。
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