CN119803130A - 一种换热板片、换热芯体以及换热器 - Google Patents

Abstract

本公开实施例提供一种换热板片、换热芯体以及换热器，换热板片包括换热板本体，换热板本体沿第一方向设置有多个导流通道；导流通道的通道壁包括多个首尾依次相连的弯折单元；弯折单元至少由部分可变形材料制备形成，以使得导流通道可以根据流体的温度自动调节导流通道的弯折角度。本公开实施例的换热板片，能够在不影响换热板片结构强度的前提下，根据流体的温度自动调节流道弯折角度，换热板片能够在不同温度和流速条件下保持高效的热交换性能，同时降低系统的压降，并适应多变的工况需求；该换热板片结构紧凑，易于维护，适用于多种工业应用场景。

Description

一种换热板片、换热芯体以及换热器

技术领域

本公开实施例属于换热器技术领域，具体涉及一种换热板片、换热芯体以及换热器。

背景技术

传统换热器通常采用固定流道结构，在特定工况下表现良好，但在流体温度或流速变化较大时，固定弯折角度可能导致压降增加和效率降低。

针对上述问题，有必要提出一种设计合理且有效解决上述问题的换热板片、换热芯体以及换热器。

发明内容

本公开实施例旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种换热板片、换热芯体以及换热器。

本公开实施例的一方面提供一种换热板片，包括换热板本体，所述换热板本体沿第一方向设置有多个导流通道；

所述导流通道的通道壁包括多个首尾依次相连的弯折单元；

所述弯折单元至少由部分可变形材料制备形成，以使得所述导流通道可以根据流体的温度自动调节所述导流通道的弯折角度。

可选的，所述弯折单元包括固定部以及分别与所述固定部两端连接的第一弯折部和第二弯折部；其中，

所述固定部采用非变形材料制备形成；

所述第一弯折部和所述第二弯折部均采用可变形材料制备形成。

可选的，所述第一弯折部和所述第二弯折部采用记忆合金材料制备形成。

可选的，所述固定部与所述换热板本体固定连接，所述第一弯折部和所述第二弯折部与所述换热板本体接触连接。

可选的，所述固定部的两端分别与所述第一弯折部和所述第二弯折部可拆卸连接。

可选的，所述固定部与所述第一弯折部以及与所述第二弯折部之间设置有动态密封结构。

可选的，所述弯折单元的内表面光滑设置。

可选的，所述换热板本体采用导热金属板。

本公开实施例的另一方面提供一种换热芯体，包括前文所述的多个换热板片，多个所述换热板片依次堆叠设置。

本公开实施例的另一方面提供一种换热器，包括前文所述的换热芯体。

本公开实施例的换热板片、换热芯体以及换热器，换热板片包括换热板本体，换热板本体沿第一方向设置有多个导流通道；导流通道的通道壁包括多个首尾依次相连的弯折单元；弯折单元至少由部分可变形材料制备形成，以使得导流通道可以根据流体的温度自动调节导流通道的弯折角度。本公开实施例的换热板片，能够在不影响换热板片结构强度的前提下，根据流体的温度自动调节流道弯折角度，换热板片能够在不同温度和流速条件下保持高效的热交换性能，同时降低系统的压降，并适应多变的工况需求；该换热板片结构紧凑，易于维护，适用于多种工业应用场景。

附图说明

图1为本公开实施例中一实施例的一种换热板片的结构示意图；

图2为本公开实施例中弯折单元的结构示意图；

图3为本公开实施例中动态密封结构的结构示意图；

图4为本公开实施例中另一实施例的一种换热芯体的结构示意图；

图5为本公开实施例中另一实施例的采用换热板片在换热量相同情况下降低流动压降损失的对比示意图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本公开实施例的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本公开实施例作进一步详细描述。

如图1所示，本公开实施例的一方面提供一种换热板片100，包括换热板本体110，换热板本体110沿第一方向设置有多个导流通道120。导流通道120用来流通冷流体或者热流体。

导流通道120的通道壁121包括多个首尾依次相连的弯折单元130。

弯折单元130至少由部分可变形材料制备形成，以使得导流通道120可以根据流体的温度自动调节导流通道120的弯折角度。

具体地，可变形材料在温度变化时通过相变或形状记忆效应自动调整导流通道120的弯折角度。其中，当流体温度较低时，可变形材料收缩，导流通道120的弯折角度减小，流体的流动更加顺畅，从而减少压降；当流体温度较高时，可变形材料膨胀，导流通道120的弯折角度增大，流体的流动路径更为复杂，增加了与通道壁121壁面的接触面积，从而提高换热效率。

本公开实施例的换热板片，能够在不影响换热板片结构强度的前提下，根据流体的温度自动调节流道弯折角度，换热板片能够在不同温度和流速条件下保持高效的热交换性能，同时降低系统的压降，并适应多变的工况需求；该换热板片结构紧凑，易于维护，适用于多种工业应用场景。

示例性的，如图2所示，弯折单元130包括固定部131以及分别与固定部131两端连接的第一弯折部132和第二弯折部133。

其中，固定部131采用非变形材料制备形成，在流体温度发生变化时，固定部131不发生形变。

第一弯折部132和第二弯折部133均采用可变形材料制备形成。在流体温度发生变化时，第一弯折部132和第二弯折部133可以根据流体温度的变化发生角度的变化。

如图2所示，在本实施例中，弯折单元130呈S型，导流通道120的通道壁121由多个首尾相连的呈S型的弯折单元130组成。

优选的，在本实施例中，第一弯折部132和第二弯折部133可以采用记忆合金材料制备形成。

具体地，当流体温度较低时，记忆合金材料收缩，第一弯折部132和第二弯折部133的弯折角度减小；当流体温度较高时，记忆合金材料膨胀，第一弯折部132和第二弯折部133的弯折角度增大，以减少压降并提高换热效率。

需要说明的是，在本实施例中，可变形材料并不局限于记忆合金材料，还可以采用其他的可变形材料，只要选择的材料可以根据温度发生形变即可，可以根据实际需要进行选择。

示例性的，固定部131与换热板本体110固定连接，第一弯折部132和第二弯折部133与换热板本体110接触连接。这样在流体温度变化时，固定部131固定不动，第一弯折部132和第二弯折部133在接触换热板本体110的同时发生相应的角度变化。

本实施例中，通过设置固定部和第一弯折部以及第二弯折部与换热板本体的连接关系，可以保证导流通道内流体的正常流动的同时，还可以根据流体的温度自动调节导流通道的弯折角度。

示例性的，如图2和图3所示，在本实施例中，固定部131的两端分别与第一弯折部132和第二弯折部133可拆卸连接。具体地，固定部131的两端可以通过具有自锁功能的紧固件、卡扣或其他连接方式与第一弯折部132和第二弯折部133实现可拆卸连接。

本实施例中，固定部的两端分别与第一弯折部和第二弯折部可拆卸连接，能够在高压流体或温度变化的条件下保持系统的稳定性和密封性，抵抗由流体压力或温度变化引起的应力，简化了组装和维护过程，同时提高了系统的灵活性，使换热板片可以根据实际需求进行配置调整。

示例性的，如图2和图3所示，固定部131与第一弯折部132以及与第二弯折部133之间设置有动态密封结构140。动态密封结构140包括柔性密封材料，如氟橡胶或硅胶，柔性密封材料与记忆合金或其他可变形材料紧密配合，在弯折角度发生变化时，柔性密封材料能够随之适应形变，从而保持密封性，防止因角度调整导致的流体泄漏。

示例性的，弯折单元130的内表面光滑设置，以引导流体的平稳流动，减少湍流现象和阻力，进一步提高换热效率并降低能耗。

示例性的，在本实施例中，换热板本体110采用导热金属板。其中，导流通道120可以用来流通热流体或者冷流体。在本实施例中，冷热导流通道间隔分布在导热金属板上。导热金属板采用高导热性材料，如铜或铝合金材料等制成。其中，换热板本体110具有预设厚度，在确保足够的热传导能力的同时，也能够在高温高压工况下保持结构的稳定性。

如图5所示，在相同流体流动条件下，对现有技术的固定流道和本公开实施的换热板本体110的导流通道120这两种流道进行压力分布实验。其中，位于上部的是采用现有技术中固定流道的压力分布示意图；位于底部的是采用本公开实施例的导流通道120的压力分布示意图。

由图5所示的压力分布图可知，本公开实施例的导流通道120采用可调节弯折角的设计，旨在使流道形状能够根据不同的温度、流量或工作条件进行动态优化，从而在各种工况下都能保持高效运行。压力分布对比结果表明，相较于固定的传统换热板本体，改进后的换热板本体110显著降低了局部压降，压力分布更均匀，减少了流体在弯折处的能量损失，提升了流动效率。

本实施例中，通过可变形材料的自适应特性，使导流通道120在高温高流速下自动调整为新型流道以降低压降，而在低温或低流速下回到较紧凑的传统流道，增强换热效果。这样，不同于固定流道的单一性能，本公开实施例的导流通道120可调节弯折角的设计能够在多种工况下实现压降与换热效率的平衡，显著提升系统的适应性和综合能效。

如图4所示，本公开实施例的另一方面提供一种换热芯体200，包括前文所述的多个换热板片100，多个换热板片100依次堆叠设置。对于换热板片100的具体结构前文已经进行详细描述，在此不再赘述。

需要说明的是，对于换热芯体中堆叠设置的换热板片的数量本实施例不作具体限定，可以根据实际需要进行选择。

本公开实施例的换热芯片，各导流通道可以根据流体的温度自动调节导流通道的弯折角度，确保了高温换热工质和低温换热工质在相邻的板片之间流动时，可以最大限度地进行热量交换，充分利用了板片之间的热量传递能力，实现了高效、节能的换热效果。

本公开实施例的另一方面提供一种换热器，包括前文所述的换热芯体和罩设在换热芯体外侧的外壳。其中，换热芯体的具体结构前文已经进行详细描述，在此不再赘述。

需要说明的是，换热器的外壳采用耐腐蚀材料制成，如不锈钢、合金铝或具有防腐涂层的复合材料，这些材料具有出色的抗腐蚀性、耐高温和耐高压性能，能够在高温、高压条件下保持结构完整性和性能稳定性，确保换热器的长寿命和可靠性。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本公开实施例的原理而采用的示例性实施方式，然而本公开实施例并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本公开实施例的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本公开实施例的保护范围。

Claims (10)

1.一种换热板片，其特征在于，包括换热板本体，所述换热板本体沿第一方向设置有多个导流通道；

所述导流通道的通道壁包括多个首尾依次相连的弯折单元；

所述弯折单元至少由部分可变形材料制备形成，以使得所述导流通道可以根据流体的温度自动调节所述导流通道的弯折角度。

2.根据权利要求1所述的换热板片，其特征在于，所述弯折单元包括固定部以及分别与所述固定部两端连接的第一弯折部和第二弯折部；其中，

所述固定部采用非变形材料制备形成；

所述第一弯折部和所述第二弯折部均采用可变形材料制备形成。

3.根据权利要求2所述的换热板片，其特征在于，所述第一弯折部和所述第二弯折部采用记忆合金材料制备形成。

4.根据权利要求2所述的换热板片，其特征在于，所述固定部与所述换热板本体固定连接，所述第一弯折部和所述第二弯折部与所述换热板本体接触连接。

5.根据权利要求2至4任一项所述的换热板片，其特征在于，所述固定部的两端分别与所述第一弯折部和所述第二弯折部可拆卸连接。

6.根据权利要求2至4任一项所述的换热板片，其特征在于，所述固定部与所述第一弯折部以及与所述第二弯折部之间设置有动态密封结构。

7.根据权利要求1至4任一项所述的换热板片，其特征在于，所述弯折单元的内表面光滑设置。

8.根据权利要求1至4任一项所述的换热板片，其特征在于，所述换热板本体采用导热金属板。

9.一种换热芯体，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的多个换热板片，多个所述换热板片依次堆叠设置。

10.一种换热器，其特征在于，包括权利要求9所述的换热芯体。