CN205014864U - 换热片及采用该换热片的错位式换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及热交换技术领域，尤其是涉及一种换热片及采用该换热片的错位式换热器。所述换热片包括一扁平壳体以及设置在壳体两侧的分布段及汇总段，分布段与输入管连通，汇总段与输出管连通；分布段与汇总段之间由多根换热管连通，换热管与壳体之间的空间形成热媒通道；输入管和壳体的连接位置与输出管和壳体的连接位置关于壳体的中心轴呈轴对称分布，且壳体绕中心轴旋转180°后的各换热管与旋转前相应位置的各换热管交错分布。将多片所述换热片正反向交错叠装后，组成错位式换热器。所述换热片具有换热管等行程、等压力的优点，错位式换热器的成本低，换热面积大，能够极大的提高换热均匀性和换热效率，可用于锅炉、余热回收、冷凝等行业。

Description

换热片及采用该换热片的错位式换热器

技术领域

本实用新型涉及热交换技术领域，尤其是涉及一种换热片及采用该换热片的错位式换热器。

背景技术

热交换器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，是使热量由较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足过程工艺条件的需要，同时也提高能源利用率的主要设备之一。

在燃烧机的燃烧段至烟囱出口之间通常会安装热交换器，用来加热冷媒介质(通常为水)。这里使用的热交换器一般为由多个换热片叠装而成的换热器。

传统的换热片有两种形式：串联式和并联式。

串联式换热片的进口、换热管及出口为连接在一起的一整根管道，不存在支路。这种结构的换热介质的行程过长，换热效率不高。

并联式换热片进口和出口之间并联了多根换热管，这种换热片存在以下的几个缺点：

1.现有的换热片的进水口和出水口一般位于同侧，或位于中间位置；这样的设计造成了换热介质流经各换热管时的行程不等，行程较短的换热管内的换热介质的换热时间较短，而行程较长的换热管内的换热介质的换热时间又较长，从而造成了换热器各部分的温度不均匀，影响了换热效率；

2.现有的换热片的进水管和出水管的横截面积仅是稍大于单根换热管的横截面积，但小于所有换热管的横截面积之和；这样的设计带来了各换热管内的压力不均的问题，距离进水管和出水管较近的换热管内压力较大，水量较多，而距离进水管和出水管较远的换热管内压力较小，水量也较少，从而造成了局部区域的换热不足，影响最终的换热效率。

由多片换热片叠加，组成了换热器。而为了提高换热器的换热面积，通常设计为错位式换热器。但无论是串联式换热片还是并联式换热片，都需要设计和制造两种型号的热交换片，并对其间隔组装，从而得到错位换热器；设计和制造都需要有两套方案，成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种换热片及采用该换热片的错位式换热器，以解决现有技术中存在的换热效率低、换热不充分的技术问题。

本实用新型提供的换热片，包括：一扁平壳体以及设置在所述壳体两侧的分布段及汇总段，所述分布段与输入管连通，所述汇总段与输出管连通，

所述分布段与汇总段之间由多根换热管连通；

所述换热管与壳体之间的空间形成热媒通道；

所述输入管和壳体的连接位置与输出管和壳体的连接位置关于壳体的中心轴呈轴对称分布。

该换热片为换热管并联的换热片，输入管和输出管基本位于壳体的对角线位置，这样，每根换热管从输入管的入口开始到输出管的出口都是相同的行程、相同的压力，并且保证换热介质在其中按相同方向流动，达到了换热介质在中间各换热管间均匀分布、流速相同的效果，进而达到了热交换均匀、换热片性能得到充分发挥的效果，解决了市场上目前换热片存在的问题。

进一步的，所述多根换热管组成的换热管组至壳体一侧内壁的距离大于所述换热管组至壳体另一侧内壁的距离，使壳体绕中心轴旋转180°后的各换热管与旋转前相应位置的各换热管交错分布。

在换热片旋转180°后，很容易就可以形成层与层之间的错位，这样只需要一种型号的换热片就可以组合得到错位式的换热器。

进一步的，所述多根换热管中，相邻的两根换热管的间距相同。

进一步的，所述壳体中两端最外侧的两根换热管，其中一根换热管与最近的壳体内壁的间距为x，则另一根换热管与距离最近的壳体内壁的间距为1.8x～2.2x。

进一步的，所述的换热片还包括：设置在各换热管上的换热翅片。

换热翅片可以增加换热面积，提高单根换热管内的换热介质与外界的换热效率。

进一步的，所述输入管和输出管的截面面积相同，且输入管的截面面积大于所有换热管的截面积之和。

输入管的截面面积较大，即换热介质非常充足，可以充满各换热管，并使各换热管内的压力相等，从而使各换热管内的换热介质流速和流量基本相等，进而使换热片各区域的换热效率基本相同，使换热过程更均匀。

进一步的，所述壳体的上表面和下表面的边缘处分别向上和向下延伸，形成在壳体圆周方向封闭的上凸台和下凸台；所述上凸台和下凸台中的一个设置向上开口或向下开口的凹槽，另一个设置与所述凹槽配合的向下延伸或向上延伸的凸条。

凹槽和凸条的设置，起到定位的作用，可以方便多个换热片之间的叠装组合。

进一步的，所述输入管的入口向下弯曲，输出管的出口向上弯曲。

相邻两个热交换片旋转反向安装时，上一层的出口管段可以与下一层的入口管段在竖直方向上正对在一起。在制造时控制好长度，就可以通过连接件直接实现两个热交换片的连接安装，不需要加装其他连接件，简单方便。

本实用新型提供的采用所述换热片的错位式换热器的结构为：多个所述换热片在竖直方向依次排列，相邻的两个换热片反向布置，使上方的换热片的换热管与下方的换热片的换热管形成错位布置；上方的换热片的输入管与下方的换热片的输出管密封连接。

错位式换热器的上一层换热管与下一层的热媒区域相对，使热媒以S形在换热管热间流通，可以使各层换热片受热均匀，且增大了热交换面积，达到了充分实现热交换目的。

各换热片错位自由叠加，不仅可以让换热器在较小的体积内达到极大的热交换面积，而且可以根据不同项目、不同产品、不同环境自由叠加组合成任意功率的换热器。

进一步的，所述上方的换热片的输入管与下方的换热片的输出管之间采用耐高温的密封条或密封圈连接；所述上方的换热片的壳体与下方的换热片的壳体之间采用耐高温的密封条或密封圈连接。

密封条可以防止热量流失，同时也可以防止热媒或加热后的冷媒泄漏。

进一步的，所述错位式换热器还包括：热媒出口部；所述热媒出口部安装在最上层的换热片的上方，具有一空腔以及与所述空腔连通的热媒出口。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的换热片具有各换热管等行程、等压力的优点，能够极大的提高换热均匀性和换热效率。

本实用新型可用于锅炉、余热回收、冷凝等多种行业，具有广泛的用途。

本实用新型热交换面积大、换热充分且热交换效率高，因此，使用数量较少的换热片即可实现换热的目的，从而可以降低设备成本；组装更加便捷，是一款可以自由叠加组合的模块式换热器。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的换热片的俯视图；

图2为本实用新型实施例提供的换热片组成错位换热器时的结构示意图；

图3为图2中相邻换热片中换热管的位置关系示意图；

附图标记：

1-壳体；2-输入管；3-输出管；

4-换热管；5-换热翅片；6-分布段；

7-汇总段；8-热媒通道；9-凹槽；

10-凸条；11-热媒出口部；12-空腔；

13-热媒出口；14-连接管；A-换热片；

B-燃烧机。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1为本实用新型实施例提供的换热片的俯视图；如图1所示的换热片，包括壳体1、输入管2、输出管3、换热管4、分布段6以及汇总段7。

壳体1为扁平状，壳体1的两侧设置两个密闭的腔室，分别作为分布段6及汇总段7。所述分布段6与输入管2连通，汇总段7与输出管3连通。分布段6与汇总段7之间由多根平行的换热管4连通，换热管4与壳体1之间的空间形成热媒通道8。

输入管2和壳体1的连接位置与输出管3和壳体1的连接位置关于壳体1的中心轴呈轴对称分布，即输入管2和输出管3基本位于壳体1的一条对角线的两端，这样的布置方式可以使每根换热管从输入管的入口开始到输出管的出口都是相同的行程、相同的压力，并且保证换热介质在其中按相同方向流动，达到了换热介质在中间各换热管间均匀分布、流速相同的效果，进而达到了热交换均匀、换热片性能得到充分发挥的效果。

输入管2和输出管3的截面面积相同，且输入管2的截面面积大于所有换热管4的截面积之和。输入管2的截面面积较大，即换热介质非常充足，可以充满各换热管4，并使各换热管4内的压力相等，从而使各换热管4内的换热介质流速和流量基本相等，进而使换热片各区域的换热效率基本相同，使换热过程更均匀。

多根换热管4组成的换热管组中，相邻的两根换热管4的间距相同。最外侧的两根换热管中的一根与最近的壳体1内壁的间距为x，则另一根与距离最近的壳体1内壁的间距为2x。换热片旋转180°后，各换热管4与旋转前相应位置的各换热管4交错分布，很容易就可以形成层与层之间的错位，这样只需要一种型号的换热片就可以组合得到错位式的换热器。

各换热管4上的还分别设置密集排列的换热翅片5。换热翅片5可以增加换热面积，提高单根换热管4内的换热介质与外界的换热效率。

壳体1的上表面和下表面的边缘处分别向上和向下延伸，形成在壳体圆周方向封闭的上凸台和下凸台；所述上凸台和下凸台中的一个设置向上开口或向下开口的凹槽9，另一个设置与所述凹槽9配合的向下延伸或向上延伸的凸条10。

凹槽9和凸条10能够起到定位的作用，可以方便多个换热片之间的叠装组合。

本实用新型提供的换热片具有各换热管等行程、等压力的优点，能够极大的提高换热均匀性和换热效率。

本实用新型还提供了一种采用所述的换热片的错位换热器，其结构如图2所示，包括：换热片A、燃烧机B和热媒出口部11。

多个所述的换热片A在竖直方向依次排列，安装于燃烧机B的上方。相邻的两个换热片反向布置，使上方的换热片的换热管4与下方的换热片的换热管4形成错位布置，如图3所示；上方的换热片的输入管2与下方的换热片的输出管3密封连接。

错位式换热器的上一层换热管与下一层的热媒区域相对，使热媒以S形在换热管热间流通，可以使各层换热片受热均匀，且增大了热交换面积，达到了充分实现热交换目的。

各换热片错位自由叠加，不仅可以让换热器在较小的体积内达到极大的热交换面积，而且可以根据不同项目、不同产品、不同环境自由叠加组合成任意功率的换热器。

为了减小热损失及且提高安全性，输入管2与输出管3之间通过连接管14连接，并采用耐高温的密封条或密封圈密封；所述两个换热片的壳体之间采用耐高温的密封条或密封圈连接。

在最上层的换热片A的上方还设置热媒出口部11；热媒出口部11具有一空腔12，用于汇集换热后的热媒(主要为烟气)，并在该空腔12的顶部设置热媒出口13。

本实用新型可用于锅炉、余热回收、冷凝等多种行业，具有广泛的用途。

本实用新型热交换面积大、换热充分且热交换效率高，因此，使用数量较少的换热片即可实现换热的目的，从而可以降低设备成本；组装更加便捷，是一款可以自由叠加组合的模块式换热器。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种换热片，包括：一扁平壳体以及设置在所述壳体两侧的分布段及汇总段，所述分布段与输入管连通，所述汇总段与输出管连通，其特征在于，

所述分布段与汇总段之间由多根换热管连通；

所述换热管与壳体之间的空间形成热媒通道；

所述输入管和壳体的连接位置与输出管和壳体的连接位置关于壳体的中心轴呈轴对称分布。

2.根据权利要求1所述的换热片，其特征在于，所述多根换热管组成的换热管组至壳体一侧内壁的距离大于所述换热管组至壳体另一侧内壁的距离，使壳体绕中心轴旋转180°后的各换热管与旋转前相应位置的各换热管交错分布。

3.根据权利要求2所述的换热片，其特征在于，所述多根换热管中，相邻的两根换热管的间距相同。

4.根据权利要求3所述的换热片，其特征在于，所述壳体中两端最外侧的两根换热管，其中一根换热管与最近的壳体内壁的间距为x，则另一根换热管与距离最近的壳体内壁的间距为1.8x～2.2x。

5.根据权利要求1所述的换热片，其特征在于，还包括：设置在各换热管上的换热翅片。

6.根据权利要求1所述的换热片，其特征在于，所述输入管和输出管的截面面积相同，且输入管的截面面积大于所有换热管的截面积之和。

7.根据权利要求1所述的换热片，其特征在于，所述壳体的上表面和下表面的边缘处分别向上和向下延伸，形成在壳体圆周方向封闭的上凸台和下凸台；所述上凸台和下凸台中的一个设置向上开口或向下开口的凹槽，另一个设置与所述凹槽配合的向下延伸或向上延伸的凸条。

8.根据权利要求1所述的换热片，其特征在于，所述输入管的入口向下弯曲，输出管的出口向上弯曲。

9.一种采用权利要求1～8任一项所述换热片的错位式换热器，其特征在于，多个所述换热片在竖直方向依次排列，相邻的两个换热片反向布置，使上方的换热片的换热管与下方的换热片的换热管形成错位布置；上方的换热片的输入管与下方的换热片的输出管密封连接。

10.根据权利要求9所述的错位式换热器，其特征在于，所述上方的换热片的输入管与下方的换热片的输出管之间采用耐高温的密封条或密封圈连接；所述上方的换热片的壳体与下方的换热片的壳体之间采用耐高温的密封条或密封圈连接。