一种换热板及其换热器的制作方法

本发明属于储能热管理系统、制冷空调系统，特别是一种换热板及其换热器。

背景技术：

1、板式换热器有单边流和对角流2种流动模式，对于板式蒸发器，通常选用单边流模式。

2、对于单边流模式，结构上通常要求较大的高宽比(aspect ratio＞3.0)。由流动基本原理可知，流体总是沿最小沿程阻力的路径流动，换热介质将更靠近各自进、出口接管一侧流动，沿着板面宽度方向的速度分布是不一致的，靠近进、出口接管一侧的速度大，远离进、出口接管一侧的流速小，高宽比越大，换热介质主流区的重叠度也越大，越有利于换热，反之越差。

3、当前，储能行业正在如火如荼的发展，储能温控系统是储能电池稳定运行的保证。一般来说，储能温控系统用板式蒸发器，采用r134a为制冷剂，50％乙二醇为载冷剂，载冷剂出口温度18℃～20℃左右，进、出口温差不超过2℃。相比于冷水机组工况条件，在同样的换热负荷下，载冷剂侧(50％乙二醇)的流量和压降(50％乙二醇粘度比水大)要大得多，对于这种高粘度、大流量、小温差的换热工况，降低载冷剂侧(50％乙二醇)的压降是关键。

4、同时受到储能温控柜紧凑的安装空间的限制，板换高度要求不超过250mm，导致高宽比偏小(aspect ratio＜1.5)，现有板式蒸发器的结构在流动-热力特性的匹配度不高。

5、对于上述受空间限制，高宽比偏小(aspect ratio＜1.5)的“矮胖”形结构的换热器，如果采用单边流模式，主流区重叠度不高，换热效率低。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种换热板及其换热器，具有实现对角路运行，能够实现逆流换热，换热效率高的特点。

2、本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

3、一种换热板，包括：换热板束，所述换热板束包括若干第一板片和若干第二板片，若干第一板片和若干第二板片交错层叠设置并形成循环交错的第一通道和第二通道；所述第一通道内具有供载冷剂流通且并列设置的两个第一流域，以及具有供给并列的两个第一流域连通的两个第一流通通路；所述第二通道内具有供制冷剂流通且并列设置的两个第二流域；所述换热板束上具有至少有两个对角设置且供载冷剂进出的角孔结构以及设置在中间的供制冷剂进出的进口及分配器、出口结构，两个第一流通通路分别位于进口及分配器、出口结构的相互远离侧；所述角孔结构用于连通外界与第一流域，每个第一流域对应两个角孔结构；所述进口及分配器、出口结构均用于连通外界与第二流域，两个第二流域共用进口及分配器、出口结构。

4、在上述换热板中，所述角孔结构具有四个且分布在所述换热板束的四角上，或者角孔结构具有两个，且分布在换热板束的两个对角上。

5、在上述换热板中，所述角孔结构包括设置在第一板片上的第一环形凸台以及设置在第二板片上的第二环形凸台，所述第一凸台中部开设有第一通孔；所述第二凸台中间开设有第二通孔；其中，所述第二板片与其相邻的两个第一板片相连时，所述第二板片的第二环形凸台与其中一个第一板片的第一环形凸台相互远离并形成进出液口，以连通第一流域；所述第二板片的第二环形凸台台面与另一个第一板片的第一环形台台面固定并密封连接，以使隔绝第二流域。

6、在上述换热板中，所述进口及分配器包括设置在第一板片上的第三环形凸台、环绕第三环形凸台的第一连接面以及设置在第二板片上的第四环形凸台、环绕第四环形凸台的第二连接面；所述第三环形凸台的台面开设有第三通孔以及设置有两个沿换热板束高度方向对称的凹陷部；所述第四环形凸台的台面开设有第四通孔以及设置有两个沿换热板束高度方向对称的缺口；其中，所述第二板片与其相邻的两个第一板片相连时，所述第二板片的第二连接面与其中一个第一板片的第一连接面相连，以隔绝第一流域；所述第二板片的第四环形凸台台面与另一个第一板片的第三环形台面密封连接，所述凹陷部与缺口对应形成分配孔，以连通第二流域。

7、在上述换热板中，所述出口结构包括设置在第一板片上的第三连接面和设置在第二板片上的第四连接面；所述第三连接面上开设有第五通孔，所述第四连接面上开设有第六通孔；其中，所述第二板片与其相邻的两个第一板片相连时，所述第二板片的第四连接面与其中一个第一板片的第三连接面相连并密封，以隔绝第一流域；所述第二板片的第四连接面与另一个第一板片的第三连接面形成出口，以连通第二流域。

8、在上述换热板中，所述第一板片上具有两个第一通路结构和沿所述第一板片高度方向设置的第一连接结构，所述第二板片上具有两个对应第一通路结构的第二通路结构和对应所述第一连接结构的第二连接结构，所述第一连接结构、第二连接结构均位于进口及分配器、出口结构之间，并与进口及分配器、出口结构毗邻或连接，所述第一连接结构与所述第二连接结构固定且密封连接并将所述第一通道分隔成两个第一流域；所述第一通路结构与所述第二通路结构相连并构成所述第一流通通路。

9、在另一种方案中，所述第一板片上具有两个第一通路结构和沿所述第一板片高度方向设置的第一连接结构，所述第二板片上具有两个对应第一通路结构的第二通路结构和对应所述第一连接结构的第二连接结构，所述第一连接结构与所述第二连接结构固定且密封连接并将所述第一通道分隔成两个第一流域；第一通路结构与第二通路结构组合构成所述第一流通通路；所述第一连接结构、第二连接结构均位于进口及分配器、出口结构之间，且所述第一连接结构与所述第二连接结构组合后至少构成一个第二流通通路。

10、在上述换热板中，所述第一板片、第二板片上具有凹凸波纹结构且形成流道。

11、在上述换热板中，所述第一板片上具有v型凹凸波纹结构，所述第二板片上具有λ型凹凸波纹结构，所述v型凹凸波纹结构的v型尖端与λ型凹凸波纹结构上的λ型尖端相反设置。

12、在上述换热板中，所述第一板片和第二板片为不锈钢板材冲压成型。

13、在上述换热板及其换热器中，所述换热板束的高宽比小于1.5。

14、一种换热器，包括端板、底板、两个第一接管、两个第二接管以及上述换热板；所述端板和底板分别安装在所述换热板的两侧，所述底板将换热板的一侧密封；所述端板上开设有与对角的两个角孔结构对应的第一连接孔，以及与进口及分配器、出口结构对应的第二连接孔和第三连接孔；两个第一接管分别安装在两个第一连接孔并与对应的角孔结构连通，两个第二接管分别安装在第一连接孔、第二连接孔上并与进口及分配器、出口结构连通。

15、与现有技术相比，本申请具有以下优点：

16、针对板式换热器的矮胖型结构，本申请将其第一通道分割成两个第一流域，两个第一流域通过第一流通通道连通，实现载冷剂、制冷剂对角逆流的应用。这种优化提高了主流区重叠度，从而增强了换热效率。

技术特征：

1.一种换热板，其特征在于，包括：换热板束(2)，所述换热板束(2)包括若干第一板片(21)和若干第二板片(22)，若干第一板片(21)和若干第二板片(22)交错层叠设置并形成循环交错的第一通道(23)和第二通道(24)；所述第一通道(23)内具有供载冷剂流通且并列设置的两个第一流域(231)，以及具有供给并列的两个第一流域(231)连通的两个第一流通通路(232)；所述第二通道(24)内具有供制冷剂流通且并列设置的两个第二流域(241)；所述换热板束(2)上具有至少有两个对角设置且供载冷剂进出的角孔结构(25)以及设置在中间的供制冷剂进出的进口及分配器(26)、出口结构(27)，两个第一流通通路(232)分别位于进口及分配器(26)、出口结构(27)的相互远离侧；所述角孔结构(25)用于连通外界与第一流域(231)，每个第一流域(231)对应两个角孔结构(25)；所述进口及分配器(26)、出口结构(27)均用于连通外界与第二流域(241)，两个第二流域(241)共用进口及分配器(26)、出口结构(27)。

2.根据权利要求1所述的换热板，其特征在于，所述角孔结构(25)包括设置在第一板片(21)上的第一环形凸台(211)以及设置在第二板片(22)上的第二环形凸台(221)，所述第一凸台中部开设有第一通孔(2111)；所述第二凸台中间开设有第二通孔(2211)；其中，所述第二板片(22)与其相邻的两个第一板片(21)相连时，所述第二板片(22)的第二环形凸台(221)与其中一个第一板片(21)的第一环形凸台(211)相互远离并形成进出液口，以连通第一流域(231)；所述第二板片(22)的第二环形凸台(221)台面与另一个第一板片(21)的第一环形台台面固定并密封连接，以使隔绝第二流域(241)。

3.根据权利要求1所述的换热板，其特征在于，所述进口及分配器(26)包括设置在第一板片(21)上的第三环形凸台(212)、环绕第三环形凸台(212)的第一连接面(213)以及设置在第二板片(22)上的第四环形凸台(222)、环绕第四环形凸台(222)的第二连接面(223)；所述第三环形凸台(212)的台面开设有第三通孔(2121)以及设置有两个沿换热板束(2)高度方向对称的凹陷部(2122)；所述第四环形凸台(222)的台面开设有第四通孔(2221)以及设置有两个沿换热板束(2)高度方向对称的缺口(2222)；其中，所述第二板片(22)与其相邻的两个第一板片(21)相连时，所述第二板片(22)的第二连接面(223)与其中一个第一板片(21)的第一连接面(213)相连，以隔绝第一流域(231)；所述第二板片(22)的第四环形凸台(222)台面与另一个第一板片(21)的第三环形台面密封连接，所述凹陷部(2122)与缺口(2222)对应形成分配孔(22221)，以连通第二流域(241)。

4.根据权利要求1所述的换热板，其特征在于，所述出口结构(27)包括设置在第一板片(21)上的第三连接面(214)和设置在第二板片(22)上的第四连接面(224)；所述第三连接面(214)上开设有第五通孔(2141)，所述第四连接面(224)上开设有第六通孔(2241)；其中，所述第二板片(22)与其相邻的两个第一板片(21)相连时，所述第二板片(22)的第四连接面(224)与其中一个第一板片(21)的第三连接面(214)相连并密封，以隔绝第一流域(231)；所述第二板片(22)的第四连接面(224)与另一个第一板片(21)的第三连接面(214)形成出口，以连通第二流域(241)。

5.根据权利要求1所述的换热板，其特征在于，所述第一板片(21)上具有两个第一通路结构(216)和沿所述第一板片(21)高度方向设置的第一连接结构(215)，所述第二板片(22)上具有两个对应第一通路结构(216)的第二通路结构(226)和对应所述第一连接结构(215)的第二连接结构(225)，所述第一连接结构(215)、第二连接结构(225)均位于进口及分配器(26)、出口结构(27)之间，并与进口及分配器(26)、出口结构(27)毗邻或连接，所述第一连接结构(215)与所述第二连接结构(225)固定且密封连接并将所述第一通道(23)分隔成两个第一流域(231)；所述第一通路结构(216)与所述第二通路结构(226)相连并构成所述第一流通通路(232)。

6.根据权利要求1所述的换热板，其特征在于，所述第一板片(21)上具有两个第一通路结构(216)和沿所述第一板片(21)高度方向设置的第一连接结构(215)，所述第二板片(22)上具有两个对应第一通路结构(216)的第二通路结构(226)和对应所述第一连接结构(215)的第二连接结构(225)，所述第一连接结构(215)与所述第二连接结构(225)固定且密封连接并将所述第一通道(23)分隔成两个第一流域(231)；第一通路结构(216)与第二通路结构(226)组合构成所述第一流通通路(232)；所述第一连接结构(215)、第二连接结构(225)均位于进口及分配器(26)、出口结构(27)之间，且所述第一连接结构(215)与所述第二连接结构(225)组合后至少构成一个第二流通通路(233)。

7.根据权利要求1所述的换热板，其特征在于，所述第一板片(21)、第二板片(22)上具有凹凸波纹结构且形成流道。

8.根据权利要求1所述的换热板，其特征在于，所述第一板片(21)上具有v型凹凸波纹结构，所述第二板片(22)上具有λ型凹凸波纹结构，所述v型凹凸波纹结构的v型尖端与λ型凹凸波纹结构上的λ型尖端相反设置。

9.根据权利要求1所述的换热板，其特征在于，所述第一板片(21)和第二板片(22)为不锈钢板材冲压成型。

10.一种换热器，其特征在于，包括权利要求1-9任一所述换热板。

技术总结
本发明提供一种换热板及其换热器，属于储能热管理系统、制冷空调系统技术领域。一种换热板，包括：换热板束，换热板束包括若干第一板片和若干第二板片，若干第一板片和若干第二板片交错层叠设置并形成循环交错的第一通道和第二通道；第一通道内具有供载冷剂流通且并列设置的两个第一流域，以及具有供给并列的两个第一流域连通的两个第一流通通路；第二通道内具有供制冷剂流通且并列设置的两个第二流域；换热板束上具有至少有两个对角设置且供载冷剂进出的角孔结构以及设置在中间的供制冷剂进出的进口及分配器、出口结构，两个第一流通通路分别位于进口及分配器、出口结构的相互远离侧。

技术研发人员：马文勇,林开兵,肖建庆,姚康宁,方杰
受保护的技术使用者：浙江峰煌热交换器有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/12