制作用于板式热交换器的板包装的方法
【技术领域】
[0001]本发明大体上涉及一种用于制作用于板式热交换器的板包装的方法及此类板包装。此外，其涉及包括此类板包装和在此类板包装中制作的孔的板式热交换器。
【背景技术】
[0002]本发明大体上涉及用于制作待在板式热交换器中使用的板包装的方法，特别是呈蒸发器形式的板式热交换器，即，设计用于蒸发制冷系统中的流体的板式热交换器。制冷系统举例来说可为空调系统、冷却系统或热泵系统。通常地，此类制冷系统除蒸发器外包括压缩机、冷凝器和膨胀阀，它们所有都串联联接。不言而喻的是，板包装还可用于分送其它流体，如，蒸汽蒸发器中的蒸汽。
[0003]典型的板式热交换器包括板包装，其具有一定数量的第一热交换器板和一定数量的第二热交换器板，它们连结于彼此并且以如下方式并排布置，使得第一板间隙形成在各对相邻第一热交换器板和第二热交换器板之间，并且第二板间隙形成在各对相邻的第二热交换器板与第一热交换器板之间。第一板间隙和第二板间隙与彼此分开，并且以交替顺序并排设在板包装中。基本上，各个热交换器板至少具有第一孔道和第二孔道，其中第一孔道形成至第一板间隙的第一入口通道，并且第二孔道形成从第一板间隙的第一出口通道。
[0004]在该类板包装中，板通常硬钎焊、联结或焊接在一起。然而，垫圈还可用作相邻热交换器板之间的密封器件。
[0005]流体(即，供应至此类板式热交换器的入口通道用于蒸发的制冷剂)通常以气态和液态两者存在。这称为两相蒸发器。难以以如下方式将流体均匀或最佳地分配到不同板间隙，使得例如均匀或优化量的流体供应并且流过各个板间隙。其一个原因可为流体在穿过膨胀阀之后已经在其进入入口通道时部分地蒸发，并且不在沿入口通道的整个长度的经过期间保持在均一的液体/蒸气混合物的状态中，而是趋于分别部分地分成液流和蒸气流。
[0006]流体不均匀地分送至板式热交换器中的不同蒸发流动路径导致了板式热交换器的部分的无效使用。此外，流体可变为不必要地过热。此外，一些通道可充满液体流体，并且还存在一些液体可存在于出口处的风险。由于液体进入压缩机的风险，故应当避免后者。
[0007]为了避免上述类型的板式热交换器中的流体的非均匀分布的问题，之前在SE8702608-4中提出了在板式热交换器的入口通道与形成流体的蒸发流动路径的各个板间隙之间的各个通路中布置限制器件。限制器件可为环或垫圈，其设有孔，并且布置在围绕孔道的相邻一对热传递板之间。作为备选，限制器件可为设有多个孔或孔口且布置在板式热交换器的入口通道中的管。作为又一个备选方案，在SE 8702608-4中提出了通过折叠板边缘部分以界定两个相邻热交换器板的入口端口来边缘到边缘邻接抵靠彼此而产生作为热传递板的集成部分的限制器件。然而，在小区域中，入口开口形成为允许流体穿入相邻板之间的流动路径。
[0008]设有上文提到类型的限制器件的板式热交换器在其制造期间引起若干困难。单独的环或垫圈的使用导致当组装板式热交换器时将环或垫圈定位在正确位置的问题。呈管形式的限制器件具有以下缺点:其必须具有适于包括在板包装中的一定数量的热交换器板的长度，并且其必须还关于通向热交换器板之间的流动路径中的入口通路正确地定位。折叠板的端口边缘部分也示为不实际的，这取决于难以获得如SE 8702608-4中提出的通向板间隙中的良好限定的入口开口的事实。
[0009]W02010/069872A1涉及设计板式热交换器的问题，其刚性足以经得起在使用二氧化碳作为冷却剂时使用的高冷却剂压力。文献提供了如下事实的解决方案:如果经受高压而硬钎焊的热交换器趋于破坏闭合端口开口，因为撕开力在端口开口周围最高。文献公开了硬钎焊热交换器，其中各个热交换板设有至少部分地包绕端口开口的端口裙部。当热交换器板堆叠时，端口裙部彼此重叠，从而形成管状构造。端口裙部设有预先形成的孔，从而在流体穿过端口开口期间使流体压降最小化。
[0010]US2008/0196874中公开了又一个解决方案，其中独立的热交换器板设有包绕孔道的套环。通过套环，当热交换器板堆叠来形成板包装时，形成了光滑的入口通道。两个相邻板中的至少一个中的密封区域可设有至少一个窄凹口或凹槽，其形成允许流体从入口通道流入板间隙中的入口通路。另外，通过硬钎焊，存在凹口或凹槽由焊料堵塞的明显风险，这提供了不受控和不可预计的流型。此外，由于实际和经济的原因，鉴于特定客户的需要来设计和优化板式热交换器的自由在分送流体的通孔的数量和位置方面受限。
【发明内容】
[0011]本发明的目的在于提供一种制作待在板式热交换器中使用的板包装的改进方法，弥补或至少减轻上文提到的问题和缺陷。
[0012]制作板包装的方法将为容易且成本有效的。
[0013]此外，制作板包装的方法应当允许在设计其时的较大自由度，这取决于尺寸和预计效率，g卩，板式热交换器对于特定客户的需要的适应。如上文提到的，该工作中的非常重要的参数在于提供流体均匀分送到热交换器板之间的各种蒸发流动路径。
[0014]又一个目的在于允许较大程度上使用现成的热交换器板。
[0015]该目的通过制作用于板式热交换器的板包装的方法来实现，该方法包括以下步骤:提供一定数量的第一热交换器板和一定数量的第二热交换器板，各个热交换器板具有第一孔道，其中热交换器板中的至少一个的所述孔道由周缘包绕，以交替顺序并排布置第一热交换器板和第二热交换器板，其中周缘一起限定延伸穿过第一热交换器板和第二热交换器板的入口通道，将所述第一热交换器板和第二热交换器板与彼此连结来形成板包装。
[0016]该方法特征在于在其中第一热交换器板和第二热交换器板连结于彼此的状态中在第一热交换器板和/或第二热交换器板的周缘中制作至少一个通孔。
[0017]遍及该文献，将使用用语周缘。用语周缘应当理解为套环，该套环可为与热交换器板集成地形成的一部分，或与热交换器板永久地连结的单独部分。在后者的情况下，径向厚度或周缘可不同于热交换器板的基础材料的。还不言而喻的是，周缘的材料可不同于热交换器板的基础材料的。
[0018]通过在热交换器板连结来形成板包装时制作至少一个通孔，提供了一定数量的重要优点。
[0019]热交换器板不必鉴于通孔的数量和它们在独立热交换器板中的位置来定制，而是可为现成产品。这就此而言便于生产板包装。另外，其便于热交换器板的堆叠程序，因为任何独立定制板的特性可被排除。
[0020]通过该方法，利用非常高程度的灵活性和准确性，板包装可在使通孔在图案中定位方面适于特定客户的需要，提供了流体在板包装的整个第一间隙中的最佳分布。该优化可基于计算机产生流动模拟。如将在下文论述的，通孔定位成得到优化的流动/操作已知是非常复杂的问题。此外，通过在连结独立的热交换器板之后制作至少一个通孔，由此形成的通孔将总是具有良好限定的截面和良好限定的通路，而没有由于焊料等的任何堵塞。
[0021]至少一个通孔可由使用激光束工艺、电子束工艺或等离子工艺的热工艺来制作。此外，至少一个通孔可由使用冲压工艺或钻孔工艺的机械工艺来制作。
[0022]这些方法允许孔制作过程基于由先进的模拟得到的数字模型，如，流动模拟和热工艺所需的喷嘴、镜子和光学器件的移动的模拟。此外，该方法允许取决于参数如穿透的材料厚度所需的功率的较高程度的控制，同时仍不影响周围的材料。
[0023]根据另一个方面，本发明涉及一种根据该方法制作的用于板式热交换器的板包装，所述板包装包括一定数量的第一热交换器板和一定数量的第二热交换器板，它们连结于彼此并且以如下方式并排布置，使得第一板间隙形成在各对相邻的第一热交换器板与第二热交换器板之间，并且第二板间隙形成在各对相邻的第二热交换器板与第一热交换器板之间，其中第一板间隙和第二板间隙与彼此分开并且在板包装中以交替顺序并排提供，其中各个热交换器板具有第一孔道，其中热交换器板中的至少一个的所述孔道由周缘包绕，第一热交换器和第二热交换器板连结于彼此，并且以如下方式并排布置，使得周缘一起限定延伸穿过板包装的入口通道，并且第一热交换器板和/或第二交换器板的周缘具有至少一个通孔，形成流体通路，允许入口通道与第一板间隙之间