RU2585130C1 - Stack of plate heat exchanger - Google Patents

Abstract

FIELD: heat exchange.

SUBSTANCE: invention relates to air ventilation and conditioning, in particular, to plate heat exchangers designed to ensure heat exchange between plenum and exhaust air. Stack of plate heat exchanger comprises laid in stack of alternating plates, which form channels for passage of working media. Plates comprise central sections and lateral triangular sections. Central section of one of alternating plates is corrugated. Central section of other alternating plates is corrugated with flat sections.

EFFECT: between plates in area of central part are formed solid channels for working media.

4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области кондиционирования и вентиляции воздуха, в частности к пластинчатым теплообменникам, предназначенным для обеспечения теплообмена между приточным и вытяжным воздухом.The invention relates to the field of air conditioning and ventilation, in particular to plate heat exchangers designed to provide heat exchange between the supply and exhaust air.

Известен пакет пластинчатого теплообменника [Патент RU №10861, U1 F28D 1/02 от 02.03.1999], который состоит из чередующихся, примыкающих друг к другу плоских пластин и гофрированных пластин-вставок. Гофры выполнены в виде выступов и впадин, чередующихся между собой. За счет чередования выступов и впадин на гофрированных пластинах между плоскими и гофрированными пластинами образуются попеременно противоточные каналы для рабочих сред.A known plate heat exchanger package [Patent RU No. 10861, U1 F28D 1/02 of 02/02/1999], which consists of alternating, adjacent to each other flat plates and corrugated insert plates. Corrugations are made in the form of protrusions and depressions, alternating between each other. Due to the alternation of protrusions and depressions on the corrugated plates between the flat and corrugated plates alternately countercurrent channels for working media are formed.

Известен пакет пластинчатого теплообменника [Патент RU №119085, F28D 9/00 от 17.04.2012], который содержит параллельные пластины, снабженные выштамповками гофр. Смежные пластины контактируют друг с другом вершинами гофр и формируют попеременно противоточные каналы для рабочих сред. Каналы для рабочих сред расположены под углом друг к другу.Known package plate heat exchanger [Patent RU No. 119085, F28D 9/00 from 04/17/2012], which contains parallel plates equipped with stamping corrugations. Adjacent plates contact each other with corrugated vertices and form alternately countercurrent channels for working media. Channels for working environments are located at an angle to each other.

Известен пакет пластинчатого теплообменника [Патент WO №2007045064, F28D 9/00 от 20.10.2005], принятый за ближайший аналог, который содержит чередующиеся плоские и гофрированные пластины. Каждая пластина содержит центральный участок с боковыми плоскими треугольными участками. Поперечное сечение гофрированной пластины центрального участка в направлении, параллельном основаниям треугольника бокового участка, выполнено или волнообразным, или пилообразным, или синусоидальным, или представляющим собой периодическую или непериодическую функцию. Места изгиба кривой гофрированной пластины соприкасаются с плоской пластиной, образуя отдельные попеременно противоточные каналы для рабочих сред, то есть потоки рабочих сред, проходящих центральный участок, разделены на отдельные независимые попеременно противоточные каналы.A known plate heat exchanger package [Patent WO No. 2007045064, F28D 9/00 of 10/20/2005], adopted for the closest analogue, which contains alternating flat and corrugated plates. Each plate contains a central portion with lateral flat triangular portions. The cross section of the corrugated plate of the central portion in a direction parallel to the bases of the triangle of the lateral portion is either wavy, or sawtooth, or sinusoidal, or representing a periodic or non-periodic function. The bending places of the corrugated plate curve are in contact with the flat plate, forming separate alternately countercurrent channels for working media, that is, the flows of working media passing through the central section are divided into separate independent alternating countercurrent channels.

Недостатком ближайшего аналога является недостаточная эффективность теплообмена, обусловленная наличием преимущественно ламинарного движения потоков воздуха, в результате прохождение каждого потока воздуха через ряд отдельных независимых каналов.The disadvantage of the closest analogue is the lack of heat transfer efficiency due to the predominantly laminar motion of air flows, as a result of the passage of each air flow through a series of separate independent channels.

Задачей настоящего изобретения является созданием пакета пластинчатого теплообменника, в котором за счет образованного гофрированными пластинами единого канала для прохождения каждого потока рабочей среды, обеспечивается интенсивное турбулентное движение потоков, что, в свою очередь, интенсифицирует теплообмен в теплообменнике.An object of the present invention is to provide a plate heat exchanger package in which due to a single channel formed by corrugated plates for passing each flow of a working medium, intensive turbulent flow flows are provided, which, in turn, intensifies heat transfer in the heat exchanger.

Поставленная задача решается так, что в пакете пластинчатого теплообменника, который содержит уложенные в пакет чередующиеся пластины, которые образуют каналы для прохождения рабочих сред, пластины содержат центральные участки и боковые треугольные участки, центральный участок одной из чередующихся пластин выполнен гофрированным, согласно изобретению центральный участок другой из чередующихся пластин выполнен гофрированным с плоскими участками, при этом между пластинами в центральном участке образованы сплошные каналы для рабочих сред.The problem is solved in such a way that in the package of the plate heat exchanger, which contains alternating plates stacked in the package, which form channels for the passage of working media, the plates contain central sections and lateral triangular sections, the central section of one of the alternating plates is corrugated, according to the invention, the central section of the other of alternating plates made corrugated with flat sections, while between the plates in the Central section formed by continuous channels for workers wednesday

Чередующиеся пластины в области центрального участка прилегают друг к другу только на плоских участках. Профиль поперечного сечения пластин в области центрального участка может быть как одинаковым, так и разным.Alternating plates in the region of the central region are adjacent to each other only in flat regions. The cross-sectional profile of the plates in the region of the central portion can be either the same or different.

Предложенная конструкция пакета пластинчатого теплообменника отличается от ближайшего аналога выполнением центрального участка одной из пластин гофрированной с плоскими участками.The proposed design of the plate heat exchanger package differs from the closest analogue in the execution of the central section of one of the corrugated plates with flat sections.

В результате предложенного изобретения осуществляется создание пакета пластинчатого теплообменника, в котором обеспечивается турбулентное движение рабочих сред, а следовательно, и большая эффективность теплообмена по сравнению с ближайшим аналогом.As a result of the proposed invention, a plate heat exchanger package is created in which turbulent movement of the working media is ensured, and, consequently, greater heat transfer efficiency compared to the closest analogue.

Суть изобретения объясняется следующими рисунками, где:The essence of the invention is explained by the following figures, where:

рис. 1. - общий вид пакета пластинчатого теплообменника;fig. 1. - General view of a plate heat exchanger package;

рис. 2. - отдельно, чередующиеся пластины;fig. 2. - separately, alternating plates;

рис. 3. - разрез А-А согласно рис. 1;fig. 3. - section AA according to fig. one;

рис. 4. - увеличенный вид Б согласно рис. 3.fig. 4. - enlarged view B according to fig. 3.

Пакет пластинчатого теплообменника 1 содержит чередующиеся пластины 2 и 3 разных типов. Пластины 2 и 3 имеют центральный участок 4 и боковые треугольные плоские участки 5. Центральный участок 4 пластины 2 выполнен гофрированным. Центральный участок 4 пластины 3 выполнен гофрированным с плоскими участками 7. Профиль поперечного сечения каждой пластины в области, ограниченной центральной частью в направлении, параллельном основаниям треугольников, может быть разным (например, волнообразным, треугольным, синусоидальным и т.д.). Также возможно чередование пластин 2 и 3 с разным профилем, выполненным в области центрального участка (например, центральная часть пластины 2 имеет волнообразный профиль, а центральная часть пластины 3 имеет треугольный профиль). В области центрального участка 4 пластины 2 и 3 прилегают друг к другу только на плоских участках 7 пластины 3, образуя, таким образом, сплошной канал для прохождения рабочей среды. Пластины 2 и 3 могут быть выполнены из пластика (например, полиэтилена, поликарбоната и пр.) или из металла. На боковых треугольных плоских участках 5 пластин 2 и 3 выполнены выпуклые элементы 6, обеспечивающие направление потока воздуха. Выпуклые элементы 6 пластин 2 и 3 формируют зазор между пластинами 2 и 3 и способствуют ускорению поступления рабочих сред и их движения в пространстве между пластинами 2 и 3.The plate heat exchanger package 1 contains alternating plates 2 and 3 of different types. The plates 2 and 3 have a central section 4 and lateral triangular flat sections 5. The central section 4 of the plate 2 is corrugated. The central section 4 of the plate 3 is corrugated with flat sections 7. The cross-sectional profile of each plate in the region bounded by the central part in a direction parallel to the bases of the triangles can be different (for example, wave-like, triangular, sinusoidal, etc.). It is also possible to alternate the plates 2 and 3 with a different profile made in the region of the central portion (for example, the central part of the plate 2 has a wave-like profile, and the central part of the plate 3 has a triangular profile). In the region of the central section 4, the plates 2 and 3 are adjacent to each other only on the flat sections 7 of the plate 3, thus forming a continuous channel for the passage of the working medium. Plates 2 and 3 can be made of plastic (for example, polyethylene, polycarbonate, etc.) or metal. On the lateral triangular flat sections 5 of the plates 2 and 3, convex elements 6 are made, providing the direction of air flow. Convex elements 6 of the plates 2 and 3 form a gap between the plates 2 and 3 and contribute to the acceleration of the flow of working media and their movement in the space between the plates 2 and 3.

Пакет теплообменника работает следующим образом.The heat exchanger package works as follows.

Рабочая среда, например свежий воздух, поступает во входные каналы 8, образованные боковыми участками 5 пластин 2 и 3, с одной стороны торца пакета 1. Свежий воздух направляется вдоль элементов 6 и поступает на центральный участок 4, образованный гофрированными участками пластин 2 и 3. Пройдя между пластинами 2 и 3, рабочая среда выходит с противоположной стороны пакета 1 вдоль элементов 6.The working medium, for example fresh air, enters the inlet channels 8, formed by the side sections 5 of the plates 2 and 3, on one side of the end face of the package 1. Fresh air is directed along the elements 6 and enters the central section 4, formed by the corrugated sections of the plates 2 and 3. Having passed between the plates 2 and 3, the working medium exits from the opposite side of the package 1 along the elements 6.

Аналогично, вторая рабочая среда, например, удаляемый из помещения воздух, поступает из противоположной стороны пакета во входные каналы 9, образованные боковыми участками 5 пластин 2 и 3, с одной стороны торца пакета 1. Удаляемый воздух направляется вдоль элементов 6 и поступает на центральный участок 4, образованный гофрированными участками пластин 2 и 3. Пройдя между пластинами 2 и 3, рабочая среда выходит с противоположной стороны пакета 1 вдоль элементов 6.Similarly, the second working medium, for example, the air removed from the room, enters from the opposite side of the packet into the inlet channels 9, formed by the side sections 5 of the plates 2 and 3, on one side of the packet end 1. The removed air is directed along the elements 6 and enters the central section 4 formed by the corrugated portions of the plates 2 and 3. Passing between the plates 2 and 3, the working medium exits from the opposite side of the package 1 along the elements 6.

Теплообмен между рабочими средами происходит на центральном участке 4. Плоские участки 7 являются опорными элементами между пластинами 2 и 3.Heat exchange between the working media takes place in the central section 4. Flat sections 7 are supporting elements between the plates 2 and 3.

Канал, по которому проходит рабочая среда в центральном участке 4, представляет собой сплошной канал по габаритам. Осуществляется дополнительная турбулизация потока при взаимодействии его с гофрами пластин 2 и 3, практически не соприкасающихся между собой. Турбулизация задерживает потоки на теплообменном участке 4, тем самым увеличивая время прохождения через теплообменную поверхность 4.The channel through which the working medium passes in the central section 4 is a continuous channel in size. An additional turbulization of the flow is carried out when it interacts with the corrugations of the plates 2 and 3, which practically do not touch each other. Turbulization delays flows in the heat exchange section 4, thereby increasing the transit time through the heat exchange surface 4.

Claims (4)

1. Пакет пластинчатого теплообменника, содержащий уложенные в пакет чередующиеся пластины, которые образуют каналы для прохождения рабочих сред, пластины содержат центральные участки и боковые треугольные участки, центральный участок одной из чередующихся пластин выполнен гофрированным, отличающийся тем, что центральный участок другой из чередующихся пластин выполнен гофрированным с плоскими участками, при этом между пластинами в центральном участке образованы сплошные каналы для рабочих сред.1. A plate heat exchanger package containing alternating plates stacked in a bag that form channels for the passage of working media, the plates contain central sections and lateral triangular sections, the central section of one of the alternating plates is corrugated, characterized in that the central section of the other of the alternating plates is made corrugated with flat sections, while solid channels for working media are formed between the plates in the central section. 2. Пакет пластинчатого теплообменника по п. 1, отличающийся тем, что чередующиеся пластины в области центрального участка прилегают друг к другу только на плоских участках.2. The plate heat exchanger package according to claim 1, characterized in that the alternating plates in the region of the central section are adjacent to each other only on flat sections. 3. Пакет пластинчатого теплообменника по п. 1, отличающийся тем, что профиль поперечного сечения пластин в области центрального участка может быть одинаковым.3. The plate heat exchanger package according to claim 1, characterized in that the cross-sectional profile of the plates in the region of the central portion may be the same. 4. Пакет пластинчатого теплообменника по п. 1, отличающийся тем, что профиль поперечного сечения пластин в области центрального участка может быть разным. 4. The plate heat exchanger package according to claim 1, characterized in that the cross-sectional profile of the plates in the region of the central portion may be different.

Images