用于蒸發(fā)或冷凝過程的強化傳熱元件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于蒸發(fā)或冷凝過程的強化傳熱元件，包括板片本體，在所述板片本體的至少一側表面上通過軋制成型技術軋制出均勻分布的凸起或凹坑。本發(fā)明通過在板片本體表面軋制凹坑或凸起顆粒，以達到強化蒸發(fā)或冷凝的目的。本發(fā)明適用于介質干凈不易結垢的板式蒸發(fā)器或冷凝器，以及存在氣液相變的焊接板式換熱器如板殼式換熱器。
【專利說明】用于蒸發(fā)或冷凝過程的強化傳熱元件

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及板式換熱器用強化傳熱元件，該傳熱元件為板片式結構，其對沸騰換熱和冷凝換熱有強化作用，可以大幅度提高傳熱系數(shù)，屬于熱交換領域。

【背景技術】
[0002]在水處理領域以及制冷和化工行業(yè)的工藝流程中，蒸發(fā)和冷凝過程作為其中重要的工藝過程，如何提高該過程的傳熱效率受到越來越多人的關注。隨著板式換熱器技術的逐漸成熟及應用領域的不斷擴大，在蒸發(fā)和冷凝工藝過程中，板式換熱器正逐步取代管殼式換熱器，成為該工藝過程的主要換熱設備。如在海水淡化領域，因板式換熱器結構緊湊、裝拆方便、換熱效率高、結構材料耐海水腐蝕強等特點，海水淡化裝置中的蒸發(fā)器和冷凝器均采用板式換熱器。但是，傳統(tǒng)板式換熱器板片均采用光滑面鈦板或鋼板加工而成，對蒸發(fā)傳熱或冷凝傳熱而言，其換熱系數(shù)相對較低，故強化沸騰傳熱和冷凝傳熱的能力可以顯著提高整臺裝置的換熱性能。由強化沸騰和強化冷凝理論可知，改變板片表面結構，對強化沸騰和強化冷凝具有重要意義。


【發(fā)明內容】

[0003]針對上述問題，本發(fā)明提供一種用于蒸發(fā)或冷凝過程的強化傳熱元件，該強化傳熱元件用于板式蒸發(fā)器或板式冷凝器，可以起到強化沸騰和強化冷凝的作用，并且可以增加換熱面積等特點，比一般板式蒸發(fā)器或板式冷凝器的傳熱效率和介質利用率有很大的提聞。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案如下:
用于蒸發(fā)或冷凝過程的強化傳熱元件，包括板片本體，其特征在于，在所述板片本體的至少一側表面上通過軋制成型技術軋制出均勻分布的凸起或凹坑。
[0005]在本發(fā)明中，所述凸起或凹坑的截面形狀為圓形、矩形、三角形、橢圓形中的一種。
[0006]在本發(fā)明中，所述凸起或凹坑的當量直徑為0.1?0.5mm。
[0007]在本發(fā)明中，所述凹坑深度或凸起高度為0.01?0.05mm。
[0008]在本發(fā)明中，所述板片本體有凸起或凹坑的一側孔隙率為50%?80%。
[0009]板片本體所選用的材料根據(jù)工作介質的不同，可以選用鈦、鈦合金、鎳、鎳基合金、不銹鋼、銅合金、碳鋼等材料。
[0010]本發(fā)明通過在板片本體表面軋制凹坑或凸起顆粒，以達到強化蒸發(fā)或冷凝的目的。根據(jù)具體的工藝要求及介質性質，板片本體可以在一側或兩側軋制凹坑或凸起顆粒。當一側介質較臟易結垢或在整個換熱過程中只有一側為蒸發(fā)或冷凝傳熱時，板片本體單側軋制凹坑或凸起顆粒；當兩側介質都干凈不易結垢或一側為蒸發(fā)傳熱另一側為冷凝傳熱時，板片兩側軋制凹坑或凸起顆粒。本發(fā)明適用于介質干凈不易結垢的板式蒸發(fā)器或冷凝器，以及存在氣液相變的焊接板式換熱器如板殼式換熱器。
[0011]本發(fā)明的特點可參閱本案圖式及以下較好實施方式的詳細說明而獲得清楚地了解。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為實施例1中板片本體的示意圖。
[0013]圖2為實施例1與實施例2中板片本體的換熱區(qū)中波紋部放大示意圖。
[0014]圖3為圖2中的局部放大示意圖。
[0015]圖4為實施例2中板片本體的示意圖。
[0016]圖5為實施例2中板片本體的表面局部放大示意圖。

【具體實施方式】
[0017]為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體實施例進一步闡述本發(fā)明。
[0018]實施例1
參見圖1，用于蒸發(fā)或冷凝過程的強化傳熱元件，包括板片本體10，板片本體上設置有角孔11、換熱區(qū)12、密封槽13、二道密封槽14、導流區(qū)16，其中主換熱區(qū)的波紋形式為魚脊狀波紋。
[0019]參見圖2與圖3，在板片本體的表面設置有凸起15。
[0020]凸起呈三角形均勻的分布在板片一側。凸起的截面形狀為圓形(也可以為矩形、三角形、橢圓形等其他規(guī)則形狀)。圓形直徑為0.1?0.5mm ;所述凸起高度為0.01?0.05mm ；板片有凸起的一側孔隙率為50%?80%。
[0021]先對采用的板片材料通過軋制成型技術軋制出均勻分布的凸起，然后在對板片進行沖壓加工，得到具有角孔11、導流區(qū)16、換熱區(qū)12、密封槽13、二道密封槽14、表面凸起15等結構的強化傳熱換熱板片。
[0022]實施例2
參見圖4，用于蒸發(fā)或冷凝過程的強化傳熱元件，包括板片本體20，板片本體20上設置有折邊22、導流區(qū)23、換熱區(qū)21。換熱區(qū)的波紋形式為魚脊狀波紋。
[0023]參見圖5，在板片本體20的表面設置有凹坑24。
[0024]凹坑呈正方形均勻的分布在板片兩側，凹坑的截面形狀也為圓形(也可以為矩形、三角形、橢圓形等其他規(guī)則形狀)。圓形直徑為0.1?0.5mm ;所述凹坑高度為0.01?0.05mm ;板片凹坑的孔隙率為50%?80%。
[0025]根據(jù)具體的工藝要求及介質性質，板片本體可以在一側或兩側軋制凹坑或凸起顆粒，參見圖3、圖5。當一側介質較臟易結垢或在整個換熱過程中只有一側為蒸發(fā)或冷凝傳熱時，板片本體單側軋制凹坑或凸起顆粒；當兩側介質都干凈不易結垢或一側為蒸發(fā)傳熱另一側為冷凝傳熱時，板片兩側軋制凹坑或凸起顆粒。本發(fā)明適用于介質干凈不易結垢的板式蒸發(fā)器或冷凝器，以及存在氣液相變的焊接板式換熱器如板殼式換熱器。
[0026]當板殼式換熱器中板片本體兩側的工作介質均存在氣(汽)液相變過程且兩側介質均不易結垢時，板片本體兩側表面均采用具有均勻分布的凹坑或凸起顆粒的強化傳熱表面；當板殼式換熱器中板片本體一側的工作介質存在氣(汽)液相變過程且不易結垢，或者兩側的工作介質均存在氣(汽)液相變過程，但是一側介質易結垢時，則在板片本體一側采用具有均勻分布的凹坑或凸起顆粒的強化傳熱表面。對于蒸發(fā)側，板片表面的凹坑或凸起可以在蒸發(fā)過程中增加汽化核心數(shù)目，提高氣泡脫離頻率，從而增強沸騰傳熱系數(shù)。對于冷凝側，板片表面的凹坑或凸起可以使氣態(tài)在冷凝過程中，通過表面張力作用，降低液膜厚度，從而提高冷凝傳熱系數(shù)。
[0027]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明的范圍內。本發(fā)明要求的保護范圍由所附的權利要求書及其等同物界定。
【權利要求】
1.用于蒸發(fā)或冷凝過程的強化傳熱元件，包括板片本體，其特征在于，在所述板片本體的至少一側表面上通過軋制成型技術軋制出均勻分布的凸起或凹坑。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于蒸發(fā)或冷凝過程的強化傳熱元件，其特征在于，所述凸起或凹坑的截面形狀為圓形、矩形、三角形、橢圓形中的一種。
3.根據(jù)權利要求1所述的用于蒸發(fā)或冷凝過程的強化傳熱元件，其特征在于，所述凸起或凹坑的當量直徑為0.1?0.5mm。
4.根據(jù)權利要求1所述的用于蒸發(fā)或冷凝過程的強化傳熱元件，其特征在于，所述凹坑深度或凸起高度為0.0l?0.05_。
5.根據(jù)權利要求1所述的用于蒸發(fā)或冷凝過程的強化傳熱元件，其特征在于，所述板片本體有凸起或凹坑的一側孔隙率為50%?80%。
【文檔編號】F28F3/04GK104279905SQ201410539464
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年10月14日 優(yōu)先權日:2014年10月14日
【發(fā)明者】何海瀾, 張云周, 李官 , 尚立寶, 王曉偉 申請人:上海板換機械設備有限公司