箱体式换热器及冷水机组的制作方法

本申请涉及换热器，特别是涉及一种箱体式换热器及冷水机组。

背景技术：

1、大型冷水机组通常用于暖通空调领域以及工业领域，用于产生低温水给特定物质降温。以大型空调为例，冷水机组的系统结构主要包括制冷系统、冷却水系统和冷风系统。

2、其中，制冷系统是冷水机组的核心部分，制冷系统的作用是产生低温冷水。制冷系统由压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器等主要部件外加相应的管路附件、控制系统及制冷剂等构成。制冷系统工作时，制冷剂在蒸发器中吸收水的热量后，蒸发为气态，气态制冷剂被压缩机吸入压缩后，变为高温高压的过热蒸汽，进入冷凝器内与冷却水进行热量交换，制冷剂蒸汽被冷凝为液态。冷凝成液态的制冷剂经过节流装置后，变成低温低压的制冷剂液体，完成一个循环。

3、在冷水机组的制冷系统中，最关键的部件是换热器，即蒸发器和冷凝器，两者的换热能力直接影响冷水机组的整体性能。目前，在大型冷水机组中，冷凝器基本上都采用管壳式换热器。管壳式冷凝器的主要缺点有：体积大，以及，占地面积大；冷媒充注量大，使用成本高；内部换热管采用铜管，制造成本高。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种箱体式换热器及冷水机组，以解决管壳式冷凝器体积大、使用成本高以及制造成本高的问题。

2、本申请提供的箱体式换热器包括交替层叠设置的冷介质层和热介质层，冷介质层和热介质层之间通过芯板分隔设置，并且，冷介质层和热介质层均设有翅片。翅片由多个组合模块沿着预设流动方向m排列形成，每一组合模块设有沿着第一方向a延伸的液流通道，多条液流通道沿着第二方向b并列设置，每一液流通道的侧壁沿着第二方向b呈错齿形设置，以使相邻液流通道能够相互连通，第一方向a垂直于第二方向b，相邻组合模块的液流通道的延伸方向呈夹角设置。

3、在其中一个实施例中，板条折弯形成沿着第二方向b呈蛇形延伸的单体结构，每一单体结构设有多个沿着第二方向b并列设置的液流通道，每一组合模块由多个单体结构沿着第一方向a排列形成，并且，相邻单体结构沿着第二方向b呈周期性错位布置。

4、在其中一个实施例中，在翅片中，各个部位的参数如下，单体结构的板条厚度d，满足，0.1mm≤d≤1mm；单体结构沿着第三方向c的高度e，满足，1mm≤e≤10mm，其中，第一方向a、第二方向b和第三方向c两两相互垂直；单体结构沿着第一方向a的宽度f，满足，0.5mm≤f≤5mm；单体结构沿着第二方向b的波峰距离g，满足，2mm≤g≤15mm；单体结构中液流通道的侧壁和芯板之间的夹角h，满足，30°≤g≤90°。

5、在其中一个实施例中，定义相邻的组合模块分别为第一模块和第二模块，在第一模块中，第一方向a和预设流动方向m相同，在第二模块中，第一方向a和预设流动方向m垂直。

6、在其中一个实施例中，第一模块设于第二模块靠近流体进流端的一侧。

7、在其中一个实施例中，第一模块沿着预设流动方向m的长度x，第二模块沿着预设流动方向m的长度y，芯板沿着预设流动方向m的长度l，满足，0<x<(l/3)，(l/3)<y<(l)。

8、在其中一个实施例中，芯板的厚度p满足，0.1mm≤p≤2mm。

9、在其中一个实施例中，翅片为不锈钢结构件。

10、在其中一个实施例中，箱体式换热器为钎焊结构。

11、本申请还提供一种冷水机组，该冷水机组包括以上任意一个实施例所述的箱体式换热器。

12、与现有技术相比，本申请提供的箱体式换热器及冷水机组，利用翅片替换铜管，大大降低了箱体式换热器的制造成本。箱体式换热器通过冷介质层和热介质层交替层叠形成，因此，箱体式换热器的体积大大缩小，空间利用率显著提高，减小了箱体式换热器的占地面积。并且，在实际使用过程中，由于热介质层和冷介质层的接触面较大，因此，可以降低冷媒的充注量，从而降低箱体式换热器的使用成本。

13、并且，通过计算对比，在相同工况下，本申请的箱体式换热器比传统管壳式冷凝器的整体体积减小2.5倍，成本比传统管壳式冷凝器节省20％以上。

14、进一步地，由于箱体式换热器内设有翅片，且翅片由多个通道方向呈夹角设置的组合模块沿着预设流动方向m排列形成，以及，每一组合模块的每一液流通道的侧壁沿着第二方向b呈错齿形设置，以使相邻液流通道能够相互连通。显然，当组合模块内液流通道的延伸方向(也即为第一方向a)和预设流动方向m相同时，流体流经组合模块的流阻最小，流体的压降也最小，但是，相应地，组合模块对流体的扰流效果也会下降。当组合模块内液流通道的延伸方向(也即为第一方向a)和预设流动方向m垂直时，流体流经组合模块的流阻最大，流体的压降也最大，但是，相应地，组合模块对流体的扰流效果也最好。

15、因此，流体(包括水和冷媒)经过呈夹角设置的组合模块时，组合模块能够对流体的扰流效果和压降实现平衡。

技术特征：

1.一种箱体式换热器，其特征在于，包括交替层叠设置的冷介质层(100)和热介质层(200)，所述冷介质层(100)和所述热介质层(200)之间通过芯板(300)分隔设置，并且，所述冷介质层(100)和所述热介质层(200)均设有翅片(400)；

2.根据权利要求1所述的箱体式换热器，其特征在于，板条折弯形成沿着第二方向b呈蛇形延伸的单体结构(414)，每一所述单体结构(414)设有多个沿着第二方向b并列设置的所述液流通道(413)，每一所述组合模块(410)由多个所述单体结构(414)沿着第一方向a排列形成，并且，相邻所述单体结构(414)沿着第二方向b呈周期性错位布置。

3.根据权利要求2所述的箱体式换热器，其特征在于，在所述翅片(400)中，各个部位的参数如下，

4.根据权利要求1所述的箱体式换热器，其特征在于，定义相邻的所述组合模块(410)分别为第一模块(411)和第二模块(412)，在所述第一模块(411)中，第一方向a和预设流动方向m相同，在所述第二模块(412)中，第一方向a和预设流动方向m垂直。

5.根据权利要求4所述的箱体式换热器，其特征在于，所述第一模块(411)设于所述第二模块(412)靠近流体进流端的一侧。

6.根据权利要求4所述的箱体式换热器，其特征在于，所述第一模块(411)沿着预设流动方向m的长度x，所述第二模块(412)沿着预设流动方向m的长度y，所述芯板(300)沿着预设流动方向m的长度l，满足，0<x<(l/3)，(l/3)<y<(l)。

7.根据权利要求1所述的箱体式换热器，其特征在于，所述芯板(300)的厚度p满足，0.1mm≤p≤2mm。

8.根据权利要求1所述的箱体式换热器，其特征在于，所述翅片(400)为不锈钢结构件。

9.根据权利要求1所述的箱体式换热器，其特征在于，所述箱体式换热器为钎焊结构。

10.一种冷水机组，其特征在于，包括如权利要求1-权利要求9任意一项所述的箱体式换热器。

技术总结本申请涉及一种箱体式换热器及冷水机组，箱体式换热器包括交替层叠设置的冷介质层和热介质层，冷介质层和热介质层之间通过芯板分隔设置，并且，冷介质层和热介质层均设有翅片。翅片由多个组合模块沿着预设流动方向M排列形成，每一组合模块设有沿着第一方向A延伸的液流通道，多条液流通道沿着第二方向B并列设置，每一液流通道的侧壁沿着第二方向B呈错齿形设置，以使相邻液流通道能够相互连通，第一方向A垂直于第二方向B，相邻组合模块的液流通道的延伸方向呈夹角设置。本申请提供的箱体式换热器及冷水机组，解决了管壳式冷凝器体积大、使用成本高以及制造成本高的问题。技术研发人员：季杰强,陈君奕,王晶鑫,王典运,许霖杰,张忠潮受保护的技术使用者：浙江银轮机械股份有限公司技术研发日：20231127技术公布日：2024/7/11