一种薄膜换热板束及换热器的制作方法

1.本实用新型涉及换热设备技术领域，特别涉及一种薄膜换热板束及换热器。


背景技术：

2.在一般情况下，热交换器是一种从一种介质被动转移热量到另一介质的装置。介质通常是液体或气体。热交换器所做的工作是根据以下热力学定律：当物体被加热时，所述物体内所包含的热能会向外扩散到周围环境中，直到已在物体和环境之间达到平衡。热交换器有多种用途，包括但不限于，空间加热、制冷、空调、电厂、化工厂、石化厂、炼油厂、天然气处理和污水处理中的传热。
3.基本热交换器的设计一般涉及由隔板分离的两个腔室或通道。含要转移热能的介质穿过一个通道，和可接收热能的一个介质穿过另一个通道。介质也可以同流或逆流流动。热量在两个介质之间通过穿过隔板而扩散，直到传热速率与热能转移的速率相匹配。所使用的热交换器的类型和尺寸取决于用作隔板的材料类型和所引入的介质的各种性质，包括它们的相位、温度、密度、粘度、压力、化学组成和各种其它特性。
4.两种最常见的热交换器类型是管壳式热交换器和板框式热交换器。其它类型的热交换器包括但不限于，绝热轮热交换器、板翅式热交换器、流体热交换器、余热回收单元、动态刮面热交换器、相变型热交换器、直接接触式热交换器、空气线圈和螺旋式热交换器。
5.传统换热器常用金属材质，例如碳钢、304、316l、2205钛材等等，采用这些材料均存在设备笨重、造价高，易腐蚀的问题。
6.高分子材料相比金属材料，有如下优势：
7.1、重量轻，单位换热面积用料量少。
8.2、表面光洁度高，不容易结垢。
9.3、加工制造过程简单，易于全自动化生产。
10.4、易于模块化设计，减少现场安装焊接工作量，品质有保障。


技术实现要素：

11.有鉴于此，本实用新型旨在提出一种节能环保、成本低廉、安全性高的薄膜换热板束及换热器，尤其适用于气气换热。
12.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
13.一种薄膜换热板束，所述换热板束包括第一膜层和第二膜层，所述第一膜层和所述第二膜层之间通过焊接部形成若干个膜袋，在所述膜袋的内部和所述膜袋的外部分别形成介质通道一和介质通道二，所述介质通道一内的介质与所述介质通道二的介质能够进行热交换。
14.本实用新型所述的薄膜换热板束，节能环保、成本低廉，安全可靠性好，利用高分子膜袋制备而成的换热板束，膜袋的表面积与体积比较大，具有很好的强度、耐温、耐湿、耐蚀以及气密性等特性，结构紧凑，换热效率高，极具市场推广价值。
15.优选的，所述第一膜层与所述第二膜层的焊接连接部的面积与所述第一膜层/所述第二膜层面积比值的取值范围为0.001～0.5。
16.该设置保证了形成膜袋的行对两层膜层之间固定连接的稳定性，避免膜袋在使用时出现局部変形过大导致膜袋磨损或者堆积，保证换热效果及换热的可靠性。
17.优选的，所述第一膜层与所述第二膜层之间通过拉筋焊接连接。
18.优选的，在所述第一膜层与所述第二膜层之间设置若干道焊接条，相邻所述焊接条呈平行状设置。
19.优选的，所述第一膜层与所述第二膜层之间通过若干道焊接条焊接连接，所述第一膜层与所述第二膜层之间焊接成若干道条状通道。
20.优选的，相邻两道焊接条之间的间距与所述第一膜层/所述第二膜层的长度比值的取值范围不大于0.3，和/或，相邻两道焊接条之间的间距与所述第一膜层/所述第二膜层的宽度比值的取值范围不大于0.3。
21.优选的，所述第一膜层与所述第二膜层之间通过若干个焊接点焊接连接。
22.优选的，若干个焊接点呈线型布置，若干排焊接点呈矩阵式分布；或者，若干个焊接点呈线型布置，相邻两排的焊接点连成的线呈错位设置。
23.该设置公开的两个膜层之间焊接连接成板束的方案，结构紧凑，易于生产，连接可靠，避免膜袋在换热过程中由于晃动造成连接松动。
24.优选的，所述第一膜层和/或所述第二膜层和/或拉筋采用柔性高分子材料制备而成，所述柔性高分子材料包括fep、ptfe、pfa、pp、pvc材质中的任意一种或者多种。
25.本技术通过用fep、ptfe、pfa、pp、pvc等材质中的任意一种或多种结合制备的膜袋和/或拉筋，成本较低，具有优良的表面结合强度和传热性能，满足200℃以内的气气换热需求。
26.一种换热器，包括若干个上述所述的薄膜换热板束，相邻两个换热板束之间通过连接装置固定连接，若干个薄膜换热板束形成膜换热器芯，在所述膜换热器芯的外侧设置封板和连接杆，两件所述封板设置在所述连接杆的两侧，所述换热板束通过第一连接部与角封膜焊接连接，所述角封膜的另一侧与所述连接杆连接，所述换热板束通过第一膜层/所述第二膜层与封板可拆卸连接。
27.该形式的换热器，结构更加简单，成本更加低廉，通过若干个柔性薄膜与角封膜和封板的连接，既保证了膜袋之间以及柔性高分子薄膜换热板束连接的稳定性，又提高了连接处的强度，避免膜袋由于连接造成的应力变形或者损坏，进一步提高了本实用新型所述柔性高分子薄膜换热板束使用的可靠性。
28.相对于现有技术，本实用新型所述的薄膜换热板束及换热器具有以下优势：
29.(1)本实用新型所述的柔性高分子薄膜换热板束，成本更加低廉，装配更加简单，适用于能源化工、空气调节、废气处理等多个领域的换热需要。
30.(2)本实用新型所述的柔性高分子薄膜换热板束及换热器，结构紧凑，换热效率较高，在使用时耐腐蚀且不积灰，具有极高的市场应用前景。
附图说明
31.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新
型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
32.图1为本实用新型实施例所述的换热器的结构示意图；
33.图2为本实用新型实施例所述的换热器第二视角的结构示意图；
34.图3为本实用新型第一种膜换热器芯的结构示意图；
35.图4为图3中a
‑
a的剖视结构示意图；
36.图5为本实用新型第一种膜换热器芯中的换热板束的结构示意图；
37.图6为图5中所示换热板束的俯视结构示意图；
38.图7为图6中b
‑
b的剖视结构示意图；
39.图8为图5中所示换热板束的膜袋为横向放置时的结构示意图；
40.图9为图8中结构的右视示意图；
41.图10为本实用新型第二种膜换热器芯的结构示意图；
42.图11为图10中c
‑
c的剖视结构示意图；
43.图12为本实用新型第二种膜换热器芯中的换热板束的结构示意图；
44.图13为图12中所示换热板束的俯视结构示意图；
45.图14为图13中d
‑
d的剖视结构示意图；
46.图15为图12中所示换热板束的膜袋为横向放置时的结构示意图；
47.图16为图15中结构的右视示意图；
48.图17为本实用新型第三种膜换热器芯的结构示意图；
49.图18为图17中e
‑
e的剖视结构示意图；
50.图19为本实用新型第三种膜换热器芯中的换热板束的结构示意图；
51.图20为图19中f
‑
f的剖视结构示意图；
52.图21为图19中的焊接点错位设置的换热板束的结构示意图；
53.附图标记说明：
54.换热器100，膜换热器芯1，第一流道2，换热板束3，第一膜层301，第二膜层302，膜袋303，连接装置4，介质通道一5，介质通道二6，拉筋7，第一连接部8，第二连接部9，焊接条10，焊接点11，角封膜12，连接杆13，封板14。
具体实施方式
55.为了使本实用新型的技术手段及达到目的与功效易于理解，下面结合具体图示对本实用新型的实施例进行详细说明。
56.需要说明，本实用新型中所有进行方向性和位置性指示的术语，诸如：“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“顶”、“低”、“横向”、“纵向”、“中心”等，仅用于解释在某一特定状态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、连接情况等，仅为了便于描述本实用新型，而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
57.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连
接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
58.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
59.实施例1
60.本实用新型公开了一种薄膜换热板束，所述换热板束3包括第一膜层301和第二膜层302，所述第一膜层301和所述第二膜层302之间通过焊接部形成若干个膜袋303，在所述膜袋303的内部和所述膜袋303的外部分别形成介质通道一5和介质通道二6，所述介质通道一5内的介质与所述介质通道二6的介质能够进行热交换。
61.本实用新型所述的薄膜换热板束，利用两层膜层焊接成的膜袋303替代现有技术中的金属板，通过将若干个膜袋303连接在一起形成一层换热板束，而在各个膜袋303之间形成介质通道二6，在膜袋303内形成有介质通道一5，介质通道二6和介质通道一5内的不同介质之间进行热交换，相邻两层的薄膜换热板束之间的连接可以通过焊接、粘接等工艺连接，两层柔性高分子薄膜换热板束连接之后将介质通道二6形成为一整条流道，用于实现被换热介质的流入或者流出。
62.本实用新型所述的薄膜换热板束，节能环保、成本低廉，安全可靠性好，利用高分子膜袋制备而成的换热板束，膜袋的表面积与体积比较大，具有很好的强度、耐温、耐湿、耐蚀以及气密性等特性，结构紧凑，换热效率高，极具市场推广价值。
63.优选的，作为本实用新型的示例，所述第一膜层301和/或所述第二膜层302采用柔性高分子材料制备而成。
64.作为本实用新型的示例，所述第一膜层301与所述第二膜层302的焊接连接部的面积与所述第一膜层301/所述第二膜层302面积比值的取值范围为0.001～0.5。
65.作为本实用新型的一个较佳示例，所述柔性高分子材料为fep(氟化乙烯丙烯共聚物)、ptfe(聚四氟乙烯)、pfa(少量全氟丙基全氟乙烯基醚与聚四氟乙烯的共聚物)、pp(聚丙烯塑料)、pvc(聚氯乙烯)等材质中的任意一种或者多种，该设置使得本实用新型所述的柔性高分子薄膜换热板束能够适用于200℃以内的换热。
66.优选的，本实用新型所述的柔性高分子薄膜换热板束用于50℃～200℃之间的气气换热，即在介质通道二6和介质通道一5内均单独流通气体。
67.经研究表明，有机高分子聚合物具有很低的表面能，特别是含氟塑料。但是，众所周知，由于柔性高分子薄膜具有一定的延展性，如果柔性高分子薄膜形成换热板束在使用时，由于介质流动导致膜袋发生变形，很可能会导致膜袋磨损或者堆积，造成介质通道受阻或者贯通，影响换热效果。而如何将柔性高分子薄膜形成具有介质通道一5、介质通道二6且能够可靠换热的膜袋303，是本领域技术人员难以克服的技术难题。
68.作为本实用新型的示例，如图3～9所示，所述第一膜层301与所述第二膜层302之间通过拉筋7焊接连接。
69.通过拉筋7将所述第一膜层301与所述第二膜层302连接为膜袋303的腔室，用于形成介质通道一5的流道，所述拉筋7即起到将第一膜层301与所述第二膜层302连接为一体的作用，同时避免介质通道一5内的介质在流动时造成膜袋303变形。
70.作为本实用新型的示例，在所述第一膜层301与所述第二膜层302之间设置若干道焊接条10，相邻所述焊接条10呈平行状设置。
71.作为本实用新型的示例，所述焊接条10呈间断状布置。
72.该设置避免第一膜层301与所述第二膜层302之间通过拉筋7焊接形成的换热板束的膜袋303结果过大，导致膜袋303在介质通道一5和/或介质通道二6流动换热介质时变形过大。
73.作为本实用新型的示例，如图10～16所示，所述第一膜层301与所述第二膜层302之间通过若干道焊接条10焊接连接。
74.该设置通过焊接条10将第一膜层301与所述第二膜层302之间焊接成若干道条状通道。
75.作为本实用新型的示例，相邻两道焊接条10之间的间距与所述第一膜层301/所述第二膜层302的长度比值的取值范围不大于0.3，和/或，相邻两道焊接条10之间的间距与所述第一膜层301/所述第二膜层302的宽度比值的取值范围不大于0.3。
76.该设置避免条状通道过大，保证膜袋303在介质通道一5和/或介质通道二6流动换热介质时形状稳定，换热可靠。
77.作为本实用新型的示例，如图17～21所示，所述第一膜层301与所述第二膜层302之间通过若干个焊接点11焊接连接。
78.优选的，若干个焊接点11呈线型布置，相邻两排的焊接点11连成的线平行设置。
79.亦或者是，若干个焊接点11呈线型布置，相邻两排的焊接点11连成的线错位设置。
80.该设置进一步保证了第一膜层301与所述第二膜层302焊接形成膜袋303在使用时的稳定性，避免第一膜层301与所述第二膜层302连接松动导致局部变形过大影响换热效果。
81.本技术中通过用fep、ptfe、pfa、pp、pvc等材质中的任意一种或多种结合制备的膜袋303和/或拉筋7，成本较低，具有优良的表面结合强度和传热性能，满足200℃以内的气气换热需求。
82.作为本实用新型的示例，所述换热板束3呈矩形设置，所述换热板束3的相对两侧设置第一连接部8，所述换热板束3另外相对两侧设置第二连接部9，所述第一连接部8和/或所述置第二连接部9用于所述换热板束3的可拆卸连接。
83.实施例2
84.本实用新型还公开了一种换热器，所述换热器100包括若干个换热板束3形成的膜换热器芯1。
85.作为本实用新型的示例，如图1～21所示，相邻两个换热板束3之间通过连接装置4固定连接，所述连接装置4与所述拉筋7可以采用相同的结构或者材质，也可以采用不同的结构和/或不同的材质，在相邻两个换热板束3形成第一流道2，第一流道2用于介质通道二6中的介质流过。该设置避免换热板束3在使用时由于介质通道二6的介质流动时产生晃动，保证换热器的换热效果。
86.作为本实用新型的示例，所述换热器包括封板14和连接杆13，两件所述封板14设置在所述连接杆13的两侧，形成用于放置膜换热器芯1的构架，所述换热板束3通过第一连接部8与角封膜12焊接连接，所述角封膜12的另一侧与所述连接杆13连接，所述换热板束3通过所述第一膜层301和/或所述第二膜层302和/或第二连接部9与封板14可拆卸连接。如可以通过粘接、夹持连接、卡接、螺栓连接等连接方式中的任意一种或者几种结合。
87.该设置进一步保证了膜换热器芯1在换热器内被固定的可靠性，进一步提高换热器工作的稳定性。
88.作为本实用新型的较佳示例，所述角封膜12和膜换热器芯体1四个角焊接连接，所述封板14和膜换热器芯体1最外面的相对两层换热膜连接，膜换热器芯体1被两封板14拉撑起来，固定在结构架中。
89.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。