Пластинчатый теплообменник

Заявляемое техническое решение относится к области систем кондиционирования и вентиляции воздуха, в частности к пластинчатым теплообменникам электротехнических устройств, предназначенным для обеспечения теплообмена между внешним и внутренним контурами системы охлаждения.
Согласно уровню техники, теплообменник пластинчатого типа, преимущественно, состоит из множества теплообменных пластин, образующих пространственно отделенные, но термически взаимосвязанные каналы для пропуска хладагента, через которые обеспечивается возможность протекания потоков текучих сред с различной температурой. Текучая среда может быть представлена жидкостью и/или воздухом (специальным газом).
Основными требованиями к разработке подобных устройств, исходя из условий эксплуатации, на сегодняшний день, являются обеспечение герметичности пластин теплообменнике от влаги и пыли, а также упрощение конструкции и технологии изготовления.
Из уровня техники известны различные способы выполнения теплообменников. Из патента на изобретение RU2188374C1 от 30.11.2000, согласно которому сборка пластинчатого теплообменника включает сборку пластин в пакет, сжатие всего пакета и его герметизацию путем термообработки. Сборку пластин в пакет осуществляют одновременно с герметизацией путем сварки сначала пластин попарно между собой в секции, а затем секций в пакет, после чего производят укладку пакета пластин в корпус, сжатие пакета путем понижения давления во внутренней полости пакета с помощью вакуумной установки и герметизацию корпуса.
К недостаткам запатентованного технического решения можно отнести относительно большое количество технологических операций в частности сварки, что усложняет процесс изготовления изделия.
Также из патента на изобретение США US9545037B2 от 10.01.2017 известен пластинчатый теплообменник преобразователя частоты, который содержит первый набор каналов, и перпендикулярный ему второй набор каналов для прохождения хладагента. Указанные наборы каналов защищены от перетекания хладагента и сформированы, по меньшей мере, тремя соседними ламелями, соединенными между собой на фиксированном расстоянии. Ламели сформированы из отдельных пластин с отгибами по периметру, путем их герметичного соединения такими методами как сварка, пайка или установка заклепок.
К недостаткам описанного технического решения можно отнести много детальность конструкции и сложность крепления теплообменника к диффузорам системы охлаждения из-за ребристой торцевой поверхности, сформированной местами стыкования пластин при формировании ламелей теплообменника.
Принимаем указанное техническое решение за ближайший аналог.
Технической задачей, на решение, которой направлено заявленное техническое решение, является создание пластинчатого теплообменника с упрощенной конструкцией и технологией изготовлений.
Технический результат, достигнутый от реализации заявленного технического решения, заключается в повышении технологичности изготовления пластинчатого теплообменника.
Сущность заявленного технического решения заключается в том, что первый набора каналов пластинчатого теплообменника сформирован продольными полостями ламелей. Каждая из ламелей содержит, по меньшей мере, одну продольную полость, при этом, указанные ламели выполнены из цельного прямоугольного листа металла, две из противоположных сторон которого сложены и герметично соединены между собой, при этом, по меньшей мере, одна продольная полость устроена между сложенными частями листа металла.
Второй набор каналов, перпендикулярный первому, сформирован между ламелями и перфорированными фланцами, с перфорацией повторяющей форму поперечного сечения ламелей. Указанные перфорированные фланцы установлены по торцам ламелей и  соединены между собой, по меньшей мере, двумя ребрами жесткости, выполненными в виде продольных направляющих.
Сущность заявляемого технического решения поясняется, но не ограничивается комплектом графических материалов:
фиг.1 - общий вид пластинчатого теплообменника;
фиг.2 - общий вид ламели пластинчатого теплообменника;
фиг.3 - развертка ламели пластинчатого теплообменника.
Согласно предложенному варианту реализации пластинчатый теплообменник 1 (фиг.1) содержит набор ламелей 2, установленных между перфорированными фланцами 3. Торцевые части ламелей герметично зафиксированы в перфорации фланцев 3, при этом перфорация указанных фланце повторяет форму поперечного сечения ламелей 2. По периметру перфорированных фланцев 3 установлены бонки 4 с внутренней резьбой предусмотренные для герметичного крепления теплообменника 1 к диффузорам системы охлаждения и вентиляции электротехнического устройства (на изображениях не показаны). Жесткость конструкции теплообменника, а также удобство монтажа обеспечивается продольными направляющими 5, установленными между перфорированными фланцами 3.
Исходя из описанного набора элементов, теплообменник 1 содержит первый набор каналов 6 (фиг.1), который сформирован продольными полостями 7 (фиг.2) ламелей 2. Каждая из ламелей содержит, по меньшей мере, одну продольную полость, при этом, указанные ламели 2 выполнены из цельного прямоугольного листа металла, две части 8, 9 которого сложены и герметично соединены между собой по линии стыковки 10. Герметичное соединение может быть выполнено путем сварки, пайки, клепки, склеивания, а также другими известными методами герметичного соединения элементов конструкции.
При этом, по меньшей мере, одна продольная полость 7 устроена между сложенными частями 8, 9 листа металла. Полость 7 сформирована несколькими линиями сгиба листа металла в части 8, при этом часть листа 8 имеет ступеньку 11 по всей длине листа. Так же возможен вариант реализации технического решения при котором части 8 и 9 выполнены в идее отдельных конструктивных элементов соединенных между собой по краям длинных сторон.
Второй набор каналов 12, перпендикулярный первому, сформирован между ламелями 2 и перфорированными фланцами 3. Указанные наборы каналов 6, 12 защищены от перетекания хладагента и могут быть сформированы, по меньшей мере, тремя соседними ламелями 2, соединенными между собой на фиксированном расстоянии.
Заявленное техническое решение в составе системы вентиляции и охлаждения (на изображениях не показана) функционирует следующим образом. Теплообменник 1 герметично устанавливают в систему каналов протекания хладагента, например систему воздушных каналов формирующих замкнутый герметичный контур с принудительной циркуляцией воздуха, при этом набор каналов 6 становится частью такого контура. Перфорированные фланцы 3 обеспечивают разделение потоков хладагента и концентрируют хладагента герметичного контура в полостях 7 ламелей 2. При этом второй набор каналов 12 обеспечивает пропуск хладагента из внешнего контура. Обмен тепла в теплообменнике осуществляется через стенки ламелей 2. Ламели также могут содержать элементы снижения скорости движения хладагента (на изображениях не показаны) сквозь наборы каналов 6, 12.
Реализация описанного технического решения обеспечивает снижение количества технологических операций, а также количество элементов теплообменника, чем способствует достижению заявленного технического результата.