Пластинчастий теплообмінник

Реферат: Винахід належить до пластинчастого теплообмінника зі складеними пластинами, що мають поглиблення, які утворюють контактні поверхні між пластинами. Для одержання оптимального балансу між міцністю і умовами потоку поглиблення розташовані у вигляді матричної структури з відстанню X1 між центрами поглиблень у суміжних рядах і з відстанню X2 між центрами поглиблень в суміжних стовпцях, при цьому поглиблення мають окружність C і C / X1 знаходиться в діапазоні від 1,03 до 2,3. Винахід забезпечує гарну теплопровідність теплообмінника, простоту його виготовлення та тривалий термін експлуатації. UA 115474 C2 (12) UA 115474 C2 UA 115474 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Даний винахід належить до теплообмінника такого типу, в якому множина пластин складені, при цьому вони утворюють, завдяки їх поверхневим конструкціям, тракти потоку між сусідніми пластинами. Зокрема, винахід належить до пластинчастого теплообмінника, в якому пластини утворюють перший набір поглиблень і другий набір поглиблень в протилежних напрямках. Поглиблення першого набору поглиблень утворюють перший набір контактних поверхонь, кожна з яких розташована навпроти контактної поверхні суміжної пластини, а поглиблення другого набору поглиблень утворюють другий набір контактних поверхонь, кожна з яких розташована навпроти контактної поверхні суміжної пластини. В пластинчастому теплообміннику використовуються пластини для передачі тепла між двома середовищами, у типовому випадку між текучими середовищами, що проходять в розділених першому і другому трактах потоку. У порівнянні зі звичайним теплообмінником дані текучі середовища відкриті для великої площі поверхні, що утворена поверхнями пластин. Це збільшує обмін тепловою енергією між текучими середовищами. Зазвичай пластинчасті теплообмінники використовуються для водогрійних котлів і, зокрема, для забезпечення швидкого приготування гарячої води комунально-побутового призначення і т. д. До важливих факторів, що враховуються, належать теплообмін, гідравлічний опір, вартість, габарити і тривалий термін експлуатації. Кожен з трактів потоку з'єднаний або з первинним або вторинним з'єднанням для текучого середовища, наприклад, для подачі нагрівного текучого середовища або гарячої води комунально-побутового призначення. Перший і другий тракти потоку розташовані на протилежних сторонах пластин, при цьому пластини містять множину різних структур, таких як гофри, що виконані за ялинковим типом або за типом рибного скелета. Наприклад, при складанні пластин теплообмінника за ялинковим типом пластини розташовують так, що вони з'єднуються в точках перетину гофрів і оскільки гофри утворюють відносно загострені верхні частини, то контактна площа між верхніми частинами суміжних пластин стає малою і не добре визначеною. Мала контактна площа є бажаною, так як на даних контактних площах не відбувається безпосередньої передачі тепла. З іншого боку контактні площі поглинають навантаження зі сторони пластин і таким чином протидіють тиску текучих середовищ, що проходять в першому і другому трактах потоку. Якщо контактні площі занадто малі, то зменшена міцність повинна компенсуватися збільшеною товщиною пластини для запобігання її деформуванню. У типовому випадку пластини мають товщину, що дорівнює 0,4 мм або більше. Як правило, зі збільшенням товщини пластини теплопередача знижується. Концепція використання структури із поглиблень забезпечує можливість для створення контактних площ з добре визначеними поверхнями і, відповідно, добре визначених і оптимізованих характеристик міцності і гідравлічних характеристик. Внаслідок зменшеної зміни швидкості середовища при її проходженні через профіль теплообмінника можна зменшити висоту профілю структури з поглиблень у типовому випадку на 30 % порівняно із звичайною структурою за типом риб'ячого скелета, із збереженням того ж самого падіння тиску. Зменшена висота профілю в результаті призводить приблизно до подвійної кількості точок пайки зі збільшенням таким чином міцності. Як варіант, можливе використання більш тонких пластин. Крім того, зменшена зміна швидкості середовища при її проходженні через профіль теплообмінника призводить до більш високого коефіцієнта конвективної теплопередачі при даній втраті тиску, що забезпечує можливість конструкції добре визначеної площі паяння без зменшення загальних робочих характеристик теплообмінника на основі структури із поглиблень. Перевага овальних поглиблень полягає в збільшеній окружності поглиблень, що призводить до більш високої міцності і одночасно до зменшеної контактної площі, а також до збільшеної площі теплопередачі і, таким чином, до поліпшеної загальної ефективності. Другий недолік гофрів за типом риб'ячого скелета, полягає в тому, що вони призводять до утворення зигзагоподібного тракту для текучих середовищ з виникненням при цьому небажаного опору і падіння тиску. Задачею даного винаходу є створення пластинчастого теплообмінника з хорошою теплопровідністю, хорошим співвідношенням міцності до ваги, а також створення пластинчастого теплообмінника, який простий для виготовлення і має тривалий термін експлуатації. 1 UA 115474 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 У першому аспекті даний винахід забезпечує пластинчастий теплообмінник із поглибленнями, що розташовані у вигляді матричної структури з відстанню X1 між центрами поглиблень у суміжних рядах і з відстанню X2 між центрами поглиблень в суміжних стовпцях, при цьому поглиблення мають окружність C і C / X1 знаходиться в діапазоні від 1,03 до 2,3, наприклад в діапазоні від 1,1 до 2,27. Відповідно, C / X2 переважно також може знаходитися в діапазоні від 1,1 до 4,32, наприклад в діапазоні від 1,2 до 4,0. При заявленому діапазоні даним винаходом несподівано забезпечується пластина теплообмінника з великою міцністю і, зокрема, з високим показником міцності щодо ваги і вартості. Даний винахід, головним чином, належить до теплообмінників з прокладкою, в яких зовнішнє зусилля утримує разом пакет пластин теплообмінника, наприклад, при стисканні між верхньою і нижньою пластинами, які закріплені болтами. При цьому в основу даного винаходу покладено відкриття, яке полягає в тому, що суттєвим у створенні міцного теплообмінника є не площа поверхні верхніх частин, відповідно, нижніх частин поглиблень, а значною мірою є довжина їх окружності. Однак даний винахід також може бути застосований в тому випадку, коли пластини з'єднані адгезивним способом. Теплообмінник може, зокрема, містити пластини товщиною менше 0,30 мм. В даному випадку міцність по окружності поглиблення в типовому випадку стає критичною в порівнянні з міцністю площ плоских поглиблень. В даному документі матрична структура є двомірною структурою на зразок таблиці, що складається з рядів і стовпців, зокрема в ній можуть бути паралельні ряди і паралельні стовбці, і, зокрема, ряди можуть бути перпендикулярні стовпцям, По суті, кожне поглиблення може формувати відстань r1 від його центру до краю його контактної поверхні в найкоротшому напрямку до центру поглиблення в суміжному ряді. У варіанті здійснення, в якому ряди перпендикулярні стовпцям, найліпшим напрямком буде прямолінійний напрямок від центру поглиблення з номером n в одному ряді до центру поглиблення з номером n в безпосередньо суміжному ряді. По суті, кожне поглиблення утворює відстань r 2 від його центру до краю його контактної поверхні в найкоротшому напрямку до центру поглиблення в суміжному стовпці. У варіанті здійснення, де ряди перпендикулярні стовпцям, найліпшим напрямком буде прямолінійний напрямок від центру поглиблення з номером n в одному стовпці до центру поглиблення з номером n в безпосередньо суміжному стовпці. Зокрема було встановлено, що C / X1 переважно може бути вибрано так, щоб знаходитися між верхньою і нижньою межею, де верхня межа визначена функцією - 0,2 * (r1/ r 2)  2,4 , а нижня межа визначена функцією - 0,03 * (r1/ r 2)  123 . , Таблиця 1 див. фіг. 17, показує різні діапазони міцності, причому всі вони є такими, що застосовуються відповідно до винаходу. В другому варіанті здійснення C / X2 може бути вибрано так, щоб знаходитися між верхньою і нижньою межами, де верхня межа визначена функцією 0,9 * (r1/ r 2)  136 , а нижня , межа визначена функцією 0,27 * (r1/ r 2)  0,95 . Кожна контактна поверхня першого набору контактних поверхонь може утворювати щонайменше першу і другу перпендикулярну вісь симетрії з утворенням, таким чином, поглиблень, наприклад, з круговою або еліптичною формою. Зокрема, осі симетрії можуть мати різну довжину, наприклад в діапазоні аж до 1:4, наприклад, 1:3 або 1:2 з утворенням, таким чином, наприклад, еліптичної форми. Контактні поверхні першого набору контактних поверхонь можуть бути розташовані навпроти контактних поверхонь другого набору контактних поверхонь суміжної пластини, при цьому всі пластини можуть бути ідентичними. У другому аспекті даним винаходом забезпечується пластина для пластинчастого теплообмінника, причому пластина утворює перший набір поглиблень і другий набір поглиблень утворює першу контактну поверхню, що розташована навпроти контактної поверхні суміжної пластини, і кожне поглиблення другого набору поглиблень утворює другу контактну поверхню, що розташована навпроти контактної поверхні суміжної пластини, при цьому поглиблення розташовані в матричній структури з відстанню X1 між центрами поглиблень у суміжних рядах і з відстанню X2 між центрами поглиблень в суміжних стовпцях, причому поглиблення мають окружність C і C / X1 знаходиться в діапазоні від 1,1 до 2,27. У разі визначень, що наведені для теплообмінника відповідно з першим аспектом даного винаходу, C / X1 переважно може бути вибрано так, щоб знаходитися між верхньою і нижньою межею, причому верхня межа визначена функцією - 0,2 * (r1/ r 2)  2,4 , а нижня межа визначена 2 UA 115474 C2 функцією - 0,03 * (r1/ r 2)  123 . C / X2 може бути вибрано так, щоб знаходитися між верхньою і , нижньою межами, причому верхня межа визначена функцією 0,9 * (r1/ r 2)  136 , а нижня межа , 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 визначена функцією 0,27 * (r1/ r 2)  0,95 . У третьому аспекті даним винаходом забезпечується спосіб конструювання пластинчастого теплообмінника, що містить множину пластин, кожна з яких утворює перший набір поглиблень і другий набір поглиблень в протилежних напрямках, причому кожне поглиблення першого набору поглиблень утворює першу контактну поверхню, що розташована навпроти контактної поверхні суміжної пластини, і кожне поглиблення другого набору поглиблень утворює другу контактну поверхню, що розташована навпроти контактної поверхні суміжної пластини, при цьому спосіб відрізняється тим, що поглиблення розташовані у вигляді матричної структури з відстанню X1 між центрами поглиблень у суміжних рядах і з відстанню X2 між центрами поглиблень в суміжних стовпцях, причому поглиблення мають окружність C і C / X1 знаходиться в діапазоні від 1,1 до 2, 3. Як і у випадку визначень, що наведені для теплообмінника відповідно з першим аспектом даного винаходу, C / X1 переважно може бути вибрано так, щоб знаходитися між верхньою і нижньою межами, причому верхня межа визначена функцією 0,2 * (r1/ r 2)  2,4 , а нижня межа визначена функцією 0,03 * (r1/ r 2)  123 . C / X2 може бути вибрано так, щоб знаходитися між , верхньою і нижньою межами, причому верхня межа визначена функцією 0,9 * (r1/ r 2)  136 , а , нижня межа визначена функцією 0,27 * (r1/ r 2)  0,95 . Короткий опис креслень Фіг. 1 показує вигляд в аксонометрії теплообмінника відповідно до винаходу. Фіг. 2 показує вигляд зверху пластинчастого теплообмінника відповідно до винаходу. Фіг. 3 показує пластину для теплообмінника. Фіг. 4 показує вигляд пакета пластин збоку. Фіг. 5 і 6 показують чотирикутні ділянки однієї пластини. Фіг. 7-9 показують розрахунки для трьох різних відношень r1/ r2 . Фіг. 10-12 показують розрахунки для значень окружності/ X1 і окружності/ X2 . Фіг. 13 показує верхню і нижню межі значень r1/ a , де: А: нижня межа r1/ a ; В: верхня межа r1/ a ; С: максимальна міцність; D: лінія (нижня межа r1/ a ); Е: лінія (верхня межа r1/ a ); F: лінія (максимальна міцність). Фіг. 14 показує верхню і нижню межі значень окружності/ a , де: А: нижня межа окружності/ a ; В: верхня межа окружності/ a ; С: максимальна міцність окружності/ a ; D: лінія (нижня межа окружності/ a ); Е: лінія (верхня межа окружності/ a ); F: лінія (максимальна міцність окружності/ a ). Фіг. 15-20 показують, відповідно, значення окружності/ X1 і окружності/ X2 для різних діапазонів міцності, при цьому на фіг. 15: А: нижня межа окружності/ X1; В: верхня межа окружності/ X1; С: максимальна міцність окружності/ X1; D: лінія (нижня межа окружності/ X1); Е: лінія (верхня межа окружності/ X1); F: лінія (максимальна міцність окружності/ X1); на фіг. 16: А: нижня межа окружності/ X2 , В: верхня межа окружності/ X2 ; С: максимальна міцність окружності/ X2 ; D: лінія (нижня межа окружності/ X2 ); Е: лінія (верхня межа окружності/ X2 ); 3 UA 115474 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 F: лінія (максимальна міцність окружності/ X2 ); на фіг. 17: А: нижня межа окружності/ X1: В: верхня межа окружності/ X1; С: максимальна міцність окружності/ X1; D: лінія (нижня межа окружності/ X1); Е: лінія (верхня межа окружності/ X1); F: лінія (максимальна міцність окружності/ X1); на фіг. 18: А: нижня межа окружності/ X2 ; В: верхня межа окружності/ X2 ; С: максимальна міцність окружності/ X2 ; D: лінія (нижня межа окружності/ X2 ); Е: лінія (верхня межа окружності/ X2 ); F: лінія (максимальна міцність окружності/ X2 ); на фіг. 19: А: нижня межа окружності/ X1; В: верхня межа окружності/ X1; С: максимальна міцність окружності/ X1; D: лінія (нижня межа окружності/ X1); Е: лінія (верхня межа окружності/ X1); F: лінія (максимальна міцність окружності/ X1); на фіг. 20: А: нижня межа окружності/ X2 ; В: верхня межа окружності/ X2 : С: максимальна міцність окружності/ X2 ; D: лінія (нижня межа окружності/ X2 ): Е: лінія (верхня межа окружності/ X2 ); F: лінія (максимальна міцність окружності/ X2 ). Фіг. 21 показує таблицю з різними діапазонами міцності, при цьому всі вони є такими, що застосовуються відповідно до винаходу. Слід розуміти, що докладний опис і конкретні приклади, що відображають варіанти здійснення винаходу, наведені тільки як ілюстрація, при цьому спеціалістам в даній галузі техніки з докладного опису можуть бути очевидні різні зміни і модифікації в межах суті і об'єму правової охорони даного винаходу. Фіг. 1 показує пластинчастий теплообмінник 1, що містить множину пластин 2, які складено у напрямку складання, що показаний стрілкою 3. Теплообмінні пластини складені верхніми частинами навпроти нижніх частин. Фіг. 2 показує теплообмінник у вигляді зверху. Пластина теплообмінника має чотири кутових отвори 4, 5, 6, 7 для приєднання до з'єднань для текучого середовища так, що два отвори 4, 7 під'єднують перше джерело текучого середовища на верхній стороні пластини за допомогою вхідного отвору і вихідного отвору, при цьому загальний напрямок потоку від вхідного отвору до вихідного отвору показано суцільною стрілкою. Друге джерело з'єднано з двома отворами 6, 5, що розташовані на нижній стороні пластини. Загальний напрямок потоку від вхідного отвору до вихідного отвору показано пунктирною стрілкою. Даний потік є зустрічно-перехресним потоком. Крім того, зустрічний потік є опціональним при з'єднанні отворів 4+6 і 7+5. Конструкція із поглиблень з верхніми і нижніми частинами поглиблень показана білими і чорними овальними мітками 9, 10. Поглиблення проходять в протилежних напрямках. Пластини можуть бути виконані, наприклад, з плоскої пластини, яку деформовано штампуванням для утворення поглиблень, що проходять в протилежних напрямках відносно центральної площини вихідної плоскої пластини. Фіг. 3 показує одну пластину. Уявна площина, відзначена номером позиції 11, показує центральну площину, що утворена кожною з пластин. Пластина утворює перший набір поглиблень 12 і другий набір поглиблень 13. Перший і другий набори поглиблень проходять від уявної центральної площини в протилежних від центральної площини напрямках. Пластини і, відповідно, поглиблення можуть бути виконані пресуванням тонкої пластини з металу, наприклад з нержавіючої сталі, алюмінію, міді, латуні або цинку, або пластику з одержанням заданої форми, наприклад, у штампі. Пластини також можуть бути виконані формуванням, наприклад формуванням під тиском з пластику в прес-формі або в штампі. 4 UA 115474 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Фіг. 3 показує вигляд збоку, при цьому поглиблення можуть мати верхні поверхні будь-якої форми, наприклад еліптичної форми відповідно з ілюстративним варіантом здійснення даного винаходу. Можливе використання інших форм, наприклад, форми з великою еліптичністю, прямокутної форми і т. д., за умови, що вони мають добре визначену протяжність у першому напрямку і добре визначену протяжність у другому напрямку, що перпендикулярний першому напрямку. Фіг. 4 показує 4 пластини 14, 15, 16, 17, ілюструючи розміщення верхніх частин 18 поглиблень навпроти нижніх частин 19 поглиблень верхньої сусідньої пластини і, таким чином, з'єднання нижніх частин 20 поглиблень з верхніми частинами 21 нижньої сусідньої пластини. Фіг. 4 також показує розташування бічних стінок приблизно під 45°, див. позначення кута. Таким чином, верхні і нижні поглиблення розташовані по можливості ближче один до одного. Це призводить до більшої кількості поглиблень і до більшої міцності. Кут в 45° обмежується, наприклад, максимальним видовженням матеріалу з нержавіючої сталі. З практичних причин, наприклад, внаслідок допустимих відхилень від стандарту штампувального інструмента часто використовують менший кут. Стінки виконані рівними за рахунок вільного переміщення матеріалу без гострих країв і плоских секцій пластини, за винятком секцій, що наявні на верхніх і нижніх частинах поглиблень, тобто в місці контакту суміжних пластин. Будь-яка така додаткова плоска секція може створювати слабкі секції і може призводити до різниці тисків між текучими середовищами в першому і другому трактах з деформацією пластини, тобто потенційно можуть виникати виступи і розтріскування пластин на краях. У з'єднаних верхніх і нижніх частинах відсутній градієнт тиску, так як на протилежних сторонах з'єднань проходять однакові текучі середовища з однаковими тисками. Конструкція, що показана на фіг. 4, забезпечує можливість зменшити товщину пластини.Відсутність країв і плоских секцій між верхніми і нижніми частинами поглиблень забезпечує напрям тисків в стінки поглиблень з їх поглинанням по суті без виникнення пластичної деформації. Крім того, всі з'єднання мають збільшені контактні площі порівняно з конструкціями, що виконані за ялинковим типом, відповідно, сили тиску розподіляються по більшій площі. Однак один недолік даного рішення полягає в тому, що відносно великі контактні площі зменшують тепловий розподіл від одного тракту до іншого тракту. Даний недолік усувається за рахунок підвищеної конвективної передачі тепла при даній втраті тиску і можливості зменшувати товщину пластини, що знову сприяє збільшеній передачі тепла. В пластинчастому теплообміннику, що показаний на фіг. 4, кожна з пластин типу, що показаний на фіг. 3, розташована так, що поглиблення першого набору поглиблень утворюють першу контактну поверхню, яка розташована навпроти контактних поверхонь суміжної пластини, а поглиблення другого набору поглиблень утворюють другу контактну поверхню, що розташована навпроти контактної поверхні суміжної пластини. Фіг. 5а показує чотирикутну ділянку однієї пластини. Чотирикутна ділянка, яка зазначена білою лінією 22, зображує площу під тиском, яка повинна бути виконана за допомогою поглиблень з 4-х четвертин. У даній ділянці контактні поверхні поглиблень першого набору поглиблень складаються з 4-х четвертин площі контактної площі, яка утворена одним єдиним поглибленням, тобто загальною площею одного повного поглиблення, але поділена на чотири рівні великі секції контактної поверхні. Контактні поверхні суміжних пластин як правило з'єднані адгезивним способом або зварюванням, або пластини можуть бути просто притиснуті один до одного, наприклад, рамкою, що проходить по краю пластин і т. д. Фіг. 5b показує матричну структуру всередині чотирикутної ділянки, яка позначена лінією 23. На фіг. 6 показані відстані X1 і X2 між центрами поглиблень у суміжних рядах і між центрами поглиблень в суміжних стовпцях. Зачорнені поглиблення проходять вгору, а позначені білим кольором поглиблення проходять вниз у протилежному напрямку. Фіг. 6 додатково показує параметр ' a ', що є відстанню між краями двох сусідніх поглиблень (сусідні поглиблення є, відповідно, верхньою частиною поглиблення і нижньою частиною поглиблення) в першому або другому напрямку. Параметри ' r1 ' і ' r 2 ' є протяжністю верхньої/нижньої поверхонь від центру до краю, видимого, відповідно, в першому і другому напрямках. У наведеному прикладі з еліптичними верхньою/нижньою поверхнями дане відповідає двом радіусам, першому і другому радіусу, що відповідають найбільшій і найменшій довжині, відповідно. У більшості варіантів здійснення дані параметри визначають перший і другий напрямок. Значення параметра ' a ' може бути різним для відстані між рядками і стовпцями поглиблень. Лінії, що з'єднують чотири зачорнених еліпса, утворюють прямокутник або ромб, якщо відношення r1/ r2 є відмінним від 1. Площу даного прямокутника можна розглядати як 5 UA 115474 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 'теплопередавальну комірку', при цьому дана теплопередавальна комірка містить тоді верхню частину поглиблення і такі, що складаються з чотирьох четвертин нижньої частини поглиблень, що не сприяють передачі тепла. За умови, що як форма для розрахунку максимального тиску, який може витримати дана секція, прийняті верхні/нижні площі з еліптичною формою, розрахунки виконуються за наступними формулами. Площа еліпса: A  r1r2 , окружність еліпса за формулою Рамануджана у першому наближенні: C   3(r1  r2 )  (r1  3r2 )(3r1  r2 ) ,   міцність за окружністю: s  tC , де t - товщина пластини, C - окружність поглиблення і  - міцність матеріалу пластини. Площа під тиском для однієї комірки: A p  2X1X2  r1r2 . При цьому максимальний тиск, який може витримувати комірка, приймає вигляд: міцність s . Pmax   площа під тиском A p Для конкретного випадку, коли величина a має однакове значення для орієнтації рядів і стовпців: X1  2r1  a i X2  2r2  a . На фіг. 7-9 дані розрахунки показані для трьох різних відношень r1/ r2 ( r1/ r 2  1 2 і 3 ) в , залежності від величини r1/ a , і як можна побачити всі вони мають максимальне значення при конкретних значеннях r1/ a . Однак не завжди є необхідним виконувати конструювання згідно з максимальними значеннями. Допустимий діапазон навколо максимуму встановлений для діапазону r1/ a , що знаходиться в межах 90 % - 100 % максимального значення, причому кожен дає верхню і нижню межу r1/ a і r2 / a . На фіг. 10-12 показано подібну залежність, але в даному випадку одержанудля величини окружності/ X1. При наявності достатньої відстані, що необхідна для витримування впливу сил, на остаточну конструкцію також впливають інші аспекти, наприклад ефективність теплопередачі пластин, що обмежує збільшення площ верхньої/нижньої поверхонь поглиблень. Тому наступним етапом є визначення допустимого діапазону навколо максимуму, який встановлений для діапазону r1/ a , що знаходиться в межах 90-100 % максимального значення, причому кожен дає верхню і нижню межу r1/ a і r2 / a . На фіг. 13 показано верхню і нижню межу значень r1/ a і, крім того, не явним чином, r2 / a , а також геометрію для максимальної міцності конструкцій з різними r1/ r2 . На фіг. 14 показано те ж саме, але для залежності відношення окружності/ a від r1/ r2 . На фіг. 15-20 показано значення, відповідно, відношення окружності/ X1 і окружності/ X2 для різних діапазонів міцності. Кожну з даних залежностей потім апроксимують прямою Y  A(r1/ r 2)  B , так що верхня гранична лінія визначається як У в ерх  А в ерх(r1/ r 2)  Вв ерх , а нижня гранична лінія визначається як Унижн  Анижн (r1/ r 2)  Внижн . Потім конструюють пластини теплообмінника з поглибленнями, що розраховані так, що вони підпадають під межі У в ерх і У нижн . 45 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 50 1. Пластинчастий теплообмінник, що містить множину пластин, що складені у напрямку складання, причому кожна з них утворює перший набір поглиблень і другий набір поглиблень в протилежних напрямках, при цьому кожне поглиблення першого набору поглиблень утворює першу контактну поверхню, що розташована навпроти контактної поверхні суміжної пластини, і кожне поглиблення другого набору поглиблень утворює другу контактну поверхню, що розташована навпроти контактної поверхні суміжної пластини, причому поглиблення 6 UA 115474 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 розташовані у вигляді матричної структури з відстанню Х1 між центрами поглиблень у суміжних рядах і з відстанню Х2 між центрами поглиблень в суміжних стовпцях, при цьому поглиблення мають окружність С і С/Х1 знаходиться в діапазоні від 1,03 до 2,3, причому кожне поглиблення утворює відстань r1 від його центру до краю його контактної поверхні в найкоротшому напрямку до центру поглиблення в суміжному ряді і кожне поглиблення утворює відстань r2 від його центру до краю його контактної поверхні в найкоротшому напрямку до центру поглиблення в суміжному стовпці, причому відношення r1/r2 є відмінним від 1, при цьому С/X1 вибрано так, щоб знаходитися між верхньою і нижньою межами, причому верхня межа визначена функцією -0,2*(r1/r2)+2,4, а нижня межа визначена функцією -0,03*(r1/r2)+1,23. 2. Пластинчастий теплообмінник за п. 1, який відрізняється тим, що С/X2 вибрано так, щоб знаходитися між верхньою і нижньою межами, причому верхня межа визначена функцією 0,9*(r1/r2)+1,36, а нижня межа визначена функцією 0,27*(r1/r2)+0,95. 3. Пластинчастий теплообмінник за будь-яким з пп. 1-2, який відрізняється тим, що кожна контактна поверхня першого набору контактних поверхонь утворює щонайменше першу і другу перпендикулярні осі симетрії. 4. Пластинчастий теплообмінник за п. 3, який відрізняється тим, що перша і друга перпендикулярні осі симетрії мають різну довжину. 5. Пластинчастий теплообмінник за п. 4, який відрізняється тим, що довжина першої осі не більше ніж у 4 рази більше довжини другої осі. 6. Пластинчастий теплообмінник за будь-яким з пп. 1-2, 4, 5, який відрізняється тим, що контактні поверхні першого набору контактних поверхонь розташовані навпроти контактних поверхонь другого набору контактних поверхонь суміжної пластини. 7. Пластинчастий теплообмінник за будь-яким з пп. 1-2, 4, 5, який відрізняється тим, що пластини є ідентичними. 8. Пластинчастий теплообмінник за будь-яким з пп. 1-2, 4, 5, який відрізняється тим, що С/Х2 знаходиться в діапазоні від 1,1 до 4,32. 9. Пластинчастий теплообмінник за будь-яким з пп. 1-2, 4, 5, який відрізняється тим, що поглиблення мають окружність С, причому С/Х1 знаходиться в діапазоні від 1,1 до 2,27. 10. Пластинчастий теплообмінник за будь-яким з пп. 1-2, 4, 5, який відрізняється тим, що С/Х2 знаходиться в діапазоні від 1,2 до 4,0. 11. Пластина для пластинчастого теплообмінника, що утворює перший набір поглиблень і другий набір поглиблень в протилежних напрямках, причому кожне поглиблення першого набору поглиблень утворює першу контактну поверхню, що розташована навпроти контактної поверхні суміжної пластини, а кожне поглиблення другого набору поглиблень утворює другу контактну поверхню, що розташована навпроти контактної поверхні суміжної пластини, при цьому поглиблення розташовані у вигляді матричної структури з відстанню Х1 між центрами поглиблень у суміжних рядах і відстанню Х2 між центрами поглиблень в суміжних стовпцях, причому поглиблення мають окружність С і С/Х1 знаходиться в діапазоні від 1,03 до 2,3, причому кожне поглиблення утворює відстань r1 від його центру до краю його контактної поверхні в найкоротшому напрямку до центру поглиблення в суміжному ряді і кожне поглиблення утворює відстань r2 від його центру до краю його контактної поверхні в найкоротшому напрямку до центру поглиблення в суміжному стовпці, причому відношення r1/r2 є відмінним від 1, при цьому С/X1 вибрано так, щоб знаходитися між верхньою і нижньою межею, причому верхня межа визначена функцією -0,2*(r1/r2)+2,4, а нижня межа визначена функцією -0,03*(r1/r2)+1,23. 12. Пластина за п. 11, яка відрізняється тим, що поглиблення мають окружність С, причому С/Х1 знаходиться в діапазоні від 1,1 до 2,27. 13. Пластина за п. 11 або 12, яка відрізняється тим, що С/Х2 знаходиться в діапазоні від 1,1 до 4,32. 14. Пластина за п. 11 або 12, яка відрізняється тим, що С/Х2 знаходиться в діапазоні від 1,2 до 4,0. 15. Пластина за п. 11 або 12, яка відрізняється тим, що кожне поглиблення утворює відстань r1 від його центру до краю його контактної поверхні в найкоротшому напрямку до центру поглиблення в суміжному ряді і кожне поглиблення утворює відстань r2 від його центру до краю його контактної поверхні в найкоротшому напрямку до центру поглиблення в суміжному стовпці, при цьому С/X2 вибрано так, щоб знаходитися між верхньою і нижньою межами, причому верхня межа визначена функцією 0,9*(r1/r2)+1,36, а нижня межа визначена функцією 0,27*(r1/r2)+0,95. 7 UA 115474 C2 5 10 15 16. Спосіб конструювання пластинчастого теплообмінника, що містить множину пластин, кожна з яких утворює перший набір поглиблень і другий набір поглиблень в протилежних напрямках, причому кожне поглиблення першого набору поглиблень утворює першу контактну поверхню, що розташована навпроти контактної поверхні суміжної пластини і кожне поглиблення другого набору поглиблень утворює другу контактну поверхню, що розташована навпроти контактної поверхні суміжної пластини, яка відрізняється тим, що поглиблення розташовують у вигляді матричної структури з відстанню Х1 між центрами поглиблень у суміжних рядах і відстанню Х2 між центрами поглиблень в суміжних стовпцях, при цьому поглиблення мають окружність С і С/Х1 знаходиться в діапазоні від 1,03 до 2,27, причому кожне поглиблення утворює відстань r1 від його центру до краю його контактної поверхні в найкоротшому напрямку до центру поглиблення в суміжному ряді і кожне поглиблення утворює відстань r2 від його центру до краю його контактної поверхні в найкоротшому напрямку до центру поглиблення в суміжному стовпці, причому відношення r1/r2 є відмінним від 1, при цьому С/X1 вибрано так, щоб знаходитися між верхньою і нижньою межами, причому верхня межа визначена функцією -0,2*(r1/r2)+2,4, а нижня межа визначена функцією -0,03*(r1/r2)+1,23. 17. Спосіб за п. 16, який відрізняється тим, що С/Х2 знаходиться в діапазоні від 1,1 до 4,32. 8 UA 115474 C2 9 UA 115474 C2 10 UA 115474 C2 11 UA 115474 C2 12 UA 115474 C2 13 UA 115474 C2 14 UA 115474 C2 15 UA 115474 C2 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 16