[發明專利]一種集成式微通道換熱器

無效

• 申請號: 201210170802.8
• 申請日: 2012-05-29
• 公開（公告）號: CN102706187A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 石景禎;王凱建
• 申請（專利權）人: 浙江微智源能源技術有限公司;杭州沈氏換熱器有限公司
• 主分類號: F28D9/00
• 分類號: F28D9/00;F28F3/04
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 穆瑞丹

技術領域

本發明涉及兩種流體之間以熱交換為目的的換熱部件；特別涉及一種可以作為水和制冷工質之間進行熱能的傳遞的集成式微通道換熱器。

背景技術

目前的換熱器領域里，微通道換熱器由于體積、重量相對較小，能夠滿足緊湊式換熱器的要求，是當今換熱器研究開發的新方向。

現有的用于熱泵系統的微通道換熱器，幾乎都是用扁平鋁管型材加上制冷工質和工作流體的進出口來實現，其僅限于制冷工質和空氣之間的熱交換用的岔流型換熱器。例如，中國專利文件CN102095285A公開的一種微通道換熱器即為上述岔流型換熱器。由于換熱扁平管為鋁管型材，型材的尺寸為定值。對于微通道的水力學直徑選擇有限制，很難選到結構優化設計以后的鋁管型材。還有，目前受生產鋁管型材技術的限制，微通道之間的壁厚不能做到傳熱要求的尺寸（要求壁厚很薄），這樣，使用扁平管為鋁管型材設計的微通道換熱器就不能成為微通道換熱器技術的發展方向。

隨著微加工技術的提高，通過平板印刷術、化學或光電蝕刻、鉆石切削以及線切割等方式加工的金屬微通道換熱器成為了本領域新的技術發展方向。例如，中國專利文獻CN101509736A以及CN201973962U中公開的微通道換熱器即屬于這種換熱器。但是，由于加工及成型工藝的限制，這種換熱器存在熱交換壁厚厚、裝配不便、出入口的連接方式單一等缺點。其中,?CN101509736A公開的微通道換熱器由制冷工質通道層、隔板層、工作流體層三層組成換熱單元疊置而成，其需要加工三種不同形狀的流體通道層再通過原子擴散的方式結合為整體，裝配方式復雜，加工成本較高。CN201973962U公開的微通道換熱器中制冷工質通道與工作流體通道成型于疊置結合連接的金屬板之間，相鄰金屬板至少一個側面上交替成型有制冷工質凹槽以及工作流體凹槽，金屬板疊置結合連接后，制冷工質凹槽以及工作流體凹槽分別形成制冷工質通道與工作流體通道。由于多層金屬板通過原子擴散的方式結合連接，為了保證換熱器整體的連接強度，金屬板的結合面的寬度不能低于0.4mm，這就導致換熱器的熱交換的壁厚較厚，換熱能力不能滿足需求。

為解決上述問題，美國專利文件?US7334631B2公開了一種微通道換熱器，該換熱器的微通道結構交替地成型于多層疊置的換熱板之間；其只要通過加工兩種不同結構的換熱板既可以疊置起來形成換熱器。但是，該換熱器的換熱板上成型有多個規則排列的流線型翅片；翅片之間形成微通道；與直通道的換熱器相比，這種換熱器強制對流傳熱系數增加，壓力損失減小，但是這樣的結構由于缺少催生冷凝或蒸發相變的微細結構，傳熱性能還有待于提高，流體流動的阻力有待進一步減小。

發明內容

為此，本發明所要解決的技術問題在于現有換熱器的微通道結構設計不合理導致流體流動的阻力較大、換熱能力較差的問題，進而提供一種強制對流傳熱系數高并且流動阻力小的集成式微通道換熱器。

為解決上述技術問題，本發明公開一種集成式微通道換熱器，包括多層疊置的換熱板，所述換熱板上成型有多個翅片單元，所述翅片單元沿垂直于流體流動的方向上均勻排列成翅片單元組，若干所述翅片單元組沿流體流動方向間隔一段距離交錯排列；上游側的所述翅片單元的后端設置于下游側的相鄰兩個所述翅片單元的中間位置；所述翅片單元由至少兩段翅片構成，相鄰所述翅片之前間隔一段距離；相鄰所述翅片單元之間以及相鄰所述翅片之間的流體通道形成所述微通道；垂直于所述換熱板板面方向上交替設置有工作流體微通道和制冷工質微通道實現換熱，其中所述換熱微通道流體流動的上游設置有分流段以及連通流體流入管道的入口；所述換熱微通道流體流動的下游設置有匯流段以及連通流體流出管道的出口；多層所述工作流體微通道的所述入口以及所述出口各自連通設置；多層所述制冷工質微通道的所述入口以及所述出口各自連通設置。

上述集成式微通道換熱器中，所述換熱板的一側成型有所述翅片；所述換熱板的翅片側與相鄰層的換熱板的平面側結合形成所述微通道。

????上述集成式微通道換熱器中，所述換熱板的一側成型有所述翅片；相鄰所述換熱板的所述翅片側相互結合形成所述微通道。

????上述集成式微通道換熱器中，所述換熱板的兩側分別成型有所述翅片；其中一側的翅片之間形成所述工作流體微通道，另一側的翅片之間形成所述制冷工質微通道。

上述集成式微通道換熱器中，所述翅片單元的外輪廓為直線形或者曲線形，所述翅片單元與流體流動方向之間的夾角45?≤α≤55??。