[發(fā)明專利]一種圓形結(jié)構(gòu)的水冷板式換熱器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911352802.8
• 申請(qǐng)日: 2019-12-25
• 公開（公告）號(hào): CN111336843B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王宏標(biāo);崔崢;劉昱;邵衛(wèi);蔡偉;趙夷非;段曉輝;張瀛瀚;陳帆;余道廣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): F28D9/00
• 分類號(hào): F28D9/00;F28F9/22;F28F13/06;F28F27/02
• 代理公司: 青島仟航知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 37289
• 代理人: 趙艷紅

本發(fā)明提供了一種圓形結(jié)構(gòu)的水冷板式換熱器，包括基板和蓋板，第一擋板、第二擋板、第三擋板是以基板中心點(diǎn)為圓心的圓弧結(jié)構(gòu)；第一擋板包括圓形方向上等間距分布的多塊，相鄰的第一擋板之間設(shè)置間隔；第二擋板包括圓形方向上等間距分布的多塊，相鄰的第二擋板之間設(shè)置間隔；第三擋板包括圓形方向上等間距分布的多塊，相鄰的第三擋板之間設(shè)置間隔；第二擋板和第三擋板之間設(shè)置多個(gè)圓柱形肋片；第一擋板和第二擋板之間設(shè)置多個(gè)圓柱形肋片；第三擋板外部設(shè)置多個(gè)圓柱形肋片。本發(fā)明采用圓形結(jié)構(gòu)，能夠滿足圓形結(jié)構(gòu)的換熱需要。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是對(duì)在先申請(qǐng)的進(jìn)一步改進(jìn)，涉及換熱器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種導(dǎo)流結(jié)構(gòu)與柱肋相結(jié)合的智能控制的圓形結(jié)構(gòu)板式換熱器。

背景技術(shù)

平板式換熱器是目前各類換熱器中換熱效率最高的一種換熱器，它具有占用空間小，安裝拆卸方便的優(yōu)點(diǎn)。其由沖壓成形的凹凸不銹鋼板組成，兩相鄰板片之間的凹凸紋路成180度相對(duì)組合，因此板式熱交換器兩板片之間的凹凸脊線形成了交錯(cuò)的接觸點(diǎn)，將接觸點(diǎn)以真空焊接方式結(jié)合后，就形成了板式熱交換器的耐高壓交錯(cuò)流通結(jié)構(gòu)，這些交錯(cuò)的流通結(jié)構(gòu)使得板式熱交換器內(nèi)的冷熱流體產(chǎn)生強(qiáng)烈紊流而達(dá)到高換熱效果。

扁平管近些年被廣泛應(yīng)用于汽車空調(diào)單元以及住宅或商業(yè)空調(diào)換熱器。此種扁平管內(nèi)部設(shè)置多個(gè)小的通道，在使用時(shí)，換熱流體流過扁平管內(nèi)的多個(gè)通道。因?yàn)楸馄焦軗Q熱面積大，因此能夠大大提高換熱效果。

平板式換熱器被廣泛應(yīng)用于化工、石油、制冷、核能和動(dòng)力等工業(yè)，由于世界性的能源危機(jī)，為了降低能耗，工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)換熱器的需求量也越來越多，對(duì)換熱器的質(zhì)量要求也越來越高。近幾十年來，雖然緊湊式換熱器(板式、板翅式、壓焊板式換熱器等)、熱管式換熱器、直接接觸式換熱器等得到了迅速的發(fā)展，但由于管殼式換熱器具有高度的可靠性和廣泛的適應(yīng)性，其仍占據(jù)產(chǎn)量和用量的統(tǒng)治地位，據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，目前工業(yè)裝置中管殼式換熱器的用量仍占全部換熱器用量的70％左右。

平板式換熱器結(jié)垢后，采取常規(guī)的蒸汽清掃、反沖洗等方式對(duì)換熱器進(jìn)行清洗，生產(chǎn)實(shí)踐證明，效果不是很好。只能將換熱器的封頭拆卸下來，采用物理清理的方式，但采取該種方式進(jìn)行清洗，操作復(fù)雜、耗時(shí)長(zhǎng)，人力、物力投資較大，對(duì)連續(xù)化的工業(yè)生產(chǎn)帶來極大的困難。

浸沒式換熱器，是間壁式換熱器種類之一。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、安裝、清洗和維修方便，價(jià)格低廉，又特別適用于高壓流體的冷卻、冷凝，所以得到廣泛應(yīng)用。這種換熱器多以金屬管子繞成，或制成各種與容器相適應(yīng)的情況，并沉浸在容器內(nèi)的液體中。

研究和工程應(yīng)用都表明，浸沒式液冷和熱管都各自有著優(yōu)異的換熱性能。除此以外，相變材料由于其吸熱放熱過程溫度平穩(wěn)，可以使得整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到均溫的效果，因而在換熱領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

在間接液體冷卻方案中，采用水冷板換熱器進(jìn)行換熱。水冷板是一個(gè)內(nèi)有流道結(jié)構(gòu)的金屬換熱器件，通常由銅或鋁制成。將換熱流體與水冷板基板底面直接接觸，傳熱的熱量傳導(dǎo)至水冷板，然后水冷板與內(nèi)部的冷媒進(jìn)行對(duì)流換熱將熱量帶走。整個(gè)液冷系統(tǒng)利用泵為工質(zhì)的循環(huán)提供動(dòng)力，相對(duì)于風(fēng)冷系統(tǒng)，液冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加緊湊。而且所使用的冷媒多為與冷板材料兼容的去離子水、指定百分比的乙二醇—去離子水、納米流體等介質(zhì)，它們具有比空氣更高的比熱容和導(dǎo)熱系數(shù)，在散熱效果上優(yōu)于風(fēng)冷。此外，相比于風(fēng)冷系統(tǒng)，間接液冷系統(tǒng)噪音水平明顯降低。

近年來，為滿足換熱需求，已展開對(duì)間接液冷系統(tǒng)的研究，涉及冷板結(jié)構(gòu)、冷媒選取、管道布置等諸多方面，發(fā)現(xiàn)水冷板結(jié)構(gòu)對(duì)液冷系統(tǒng)換熱和功耗的影響尤為顯著。水冷板一般可分為基板、流道、蓋板三部分。蓋板及軟管接頭并無(wú)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，不同廠商有不同的結(jié)構(gòu)形式，基板和流道可按照設(shè)備和熱設(shè)計(jì)功耗進(jìn)行各種不同的配置，這也是影響水冷板散熱性能的主要因素。