[發(fā)明專利]一種對(duì)稱波紋結(jié)構(gòu)印刷電路板式換熱器芯體

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010480257.7
• 申請(qǐng)日: 2020-05-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111486719A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張磊;楊玉;吳帥帥;白文剛;高煒;張純;張一帆;李紅智;姚明宇;韓萬(wàn)龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號(hào): F28D1/03
• 分類號(hào): F28D1/03;F28F3/04
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 王晶

一種對(duì)稱波紋結(jié)構(gòu)印刷電路板式換熱器芯體，包括若干A型板片及若干B型板片，各A型板片上設(shè)置有A型波紋流道，各B型板片上設(shè)置有B型波紋流道。A型、B型波紋流道均由若干條波紋微通道并列組成。這些微通道左右兩側(cè)壁面形線為相互對(duì)稱的周期性波紋結(jié)構(gòu)。微通道左右兩側(cè)壁面的對(duì)稱波紋結(jié)構(gòu)強(qiáng)化了流體擾動(dòng)和對(duì)壁面的沖刷并誘發(fā)了二次流，使得該種結(jié)構(gòu)的印刷電路板式換熱器芯體具有防堵能力強(qiáng)、傳熱性能優(yōu)、傳熱面積密度大、維修工作量小的特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及換熱裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種對(duì)稱波紋結(jié)構(gòu)印刷電路板式換熱器芯體。

背景技術(shù)

印刷電路板式換熱器(printed circuit heat exchanger,PCHE)是一種微通道板式換熱器，PCHE具有結(jié)構(gòu)緊湊、耐高溫、耐高壓、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，在制冷空調(diào)、石油天然氣、核工業(yè)、化工工業(yè)、電力工業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。換熱芯體是PCHE的核心部件，既提供了高、低溫工質(zhì)的流動(dòng)通道，又提供了高、低溫工質(zhì)間的傳熱面積。PCHE芯體由蝕刻有大量細(xì)微流道的金屬板片層疊組合裝配后經(jīng)擴(kuò)散焊接而成。

目前技術(shù)成熟、應(yīng)用廣泛的PCHE芯體微通道結(jié)構(gòu)有一字形(直通道)和Z字形(折線形通道)兩種，其通道側(cè)壁均為平直表面結(jié)構(gòu)。其中一字形通道的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壓損較小，而Z字形通道的優(yōu)點(diǎn)是傳熱能力強(qiáng)。理論研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明2mm左右微通道直徑的PCHE設(shè)備綜合性能較優(yōu)，因此目前絕大多數(shù)PCHE產(chǎn)品均采用當(dāng)量直徑為1～2mm左右的一字形或Z字形微通道結(jié)構(gòu)。

兆瓦級(jí)PCHE設(shè)備中的微通道數(shù)量多達(dá)近十萬(wàn)條，對(duì)于如此龐大數(shù)量的細(xì)微通道，無(wú)論采用一字型或Z字形微通道結(jié)構(gòu)，微通道堵塞問(wèn)題都是無(wú)法避免又難以克服的一個(gè)技術(shù)難題。已投運(yùn)的PCHE設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)微通道局部堵塞的情況，如果不及時(shí)處理，堵塞問(wèn)題會(huì)迅速惡化，最終導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)行。目前國(guó)內(nèi)外處理PCHE芯體微通道內(nèi)堵塞最常采用且最為有效的技術(shù)是超高壓(～100MPa)水力噴射法。但該技術(shù)的設(shè)備、人力成本較高，會(huì)顯著提高PCHE設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用，經(jīng)濟(jì)性較差。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種對(duì)稱波紋結(jié)構(gòu)印刷電路板式換熱器芯體，該換熱器芯體具有防堵能力強(qiáng)、傳熱性能優(yōu)、傳熱面積密度大、維修工作量小的特點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種對(duì)稱波紋結(jié)構(gòu)印刷電路板式換熱器芯體，包括從上至下依次交替疊加布置的若干A型板片1及若干B型板片2，所述的A型板片1上表面蝕刻有A型波紋流道3，所述B型板片2上表面蝕刻有B型波紋流道4；所述A型波紋流道3中引入需要進(jìn)行熱交換的高溫工質(zhì)或低溫工質(zhì)，所述B型波紋流道4中引入需要進(jìn)行熱交換的低溫工質(zhì)或高溫工質(zhì)。所述A型波紋流道3由若干條對(duì)稱波紋微通道并列組成，所述B型波紋流道4由若干條對(duì)稱波紋微通道并列組成。

所述A型波紋流道3的微通道兩側(cè)壁面形線為相互對(duì)稱的弧形波、正弦波、三角波、梯形波中的任意一種。

所述B型波紋流道4的微通道兩側(cè)壁面形線為相互對(duì)稱的弧形波、正弦波、三角波、梯形波中的任意一種。

所述A型波紋流道3的微通道橫截面形狀為矩形；所述B型波紋流道4的微通道橫截面形狀為矩形。

所述A型波紋流道3和B型波紋流道4的流道方向可平行、垂直、或傾斜交錯(cuò)布置。

所述A型板片1之間可設(shè)置一塊或者多塊B型板片2。

所述B形板片2之間可設(shè)置一塊或者多塊A型板片1。

所述A型波紋流道3和B型波紋流道4均由5條對(duì)稱波紋側(cè)壁結(jié)構(gòu)微通道等間距并列組成，微通道長(zhǎng)度為100mm，微通道矩形橫截面寬度為2～4mm，微通道深度為1mm，微通道間距為16mm，微通道左右兩側(cè)壁面波紋形線為2mm振幅的半圓弧波，半圓弧波節(jié)距為4mm，左、右兩側(cè)壁面的波紋形線關(guān)于微通道中心縱剖面對(duì)稱。