[發(fā)明專利]一種耦合超薄均熱板的二氧化碳板式換熱器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210726325.2
• 申請日: 2022-06-24
• 公開（公告）號: CN115289880A
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 巫江虹;楊槐宇;薛湘錦
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: F28D9/00
• 分類號: F28D9/00;F28F3/04;F28F3/10;F28F13/18
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 黃奕東

本發(fā)明公開了一種耦合超薄均熱板的二氧化碳板式換熱器，涉及換熱器技術(shù)領(lǐng)域，包括換熱器殼體，端板設(shè)置有第一流體進(jìn)口管、第一流體出口管、第二流體進(jìn)口管、第二流體出口管；設(shè)置在底板和端板之間的若干個(gè)耦合均熱組件，其中，第一均熱板的流體進(jìn)口連通第一流體進(jìn)口管，第一均熱板的流體出口連通第一流體出口管，從而形成第一流體通道；第二均熱板的流體進(jìn)口連通第二流體進(jìn)口管，第二均熱板的流體出口連通第二流體出口管，從而形成第二流體通道；第一均熱板和第二均熱板疊合設(shè)置，以使第一流體通道的流體和第二流體通道的流體進(jìn)行間壁換熱，能夠增強(qiáng)換熱效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及換熱器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種耦合超薄均熱板的二氧化碳板式換熱器。

背景技術(shù)

在嚴(yán)峻的能源和環(huán)境保護(hù)問題下，世界各國正在大力倡導(dǎo)新能源汽車替代傳統(tǒng)燃油車。目前，全球新能源汽車?yán)塾?jì)銷量超過1100萬輛，其中純電動汽車是主要技術(shù)路線，占比超過80％。隨著電動汽車保有量持續(xù)增長以及推廣地區(qū)的不斷擴(kuò)大，整車熱管理技術(shù)受到行業(yè)的廣泛關(guān)注，為優(yōu)化整車能量效率，實(shí)現(xiàn)電動汽車全生命周期減排最小化，熱泵空調(diào)系統(tǒng)在電動汽車上逐漸得到應(yīng)用和推廣。CO₂具有良好的環(huán)保特性和熱力學(xué)特性(ODP＝0,GWP＝1)，CO₂有望成為未來汽車空調(diào)的主流制冷劑。

CO₂熱泵空調(diào)系統(tǒng)的主要部件包含壓縮機(jī)、氣冷器、節(jié)流裝置和蒸發(fā)器等。為了實(shí)現(xiàn)能量的梯級利用以及整車協(xié)同熱管理，電動汽車熱管理系統(tǒng)經(jīng)常將板式換熱器用作CO₂熱泵空調(diào)的蒸發(fā)端和冷凝端。其中，板式換熱器作為制冷劑與水的換熱部件，對整個(gè)熱泵空調(diào)系統(tǒng)的性能有著重要影響。板式換熱器用作氣冷器時(shí)，制冷劑側(cè)為二氧化碳?xì)怏w，換熱性能較低。同時(shí)，CO₂高壓側(cè)壓力高達(dá)12Mpa，對換熱器的承壓能力具有極高的要求。目前對電動汽車CO₂熱泵空調(diào)系統(tǒng)的研究較少，換熱器以套管式、管翅式為主。研究表明，CO₂的板式換熱器材質(zhì)以不銹鋼為主，為保證其承壓能力，需要增加其質(zhì)量，而不銹鋼的導(dǎo)熱能力遠(yuǎn)小于銅、鋁等金屬，這就導(dǎo)致需要增加其換熱面積。汽車對熱泵空調(diào)部件的質(zhì)量及體積具有嚴(yán)格要求，因此，如何設(shè)計(jì)一種強(qiáng)化換熱、結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量較低的二氧化碳板式換熱器是本發(fā)明要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種耦合超薄均熱板的二氧化碳板式換熱器，能夠增強(qiáng)換熱效果。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的耦合超薄均熱板的二氧化碳板式換熱器，包括換熱器殼體，所述換熱器殼體包括相對設(shè)置的底板和端板，所述端板設(shè)置有第一流體進(jìn)口管、第一流體出口管、第二流體進(jìn)口管、第二流體出口管；設(shè)置在所述底板和所述端板之間的若干個(gè)耦合均熱組件，所述耦合均熱組件包括第一均熱板和第二均熱板，所述第一均熱板和所述第二均熱板均包括波紋板片，所述波紋板片具有流體腔體，所述流體腔體設(shè)置有流體進(jìn)口和流體出口；其中，所述第一均熱板的流體進(jìn)口連通所述第一流體進(jìn)口管，所述第一均熱板的流體出口連通所述第一流體出口管，從而形成第一流體通道；所述第二均熱板的流體進(jìn)口連通所述第二流體進(jìn)口管，所述第二均熱板的流體出口連通所述第二流體出口管，從而形成第二流體通道；所述第一均熱板和所述第二均熱板疊合設(shè)置，以使所述第一流體通道的流體和所述第二流體通道的流體進(jìn)行間壁換熱。

在可選或優(yōu)選的實(shí)施例中，所述波紋板片上設(shè)置有密封片，從而限定出所述流體腔體，以供流體流通。

在可選或優(yōu)選的實(shí)施例中，所述流體腔體中，靠近所述流體進(jìn)口的位置以及靠近流體出口的位置均設(shè)置有導(dǎo)流波紋，以對所述流體腔體中的流體進(jìn)行導(dǎo)流。

在可選或優(yōu)選的實(shí)施例中，所述流體腔體中設(shè)置有位于所述波紋板片中部位置的第一波紋，以增強(qiáng)流體紊流，強(qiáng)化對流換熱。

在可選或優(yōu)選的實(shí)施例中，所述第一波紋為人字形波紋、直線形波紋、圓柱形波紋的其中一種。