[实用新型]一种温度控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及流体热交换换热技术领域，特别是一种温度控制装置。

背景技术

在航空航天、数据中心、生物医疗器械和精密仪器等行业领域中，温度控制直接与安全生产、提高生产效率、保证产品质量和节约能源等经济技术指标息息相关。不仅如此，在日常生活中我们也处处离不开温度控制，比如供暖、制冷、热水供应等。目前，用于温度控制的方式有蒸汽压缩式、半导体冷却式和高压气体膨胀式等，由于蒸汽压缩式采用潜热换热，热流密度大、效率高且检测控制方便，因此被广泛地应用在工程实际中。

现有的蒸汽压缩式换热系统通常由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器等换热组件成，通过管道将它们连接成一个密闭系统，其工作原理是：制冷剂液体在蒸发器内以低温与被冷却对象发生热交换，吸收被冷却对象的热量并气化，产生的低压蒸汽被压缩机吸入，经压缩后以高压排出；压缩机排出的高压气态制冷剂进入冷凝器被常温的冷却水或空气冷却进而凝结成高压液体；高压液体流经膨胀阀时被节流，变成低压低温的气液两相混合物进入蒸发器；气液两相混合物中的液态制冷剂在蒸发器中蒸发制冷，产生的低压蒸汽再次被压缩机吸入，如此周而复始循环。由此可见，蒸汽压缩式换热系统的换热能力与制冷剂的流量和压缩机的增压比直接相关，因此若要提高换热能力，要么加大制冷剂流量，要么提高压缩机的增压比，但是加大制冷剂流量通常就要加大管道的直径，提高压缩机的增压比则需要选择体积较大、功率较高的压缩机，这两种方法都会增加换热系统的整体尺寸。然而，当前人们更趋向于结构紧凑的小型温度控制装置，因此换热能力高的小型化温度控制装置成为新的研究方向。

由于微通道换热器体积小、重量轻且紧凑度高，非常适合用于小型化温度控制装置，因此为了在较小尺寸内实现较大的换热能力，温度控制装置大多使用微通道换热器。现有的微通道换热器，几乎都是用扁平铝管型材加上制冷工质和工作流体的进出口来实现，其仅限于制冷工质和空气之间的热交换用的岔流型换热器。例如，中国专利文件CN102095285A公开的一种微通道换热器即为上述岔流型换热器。由于换热扁平管为铝管型材，型材的尺寸为定值。对于微通道的水力学直径选择有限制，很难选到适合于热设计优化以后的铝管型材。还有，目前受生产铝管型材技术的限制，微通道之间的壁厚不能做到传热要求的尺寸（要求壁厚很薄），这样，使用扁平管为铝管型材设计的微通道换热器就不能成为微通道换热器技术的发展方向。随着微加工技术的提高，通过平板印刷术、化学或光电蚀刻、钻石切削以及线切割等方式加工的金属微通道结构成为本领域新的技术发展方向。例如，中国专利文献CN101509736A以及CN201973962U中公开的微通道换热器即属于这种换热器。然而，目前的微通道换热器，不论是铝扁平管或紧凑型水与制冷工质微通道换热器，内部通道的形式基本为方形或圆形横截面的直通道。虽然这种换热器的微细通道可强化换热，但是同时带来了流体压力损失的增大，而且这种微通道结构也未考虑扰动对强化换热的影响。

为解决上述问题，日本专利文件 JP2006170549A公开了一种微通道结构，所述微通道结构成型于多层叠置的换热板之间；所述换热板上成型有多个规则排列的流线型翅片；翅片之间形成微通道。与直通道相比，这样的微通道能使强制对流传热系数增加，流体的压力损失减小，但是这样的结构由于缺少催生冷凝或蒸发相变的微细结构，传热性能还有待于提高，流体流动的阻力有待进一步减小，而这些都直接导致了温度控制装置的传热效率较低且尺寸较大的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于现有技术中的温度控制装置传热效率较低，而提供了一种传热效率较高的温度控制装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种温度控制装置，包括用于实现流体换热的换热组件，所述换热组件之间通过流体管路密闭连通为闭合回路；

所述换热组件包括第一换热器和第二换热器；所述第一换热器和所述第二换热器分别设置在需要进行温度控制的使用侧和为所述温度控制装置提供热源/冷源的环境换热侧；

所述第一换热器和/或所述第二换热器为微通道换热器，所述微通道换热器的微通道结构形成于多层叠置的换热板之间，所述换热板上成型有多个翅片单元，所述翅片单元沿垂直于流体流动的方向上均匀排列成翅片单元组，若干所述翅片单元组沿流体流动方向间隔一段距离交错排列；上游侧的所述翅片单元的后端设置于下游侧的相邻两个所述翅片单元的中间位置；所述翅片单元由至少两段翅片构成，相邻所述翅片之前间隔一段距离；相邻所述翅片单元之间以及相邻所述翅片之间的流体通道形成所述微通道。