[发明专利]微通道热交换器

说明书

微通道热交换器，包括：至少一个高温热交换板和至少一个低温热交换板以交替顺序堆叠，其中高温流体的入口和高温流体的出口布置为使高温流体通过每个所述高温热交换板，并且低温流体的入口和低温流体的出口布置为使低温流体通过每个所述低温热交换板，其中高温热交换板包括高温微通道，并且低温热交换板包括低温微通道，其中所述通道具有沿流体流动方向延伸的长度，并且每个所述通道的侧壁具有以每个所述通道的中心线为对称轴线的对称波纹形型式，其中高温热交换板和低温热交换板以高温微通道和低温微通道对准的模式布置。

技术领域

化学工程涉及微通道热交换器。

背景技术

到目前为止，已有关于微通道热交换器发展的报道。与普通尺寸的通道相比，微通道提供比普通热交换器(例如，壳管式热交换器和板框式热交换器)更高的传热性能。这是因为微通道中的流动可以更快地将热量从通道壁传递到流体中，其中每个通道中的流体具有相似的流动横截面温度，在相同体积下微通道的传热表面积高于普通尺寸的通道，并且通道中的压降与普通热交换器相比相对较低。然而，微通道有一些缺点，导致应用的限制。例如，由于通道狭窄，很容易堵塞，特别是在工业规模制造中的可能性。

已知的是，热交换器通道的特征对热交换器的热交换性能是重要的，而且通道的特征是表明通道的制造可能性和布置的参数。因此，一直在不断尝试开发通道的特征，以提高热交换器的性能并克服前述的限制。

US20040031592公开了包括用于三个或更多个流体流的热交换的微通道的热交换器，其中所述通道的壁是平的，并且布置有翅片以增加传热表面积。然而，所述翅片的安装增加了热交换器内部的结垢率。因此，这迅速降低了热交换性能并增加了热交换器的压降。此外，当使用高压流体时，所述设计可能存在问题，从而导致限制。

US4516632公开了微通道热交换器，其包括以交替顺序堆叠的开槽热交换板和无开槽热交换板，其中开槽热交换板以交替顺序彼此成90度放置以形成具有不同温度的流体的交叉流动配置。然而，所述流动配置没有带来高的热交换性能。

EP1875959公开了使用包括以交替顺序堆叠的微通道热交换板的热交换器装置来制备乳剂的过程，其中所述通道设计成类似蛇形。这在所述通道中提供了两种流动模式：逆流方向流动和并流方向流动。然而，所述通道设计导致污染物容易堵塞并且比从通道的一侧到另一侧的唯一流动方向路径更难清洁。

US8858159公开了燃气涡轮发动机，其包括供低温空气流过的冷却通道以减少燃气涡轮发动机中叶片的热量，其中所述冷却通道配备有迂曲的肋，并且在每对肋之间设有基座，以提高热交换性能。然而，每对肋之间的所述基座的特征可能会增加热交换器的压降，这在应用于压力高度不同的流体或具有高粘度的流体之间的热传递时是限制。

US20100314088公开了包括以交替顺序堆叠的由微通道组成的板的热交换器，其中所述板被设计成弯曲的并且所述微通道被设置为非对称波纹形型式，从而沿流体流动方向提供平行通道。通道的直部分和弯曲部分的总长度设置为恒定。然而，该专利并未公开所述波纹形通道的诸如宽度尺寸、曲线半径等的合适的方面。

TH1601007738公开了用于对具有不同温度的流体进行热交换的热交换器，其包括以交替顺序堆叠的：至少一个平的热交换板；至少一个高温热交换板；和至少一个低温热交换板。每个通道的侧壁具有对称的波纹形型式，其中对称轴线为每个通道的中心线。这提高了热交换性能。然而，仍有局限性：热交换性能不够高，垂直于流动方向的通道布置不合适。这些限制使得该发明在工业规模制造的可能性变得困难。

基于上述所有原因，本发明旨在提供下述微通道热交换器：该微通道热交换器具有高热交换性能、减少与用于压力高度不同的流体的热交换器相关的问题并且易于本发明在工业规模上的制造。

发明内容

本发明旨在提供下述微通道热交换器：该微通道热交换器具有高热交换性能、减少与用于压力高度不同的流体的热交换器相关的问题，并且易于本发明在工业规模上的制造。