[发明专利]一种微通道换热器

说明书

本发明公开了一种微通道换热器，包括多个板片，板片上设置了镂空的有的汇流区、分流区、通道区，多个板片重叠实现了冷热流体流动的合理组织，使其各行其道，形成逆流，有利于强化换热，利用多个板片组合堆叠，能够以很短的生产流程一次完成微通道换热器的加工制造，提高生产效率，降低生产成本。

技术领域

本发明涉及扩散焊接技术领域，特别涉及一种微通道换热器。

背景技术

热交换器一直是能源动力系统中起到能量转换作用的关键设备。高效能源动力系统的构建离不开耐受温度压力高、换热效率高、紧凑度高的换热器。随着航空航天、石油化工、动力发电等领域的进一步发展，各种系统运行的温度压力条件越来越高，对换热器的温度压力承受范围提出更高的要求，比如，加氢机用换热器，热冷两侧绝对压差可达70MPa；又如，超临界二氧化碳布雷顿循环中回热器的热侧流体温度压力为500℃、8MPa，冷侧约为100℃、20MPa。

印刷电路板换热器(PCHE)，目前是一种最为高效紧凑的新型热交换器。主要换热元件为金属板片，板片通过蚀刻方法加工有微通道，板片间通过扩散焊接组成单元模块；然后，通过将多个模块焊接到一块形成冷热流体通道，板片两侧分别通入冷热两种流体；最后，将芯体、集箱、接管等部件进行组焊装配，形成新型高效紧凑型焊接式微通道热交换器。PCHE核心元件为热交换板片，其结构特点为：流道截面形状一般为半圆形，截面当量直径一般≤4mm，流道经蚀刻或精密加工而成。PCHE芯体结构特点为：由冷热换热板片交替排列，经真空扩散焊接而成的整体金属块。PCHE的优点是：1.传热效率98％以上，最小温差1℃；2.承压可以达到90MPa以上、耐温范围-196～800℃；3.紧凑度高达1500m²/m³以上；4.焊缝强度十分接近母材，具有极高安全性和稳定性。

PCHE生产过程不环保，且综合制造成本较高，不利于大规模推广应用。本发明提供一种环保、低成本规模化制造微通道换热器的方法，所得产品的性能经商业用户实际测试与PCHE相差无几。

目前以PCHE为代表的微通道换热器的加工工艺流程过于复杂，制造成本过高，不利于推广应用。它的主要技术缺陷在于：

PCHE板片主要采用刻蚀工艺，有大量金属原料溶解到刻蚀液形成危废，不仅不能利用还需要花成本去处理，且容易受到环保政策的限制，生产成本比较高且难以保障工期；对于钛合金等难以刻蚀的金属，少量可以考虑用机加解决，大量就束手无策。

PCHE芯体焊接完成后还需要焊接集箱，多个集箱通常都要锻造、机加、焊接，对焊工资质和技能有较高的要求，材料、刀具、工时等成本都比较高，并且集箱容积可能达到压力容器的标准而受国家相关部门按特种设备进行监管，那就必须要有相应的质保文件。

PCHE中冷热流体通常都是错流形式的，也有能够实现部分逆流的，只有很少数可以实现完全的逆流换热。错流的流道布局，造成外形不规整，包装尺寸大，增加物流成本；占用安装空间大，影响整体美观。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷，提供了一种微通道换热器，解决了现有技术中存在的缺陷。

为了实现以上发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种微通道换热器，包括：板片A1、板片B2、板片C3、板片D4、顶板30和底板31，板片A1、板片B2、板片C3和板片D4均为厚度为0.3-1.5mm的长方形镜面金属板材。

所述板片A1表面由左至由排列以此为：汇流区A10、分流区A11、通道区A12、分流区B13、汇流区B14，分流区A11与分流区B13位置对称，汇流区A10与汇流区B14位置对称。