[发明专利]一种流体散热用小体积石墨烯-铝复合间壁式热交换器及制备方式

说明书

本发明公开了一种流体散热用小体积石墨烯‑铝复合间壁式热交换器，其特征在于，包括固定外壳。本申请通过将石墨烯材料于传统铝制散热模块进行复合，形成特殊的石墨烯高效导热通道，从而大幅增加单个热交换单元的热交换效率，极大地提升了热交换器的总体热交换效率与热交换速度。在热交换过程中，热量通过石墨烯进行高效传输，不仅能实现热交换单元内部的高效传输，还能对同一行的复数热交换单元进行热量平均化传递，以达到总体散热效果的均衡。本专利的复合热交换器能够在极短的热交换行程(进行热交换的有效距离)和热交换时间(进行热交换的有效时间)内达到优异的热交换效果，完全满足现场的小体积、高效率热传递需求。

技术领域

本发明涉及热交换设备技术领域，尤其涉及一种流体散热用小体积石墨烯-铝复合间壁式热交换器及制备方式。

背景技术

热交换器能够在使用较小资源的情况下对目标流体进行高效的热量传递，如今广泛应用于现代化工业设备的流体热交换、家庭用户对进户空气的热交换以及航空航天领域的燃料等流体的热交换。目前应用最为广泛的换热器是“间壁式换热器”，它的尺寸相当进凑，而且原理比较简单。热交换器是由一层一层的平行的热交换单元组成的特殊结构。两种流体在热交换单元里交接，交换热量，但不会混合在一起。但随着现代工业的发展，对于热交换器的热交换效率要求也越来越大。目前传统的间壁式换热器存在热交换效率低的致命性的问题。而热交换效率在极大程度上取决于热交换单元的数量和热交换效率，单纯地提升热交换单元数量虽然能够提升热交换器的热交换效率，但同时也提升了热交换器的总体体积和质量，这并不满足于一些如航空等领域的小体积、低质量需求。为了满足现场的这些需求，现在迫切需求一种热交换效率高、占用空间小、同时重量较轻的高效新型热交换器。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决上述问题，而提出的一种流体散热用小体积石墨烯-铝复合间壁式热交换器及制备方式。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种流体散热用小体积石墨烯-铝复合间壁式热交换器，其特征在于，包括固定外壳，所述固定外壳的内壁均匀分布多层复合热交换板，相邻的两个复合热交换板之间均匀分布有多个支撑。

优选地，所述固定外壳和所述支撑条均由铝制材料制成。

优选地，所述复合热交换板包括第一铝板，所述第一铝板的上下两面均开设有第一凹槽，所述第一凹槽的内部嵌设有石墨烯膜，所述石墨烯膜的外侧设置有第二铝板。

一种流体散热用小体积石墨烯-铝复合间壁式热交换器制备方式，制备步骤如下：

第一步，取300mm*200mm*0.4mm的铝板，在上下表面开出300mm*198mm*0.1mm的槽位；

第二步，将尺寸为300mm*198mm*0.08mm的高性能散热膜嵌入步骤一开槽的铝板的上下表面中，用300mm*200mm*0.02mm的铝板进行封顶，初步空压成型；

第三步，将第二步中复合板进行真空热压，使封顶面将石墨烯封装在铝板内部，获得复合热交换板；

第四步，在第三步的复合板上焊接300mm*4mm*0.4mm的铝条，将版面分割成不同的通道单元；

第五步，在第四步的结构上焊接第三步的复合热交换板，再重复第四步；

第六步，重复第五步14次，在外部焊接一层d＝2mm的铝制外壳，获得16层的网络结构；

第七步，将第六步中网格结构中的奇数通道与导流管相连，组成冷却剂循环通道；

第八步，将第七步中网络结构的偶数通道与导入通道相连，组成待冷却液通道；

第九步，将待冷却液流入口接入设备的热液流出口，将冷却剂下口接循环冷却水入口，上口排除失效冷却剂，即将流体热交换器搭建完成。