CN110686550A - 一种印刷电路板换热器紧凑式均匀过度接口及其制备工艺 - Google Patents

一种印刷电路板换热器紧凑式均匀过度接口及其制备工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN110686550A
CN110686550A CN201911126497.0A CN201911126497A CN110686550A CN 110686550 A CN110686550 A CN 110686550A CN 201911126497 A CN201911126497 A CN 201911126497A CN 110686550 A CN110686550 A CN 110686550A
Authority
CN
China
Prior art keywords
outlet
plate
heat exchanger
inlet
cold
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911126497.0A
Other languages
English (en)
Inventor
高炜
李红智
杨玉
张磊
吴帅帅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd filed Critical Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd
Priority to CN201911126497.0A priority Critical patent/CN110686550A/zh
Publication of CN110686550A publication Critical patent/CN110686550A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/04—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates
    • F28F9/16—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling
    • F28F9/18—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling by welding
    • F28F9/182—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling by welding the heat-exchange conduits having ends with a particular shape, e.g. deformed; the heat-exchange conduits or end plates having supplementary joining means, e.g. abutments

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

本发明公开了一种印刷电路板换热器紧凑式均匀过度接口及其制备工艺，所述芯体由若干传热介质通道、若干冷介质通道、上下盖板组成。所述印刷电路板换热，冷侧和热侧板片的进出口处根据板片在换热器整体的上下位置不同可能不同，接近换热器整体进出口接管圆心的位置处板片进出口的开口最大，其他位置随着接管位置宽度递减而递减，超出接管以外的板片横向出口封死，只能通过纵向开口与其他板片流体汇合后进入进出口，换热器的冷介质侧和热介质侧进出口整体过度为近似圆形，避免了附加焊接体型较大的封头，节省了空间。

Description

一种印刷电路板换热器紧凑式均匀过度接口及其制备工艺
技术领域
本发明涉及换热装置技术领域，特别涉及一种印刷电路板换热器紧凑式均匀过度接口及其制备工艺。
背景技术
印刷电路板式换热器(printed circuit heat exchanger,PCHE)属于微通道板式换热器范畴。PCHE具有结构紧凑、耐高温、耐传热、安全可靠等优点，在制冷空调、石油天然气、核工业、化工工业、电力工业等领域应用广泛。
换热芯体是PCHE的核心部件，从外形结构来看它具有多孔芯体的结构特点。芯体中的微型孔道为传热介质提供了流动通道，而芯体中的基体材料(一般为金属板材)则起到了在传热介质和储热介质之间传递热量的作用。PCHE芯体的主要加工工艺为：首先利用(光)化学蚀刻技术在金属薄板上加工出所需的微型孔道，之后利用扩散焊技术将多层含有微通道的金属板片连接形成整块芯体。通过扩散焊技术加工的微通道换热器强度很大，焊缝强度跟本体强度相当，因此通过扩散焊技术加工的换热器可以承受传热。
但PCHE换热器往往都应用于高压场合，其进出口管道和封头的壁厚都非常厚，这样往往都需要一个体积很大的进出口封头，如图1，封头将所有微通道进出口包裹在其内，封头上再焊接进出口管道。这样往往造成换热器本体很小，但封头和进出口管道却很大，这样大大降低了PCHE换热器体积小的优势。
若可以减小进出口封头体积，同时尽量不增加流体阻力，则可以大大增强PCHE换热器的优势。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明的目的在于提供一种印刷电路板换热器紧凑式均匀过度接口及其制备工艺，该PCHE换热器板片上的流道通过金属蚀刻加工，板片上的进出口通过蚀刻和切割共同加工，每个板片上的进出口通道形状可能不同，组合成换热器整体后，换热器整体进出口大体呈圆形，圆形包裹在进出口管道内径之内。这样的PCHE换热器与传统的PCHE换热器相比，封头也通过板片的扩散焊加工完成，无需附加体积更大的封头，缩小了体积，并且尽量保持了原流道流动方向。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种印刷电路板换热器紧凑式均匀过度接口，包括盖板3，所述的盖板3分为上盖板与下盖板，上盖板与下盖板之间设置有若干冷介质通道1和若干热介质通道2，冷热介质通道交替排布，将热量从热介质传递给冷介质，所述的冷介质通道1包括冷介质通道板片，所述的冷介质通道板片上设置有冷侧进口和冷侧出口，所述的热介质通道2上设置热介质通道板片，热介质通道板片上设置有热侧进口与热侧出口。
所述的冷侧出口和热侧出口过度为近似圆形，便于焊接进出口接管。
所述的冷介质通道1和热介质通道2交替布置，相邻的一对冷热介质通道板片进出口形状相同。
所述的冷侧和热侧板片的进出口处根据板片在换热器整体的上下位置不同而不同，接近换热器整体进出口接管圆心的位置处板片进出口的开口最大，其他位置随着接管位置宽度递减而递减，超出接管以外的板片横向出口封死，只能通过纵向开口与其他板片流体汇合后进入进出口。
所述的换热器整体冷侧和热侧进出口接管内径根据管内流速确定，管内流速满足换热器阻力设计要求，进出口接管管道内径大致与冷侧或热侧流通截面积之和相当。
所述的冷介质通道1和热介质通道2形式可多样，为直通道、Z字型、S型或者机翼型。
一种印刷电路板换热器紧凑式均匀过度接口制备工艺，在加工冷热侧换热通道板片时，首先在光洁板片上通过切割出每个板片的进出口通道，板片宽度大于实际换热器宽度，所有板片的进出口都被包裹在边缘之内，以保证板片强度；其次采用金属刻蚀技术在板片表面刻蚀出相应流到；再次将刻蚀好的板片按照顺序叠加好后通过扩散焊技术焊接为整体；最后切割掉板片边缘，露出换热器进出口通道。
本发明的有益效果：
传统PCHE换热器板片进出口不做缩减，进出口宽度与中心流道宽度相同，因此换热器整体进出口都是长方形，板片叠加越厚，换热器整体进出口越长，封头也越长。本发明每个板片的进出口都有过度，组合成一个换热器整体后，换热器的冷介质侧和热介质侧进出口整体过度为近似圆形，在流通截面积保持一致的前提下，使封头体积最小，并且直接过度为圆形，避免了通过切割多个圆形管道组合焊接成一个长方形进出口的封头。
本发明封头也通过板片的扩散焊加工完成，无需附加体积更大的封头，缩小了体积。尽量保持原流道流动方向，减小阻力。
附图说明
图1为传统PCHE换热器结构示意图。
图2为紧凑式均匀过度接口PCHE换热器芯体组成示意图
图3为紧凑式均匀过度接口PCHE换热器芯体整体示意图。
图4为紧凑式均匀过度接口PCHE换热器整体流动示意图。
图5为高温侧板片示意图。
图6为低温侧板片示意图。
图7为超出接管管径内径部分的板片示意图。
图8为板片内部结构及流道示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
传统PCHE换热器板片进出口不做缩减，进出口宽度与中心流道宽度相同，因此换热器整体进出口都是长方形，板片叠加越厚，换热器整体进出口越长，封头也越长，如图1。
如图2-8所示：一种印刷电路板换热器紧凑式均匀过度接口，由若干冷介质通道1、若干热介质通道2、上下盖板3组成，如图2，所述印刷电路板换热器的冷介质侧和热介质侧进出口过度为近似圆形，如图3，便于焊接进出口接管，如图4；所冷热介质通道交替布置，相邻的一对冷热介质通道板片进出口形状相同，冷侧和热侧板片的进出口处根据板片在换热器整体的上下位置不同可能不同，接近换热器整体进出口接管圆心的位置处板片进出口的开口最大，其他位置随着接管位置宽度递减而递减，超出接管以外的板片横向出口封死，只能通过纵向开口与其他板片流体汇合后进入进出口，如图8；
换热器整体冷侧和热侧进出口接管内径根据管内流速确定，管内流速满足换热器阻力设计要求，进出口接管管道内径大致与冷侧或热侧流通截面积之和相当；
例如，接管中心位于换热器中心板片位置，则中心板片的开口最大，如图8中中心板片，以及图5、图6所示，板片越靠近换热器边缘，则开口越小，如图8中边缘板片所示。
在加工冷热侧换热通道板片时，首先在光洁板片上通过切割出每个板片的进出口通道，板片宽度大于实际换热器宽度，所有板片的进出口都被包裹在边缘之内，以保证板片强度，如图7；其次采用金属刻蚀技术在板片表面刻蚀出相应流道；再次将刻蚀好的板片按照顺序叠加好后通过扩散焊技术焊接为整体；最后切割掉板片边缘，露出换热器进出口通道，单个板片如图5和图6。

Claims (7)

1.一种印刷电路板换热器紧凑式均匀过度接口，其特征在于，包括盖板(3)，所述的盖板(3)分为上盖板与下盖板，上盖板与下盖板之间设置有若干冷介质通道(1)和若干热介质通道(2)，冷热介质通道交替排布，将热量从热介质传递给冷介质，所述的冷介质通道(1)包括冷介质通道板片，所述的冷介质通道板片上设置有冷侧进口和冷侧出口，所述的热介质通道(2)上设置热介质通道板片，热介质通道板片上设置有热侧进口与热侧出口。
2.根据权利要求1所述的一种印刷电路板换热器紧凑式均匀过度接口，其特征在于，所述的冷侧出口和热侧出口过度为近似圆形，便于焊接进出口接管。
3.根据权利要求1所述的一种印刷电路板换热器紧凑式均匀过度接口，其特征在于，所述的冷介质通道(1)和热介质通道(2)交替布置，相邻的一对冷热介质通道板片进出口形状相同。
4.根据权利要求1所述的一种印刷电路板换热器紧凑式均匀过度接口，其特征在于，所述的冷侧和热侧板片的进出口处根据板片在换热器整体的上下位置不同而不同，接近换热器整体进出口接管圆心的位置处板片进出口的开口最大，其他位置随着接管位置宽度递减而递减，超出接管以外的板片横向出口封死，只能通过纵向开口与其他板片流体汇合后进入进出口。
5.根据权利要求1所述的一种印刷电路板换热器紧凑式均匀过度接口，其特征在于，所述的换热器整体冷侧和热侧进出口接管内径根据管内流速确定，管内流速满足换热器阻力设计要求，进出口接管管道内径大致与冷侧或热侧流通截面积之和相当。
6.根据权利要求1所述的一种印刷电路板换热器紧凑式均匀过度接口，其特征在于，所述的冷介质通道(1)和热介质通道(2)形式可多样，为直通道、Z字型、S型或者机翼型。
7.一种印刷电路板换热器紧凑式均匀过度接口制备工艺，其特征在于，在加工冷热侧换热通道板片时，首先在光洁板片上通过切割出每个板片的进出口通道，板片宽度大于实际换热器宽度，所有板片的进出口都被包裹在边缘之内，以保证板片强度；其次采用金属刻蚀技术在板片表面刻蚀出相应流到；再次将刻蚀好的板片按照顺序叠加好后通过扩散焊技术焊接为整体；最后切割掉板片边缘，露出换热器进出口通道。
CN201911126497.0A 2019-11-18 2019-11-18 一种印刷电路板换热器紧凑式均匀过度接口及其制备工艺 Pending CN110686550A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911126497.0A CN110686550A (zh) 2019-11-18 2019-11-18 一种印刷电路板换热器紧凑式均匀过度接口及其制备工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911126497.0A CN110686550A (zh) 2019-11-18 2019-11-18 一种印刷电路板换热器紧凑式均匀过度接口及其制备工艺

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110686550A true CN110686550A (zh) 2020-01-14

Family

ID=69117424

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911126497.0A Pending CN110686550A (zh) 2019-11-18 2019-11-18 一种印刷电路板换热器紧凑式均匀过度接口及其制备工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110686550A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111928689A (zh) * 2020-07-23 2020-11-13 武汉第二船舶设计研究所(中国船舶重工集团公司第七一九研究所) 一种具有消声功能的印刷电路板式换热器
CN114111417A (zh) * 2021-11-25 2022-03-01 岭东核电有限公司 印刷电路板换热器及换热系统

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101184972A (zh) * 2005-04-01 2008-05-21 达纳加拿大公司 堆叠管式热交换器
CN102721304A (zh) * 2012-07-13 2012-10-10 甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司 一种全串联板壳式热交换器
CN103727706A (zh) * 2013-12-26 2014-04-16 武汉微冷科技有限公司 带干燥过滤和节流功能的集成微型换热器组件
CN104833245A (zh) * 2015-05-21 2015-08-12 上海利策科技股份有限公司 多流程微孔换热器
CN105043144A (zh) * 2015-06-12 2015-11-11 西安交通大学 一种双侧蚀刻高温高压印刷电路板换热器
CN106403692A (zh) * 2016-09-30 2017-02-15 无锡小天鹅股份有限公司 换热器和具有其的干衣机
CN207600263U (zh) * 2017-12-07 2018-07-10 辰一(上海)石油天然气工程技术有限公司 一种换热器
CN109163586A (zh) * 2018-08-08 2019-01-08 武汉理工大学 一种螺旋流道印刷电路板换热器
CN209623442U (zh) * 2018-12-29 2019-11-12 中国船舶重工集团公司第七一八研究所 一种集成式双通道印刷电路板式氢气加注机预冷换热器
CN212158292U (zh) * 2019-11-18 2020-12-15 西安热工研究院有限公司 一种印刷电路板换热器紧凑式均匀过度接口

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101184972A (zh) * 2005-04-01 2008-05-21 达纳加拿大公司 堆叠管式热交换器
CN102721304A (zh) * 2012-07-13 2012-10-10 甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司 一种全串联板壳式热交换器
CN103727706A (zh) * 2013-12-26 2014-04-16 武汉微冷科技有限公司 带干燥过滤和节流功能的集成微型换热器组件
CN104833245A (zh) * 2015-05-21 2015-08-12 上海利策科技股份有限公司 多流程微孔换热器
CN105043144A (zh) * 2015-06-12 2015-11-11 西安交通大学 一种双侧蚀刻高温高压印刷电路板换热器
CN106403692A (zh) * 2016-09-30 2017-02-15 无锡小天鹅股份有限公司 换热器和具有其的干衣机
CN207600263U (zh) * 2017-12-07 2018-07-10 辰一(上海)石油天然气工程技术有限公司 一种换热器
CN109163586A (zh) * 2018-08-08 2019-01-08 武汉理工大学 一种螺旋流道印刷电路板换热器
CN209623442U (zh) * 2018-12-29 2019-11-12 中国船舶重工集团公司第七一八研究所 一种集成式双通道印刷电路板式氢气加注机预冷换热器
CN212158292U (zh) * 2019-11-18 2020-12-15 西安热工研究院有限公司 一种印刷电路板换热器紧凑式均匀过度接口

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111928689A (zh) * 2020-07-23 2020-11-13 武汉第二船舶设计研究所(中国船舶重工集团公司第七一九研究所) 一种具有消声功能的印刷电路板式换热器
CN111928689B (zh) * 2020-07-23 2021-12-03 武汉第二船舶设计研究所(中国船舶重工集团公司第七一九研究所) 一种具有消声功能的印刷电路板式换热器
CN114111417A (zh) * 2021-11-25 2022-03-01 岭东核电有限公司 印刷电路板换热器及换热系统
CN114111417B (zh) * 2021-11-25 2024-04-26 岭东核电有限公司 印刷电路板换热器及换热系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102494547A (zh) 微型微通道板翅式换热器
CN104896977A (zh) 一体化一次表面微通道紧凑式换热器
CN112097552A (zh) 一种复合式的紧凑型换热器芯体
CN212378555U (zh) 一种基于3d打印技术的新型微通道紧凑换热器
CN110686550A (zh) 一种印刷电路板换热器紧凑式均匀过度接口及其制备工艺
CN1844827A (zh) 无封条不锈钢板翅式换热器
CN111721151A (zh) 一种正弦形通道结构印刷电路板式换热器芯体
CN115979028A (zh) 一种高效紧凑式扩散焊接换热器芯体
CN104864751A (zh) 一种带三角波纹流道的微通道板式换热器
CN107131778A (zh) 层叠式螺盘换热器
CN212158292U (zh) 一种印刷电路板换热器紧凑式均匀过度接口
CN109323607B (zh) 一种蜂窝型超紧凑板式热交换器
CN214065815U (zh) 一种堆叠式换热器
CN212482206U (zh) 一种具有组合换热板片的扩散焊紧凑式换热器
CN113701531B (zh) 一种立式钛合金微通道内螺旋管板式换热器
CN110701929A (zh) 一种印刷电路板空冷换热器芯体
CN212721041U (zh) 一种正弦形通道结构印刷电路板式换热器芯体
CN212378565U (zh) 一种多流体纯逆流板壳式换热器
CN201621983U (zh) 一种板式换热器
CN210625426U (zh) 一种包含组合流道的新型印刷电路板式换热器芯体
CN210892816U (zh) 一种印刷电路板空冷换热器芯体
CN207147280U (zh) 层叠式螺盘换热器
CN201488585U (zh) 一种高压铝制板翅式换热器
CN112146485A (zh) 一种复合导流结构印刷电路板换热器
CN216954157U (zh) 一种铝制钎焊板式换热器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination