CN110715571B - 一种印刷电路板熔盐换热器芯体 - Google Patents
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Abstract
一种印刷电路板熔盐换热器芯体及使用方法，包括从上至下布置的若干传热介质通道和若干熔盐通道，传热介质通道和熔盐通道的最上端与最下端分别设置有盖板，所述的熔盐通道上贴近布置有加热通道，所述的加热通道中插入加热带。本发明将加热装置安装在换热器内部，更加贴近熔盐一侧，可以改善传热效果，同时加快加热速度。具有可耐传热并且换热系数高，体积小的特点。
Description
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熔盐换热器芯体及使用方法。
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熔盐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。
另一方面，目前太阳能等新能源需要大量的储能及与储能材料之间的换热设备，在电站调峰、谷电利用、新能源供电热利用等方面也需要大量的储能及与储能材料之间的换热设备。目前最成熟的也是最常用的储能方法是熔盐储能，利用太阳能或者其它能源将熔盐加热，储存高温熔盐，待需要时再通过换热将热能取出。常用的熔盐储热及换热方法是将熔盐储存在熔盐罐中，通过熔盐泵驱动液态熔盐，使其在管壳式换热器的壳层流动，与管侧的传热介质换热。存在的问题是整个过程必须保证熔盐处于高温液态，一旦熔盐凝固将造成不可逆转的破坏性损失，因此需要对熔盐流过的所用设备(阀门、接头等)以及管道进行伴热，并严格监控温度。但目前的做法是将伴热带缠绕在设备或管道外部，热量从外部传导到内部需要耗费较长时间，加热量也比较大。
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熔盐换热器芯体及使用方法，该换热芯体的传热介质通道采用PCHE技术加工，可耐传热并且换热系数高，体积小；在熔盐流动通道中间增加加热通道，在加热通道中安装加热带，用于改善传热效果，同时加快加热速度。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种印刷电路板熔盐换热器芯体，包括从上至下布置的若干传热介质通道1和若干熔盐通道2，传热介质通道1和熔盐通道2的最上端与最下端分别设置有盖板5，所述的熔盐通道2上贴近布置有加热通道3，所述的加热通道3中插入加热带4。
所述的传热介质通道1和熔盐通道2上均为金属板面上蚀刻的微通道。
所述的传热介质通道1、熔盐通道2和加热通道3之间采用真空扩散焊工艺焊接加工完成。
所述的一层传热介质通道1对应至少一层熔盐通道2或所述的一层熔盐通道2对应至少一层传热介质通道1。
所述的多层熔盐通道2对应一层传热介质通道1时将加热通道3布置与多层熔盐通道2的中间，加热通道3为较宽的直通道，
所述的传热介质通道1的通道形状和尺寸可以与熔盐通道2不同，但两者的肋截面形状相同。
所述的加热通道3上设置有中间肋。
所述的传热介质通道1和熔盐通道2为直通道、Z字型、S型或机翼型。
一种印刷电路板熔盐换热器使用方法，在熔盐灌入换热器之前先给加热带4通电预热换热器，保证每一层熔盐通道2都被加热，当换热器本体达到熔盐预热要求后通入熔盐；在使用过程中，当熔盐温度低于温度下限值时，加热带4通电加热，保证每一层熔盐通道2温度维持在温度下限值之上，保证所用熔盐通道2畅通，熔盐不凝结在使用过程中，当加热带老化损坏时，可断电并从加热通道中抽出更换。
本发明的有益效果：
(1)增强了熔盐的传热性能：本发明中一层传热介质通道对应若干层熔盐通道，熔盐通道之间的金属板层就是强化传热效果十分明显的肋片，这些微型肋片将熔盐分割在小通道内，因此每个小通道的传热都比较均匀，不会出现贴近壁面的地方传热好，远离壁面的地方传热差的情况。
(2)强化了加热效果：本发明的加热通道及加热带处于熔盐通道中间，并且每隔若干层就可以布置适量的加热带，这样可以最大限度的保证加热效果，并且避免了热力全部从外部向中心传导，加热速度快。
附图说明
图1为本发明的芯体结构示意图。
图2为传热介质通道结构示意图。
图3为熔盐通道结构示意图。
图4为加热通道结构示意图。
图5为熔盐和传热介质流动方向示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示：一种印刷电路板熔盐换热器芯体，所述芯体由若干传热介质通道1、若干熔盐通道2、若干加热通道3、若干加热带4、上下盖板组成。所述传热介质通道1、熔盐介质通道2，加热通道3先采用蚀刻技术在板片上刻出相应通道，然后再采用真空扩散焊工艺焊接加工完成。采用这种组合加工完成的换热器，在熔盐需要加热时，避免了所有热量都必须从外部表面向中心传导，可以更好地对其进行加热，加热速度快。这种熔盐换热器工作时，传热介质从传热介质通道1的一端流向另一端，熔盐则从熔盐通道2的一侧流向另一侧，两者在换热器的中心部分为逆流。加热通道3在熔盐通道2中间布置。
将加热装置安装在换热器内部，更加贴近熔盐一侧，可以改善传热效果，同时加快加热速度。
如图2图3所示：所述的传热介质通道1和熔盐通道2上均为在金属板面上蚀刻的微通道，蚀刻可以加工出尺寸很小的通道，并且不破坏板面光洁度。所述的传热介质通道1的通道形状和尺寸可以与熔盐通道2不同，但两者的肋截面形状大体相同，以保证焊接质量。
所述的传热介质通道1和熔盐通道2为直通道、Z字型、S型或机翼型，具体形式可根据换热要求确定。
如图4所示：所述的加热通道3上设置有中间肋，以保证焊接质量。
如图5所示，图5中只表示了高温熔盐加热传热介质时的流动方向，当需要高温传热介质加热熔盐时，两者在其通道中的流动方向都相反即可。
Claims (6)
1.一种印刷电路板熔盐换热器芯体，其特征在于，包括从上至下布置的若干传热介质通道（1）和若干熔盐通道（2），传热介质通道（1）和熔盐通道（2）的最上端与最下端分别设置有盖板（5），所述的熔盐通道（2）上贴近布置有加热通道（3），所述的加热通道（3）中插入加热带（4）；
所述的传热介质通道（1）和熔盐通道（2）均为金属板面上蚀刻的微通道；
所述的传热介质通道（1）、熔盐通道（2）和加热通道（3）之间采用真空扩散焊工艺焊接加工完成。
2.根据权利要求1所述的一种印刷电路板熔盐换热器芯体，其特征在于，一层所述的传热介质通道（1）对应至少一层熔盐通道（2）或一层所述的熔盐通道（2）对应至少一层传热介质通道（1）。
3.根据权利要求2所述的一种印刷电路板熔盐换热器芯体，其特征在于，多层所述的熔盐通道（2）对应一层传热介质通道（1）时将加热通道（3）布置于多层熔盐通道（2）的中间，加热通道（3）为直通道。
4.根据权利要求1所述的一种印刷电路板熔盐换热器芯体，其特征在于，所述的传热介质通道（1）的通道形状和尺寸与熔盐通道（2）不同，但两者的肋截面形状相同。
5.根据权利要求1所述的一种印刷电路板熔盐换热器芯体，其特征在于，所述的加热通道（3）上设置有中间肋。
6.根据权利要求1所述的一种印刷电路板熔盐换热器芯体，其特征在于，所述的传热介质通道（1）和熔盐通道（2）为直通道、Z字型、S型或机翼型。
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