扁管逆流式換熱器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】扁管逆流式換熱器，包括扁管、翅片，所述翅片的兩側(cè)裝有密封條，所述扁管與翅片交替平行布列，所述扁管的流道方向與扁管外側(cè)的翅片流道方向平行，形成逆流換熱。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間少，耐壓等級(jí)高，適用范圍廣，可用于二氧化碳做制冷劑的蒸發(fā)器與冷凝器，尤其可以形成大規(guī)模的換熱能力，適用中央空調(diào)的蒸發(fā)器與冷凝器，實(shí)現(xiàn)微通道里面走制冷劑，微通道外側(cè)走水的高效冷凝器與蒸發(fā)器，節(jié)能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】扁管逆流式換熱器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種扁管逆流式換熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]進(jìn)入21世紀(jì)，能源與環(huán)保問(wèn)題越來(lái)越突出，已經(jīng)成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸，尤其是霧霾天氣在我國(guó)許多大中城市頻發(fā)，不僅對(duì)平民百姓的身體健康造成危害，而且制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與壯大，如霧霾天氣過(guò)長(zhǎng)會(huì)影響到農(nóng)作物的光合作用，造成農(nóng)產(chǎn)品減產(chǎn)，已成為國(guó)計(jì)民生的重大問(wèn)題。開(kāi)發(fā)新能源，首先還得節(jié)能減排，節(jié)能減排的關(guān)鍵就是要對(duì)排放大戶和行列進(jìn)行技術(shù)改造，像熱電廠、建材生產(chǎn)企業(yè)、冶煉、汽車(chē)尾氣、空調(diào)采暖、石油化工等，它們都是能耗大戶，需用到換熱器，而人類(lèi)能源超過(guò)80%以上都需要進(jìn)行熱能轉(zhuǎn)換，而熱能轉(zhuǎn)換是需要換熱器的，所以說(shuō)換熱器是節(jié)能減排最為關(guān)鍵的設(shè)備，也是治理霧霾天氣不可或缺的設(shè)備。據(jù)專(zhuān)家研究，北方城市霧霾罪魁禍?zhǔn)资菬犭姀S廢氣排放、汽車(chē)尾氣、還有采暖等因素造成的，顯然這些行列及產(chǎn)品都是需要換熱器的。如汽車(chē)的水箱和中冷器都是換熱器，實(shí)驗(yàn)證明采用渦流增壓裝置并配備中冷器，渦輪增壓的發(fā)動(dòng)機(jī)比普通發(fā)動(dòng)機(jī)擁有更大的動(dòng)力，其中原因之一就是其換氣的效率比一般發(fā)動(dòng)機(jī)的自然進(jìn)氣更高，可以節(jié)約燃油3%左右。起著降溫作用的中冷器，如果效率不高就會(huì)造成進(jìn)氣溫度過(guò)高，從而使汽車(chē)排放NOx量會(huì)增多，而NOx氣體是造成霧霾天氣最主要原因。因此，研究開(kāi)發(fā)高效中冷器以減少汽車(chē)有害尾氣排放量是具有重要意義的，然而當(dāng)今中冷器還是采用錯(cuò)流方式，很難達(dá)到理想降溫效果。污染大戶熱電廠為了實(shí)現(xiàn)減能增效的目的，采用了超超臨界鍋爐技術(shù)來(lái)達(dá)到高效發(fā)電的目的，殊不知高溫燃燒技術(shù)固然可以提高發(fā)電量，但是高溫燃燒也會(huì)產(chǎn)生過(guò)多的NOx氣體，這種酸性膠溶性氣體不僅有害人體健康，也對(duì)農(nóng)作物有害，所以利弊相權(quán)等于零了。那么，我們是否可以另辟蹊徑來(lái)提高熱電廠的發(fā)電效率呢？那就是降低低溫?zé)嵩礈囟鹊霓k法來(lái)實(shí)現(xiàn)高效發(fā)電目的，采用現(xiàn)有的凝汽器技術(shù)哪怕多降低0.5°C都是非常困難的事情，因?yàn)楝F(xiàn)行凝汽器換熱方式采用錯(cuò)流的，無(wú)法實(shí)現(xiàn)端差最小化，還有熱電廠風(fēng)冷裝置依然如此。
[0003]再就是資源利用優(yōu)化問(wèn)題，采用什么樣材料替代現(xiàn)行常規(guī)材料，對(duì)節(jié)能減排具有深遠(yuǎn)意義。我國(guó)是全球最大的銅消費(fèi)國(guó)，而銅資源日趨緊張，銅價(jià)的再次飆升彰顯出材料行業(yè)革命的一個(gè)新命題，尤其是空調(diào)這樣耗銅大戶，同時(shí)也是對(duì)價(jià)格敏感度較高的產(chǎn)品，從資源儲(chǔ)藏上講我國(guó)是貧銅富鋁的國(guó)家，我們應(yīng)該大大發(fā)揮我國(guó)的鋁資源豐富的優(yōu)勢(shì)。
[0004]微通道換熱器并非是簡(jiǎn)單的鋁管代替銅管，而是采用微通道鋁扁管與翅片整體焊接而成的技術(shù)，是對(duì)傳統(tǒng)散熱器進(jìn)行更新?lián)Q代，是一種高效緊湊式熱交換器，與傳統(tǒng)換熱器相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)。
[0005]1、高效:風(fēng)阻小、換熱系數(shù)高、有效換熱面積大、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小。相同換熱量下體積減少35%以上、重量減輕25%以上，空氣側(cè)流阻平均降低20%以上。
[0006]2、低成本:重量輕、純鋁設(shè)計(jì)、緊湊體積小，大幅度降低系統(tǒng)成本。
[0007]3、高可靠性:焊接工藝結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、長(zhǎng)期運(yùn)行性能變化小。外部翅片采用焊接方式，翅片與鋁扁管之間熱阻有效降低，使換熱器效率及材料利用率大大提高。[0008]4、環(huán)保:容積小，平均降低制冷劑充注量30%，有效減少對(duì)環(huán)境的破壞；微通道設(shè)計(jì)耐壓更高，利于R410A應(yīng)用；全鋁設(shè)計(jì)，回收再利用更簡(jiǎn)單。
[0009]5、使用方便:外部接口簡(jiǎn)單、輔助管路簡(jiǎn)化。鑒于微通道換熱器的巨大優(yōu)越性，目前國(guó)外約克、開(kāi)利、LG、摩丁等空調(diào)企業(yè)已采用平行流冷凝器作為其產(chǎn)品的優(yōu)化方向，并已批量使用。微通道換熱器將給家用、商用等制冷行業(yè)帶來(lái)一場(chǎng)革命，更是為國(guó)家的節(jié)能減排戰(zhàn)略目標(biāo)得以早日實(shí)現(xiàn)的實(shí)際行動(dòng)，具有重大的社會(huì)效益，并將為用戶帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效
Λ Λ
frff- ο
[0010]間壁式換熱器根據(jù)傳熱面不同可分為管殼式換熱器、板式換熱器、套管式換熱器等。其中，板式換熱器換熱系數(shù)高，節(jié)能效果好，但它不耐壓，容易堵塞，只適宜液體與液體換熱，對(duì)于液體與氣體換熱優(yōu)勢(shì)不是很強(qiáng)，更難做到與空氣換熱，極大地限制了板式換熱器的應(yīng)用范圍。而管殼式換熱器雖然耐壓，但其換熱系數(shù)低，占地面積大，不節(jié)能。本人所申請(qǐng)的專(zhuān)利“一種純逆流的蜂窩板翅式換熱器及其組合體”(專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?201210029210.4)、“一種蜂窩板翅式換熱器及其組合體”(專(zhuān)利號(hào):ZL201220042482.3)及合伙人劉贊申請(qǐng)的專(zhuān)利“一種兩側(cè)或多側(cè)采用微通道或/和細(xì)通道的換熱器”(專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?201210076080.X)雖然均采用了微通道技術(shù)原理，但未采用扁管進(jìn)行組合，使扁管成為它們主要構(gòu)件，而且匯流與分流技術(shù)均采用半邊式并且要和換熱器本體一起才能組成匯流或分流總通道，而另一半則是半圓柱或半長(zhǎng)條柱所組成的渠道。劉贊申請(qǐng)的專(zhuān)利“一種兩側(cè)或多側(cè)采用微通道或/和細(xì)通道的換熱器”(專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?201210076080.X)雖然采用換熱器側(cè)面進(jìn)出的流體遵循“先進(jìn)者后出，后出者先進(jìn)”原則，但是在換熱器兩頭容積上卻沒(méi)有利用“先進(jìn)者后出，后出者先進(jìn)”原則，在很大程度上影響速度場(chǎng)的均勻一致性，從而影響換熱器整體換熱效率。雖然本人所申請(qǐng)的專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?01210029210.4及專(zhuān)利號(hào)為201220042482.3的樣品機(jī)經(jīng)過(guò)檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)，超過(guò)世界最先進(jìn)散熱器的換熱系數(shù)6倍以上(現(xiàn)行的散熱器一般是50w/t>m2左右，本人申請(qǐng)的“一種純逆流蜂窩板翅式換熱器及其組合體”散熱系數(shù)可達(dá)300w/°C>m2)，但該專(zhuān)利技術(shù)采用的只是細(xì)通道結(jié)構(gòu)形式，而無(wú)法實(shí)現(xiàn)微通道結(jié)構(gòu)形式，目前正在加緊推廣應(yīng)用中，用戶反應(yīng)非常良好，并得到行列專(zhuān)家首肯以及用戶高度評(píng)價(jià)。對(duì)于劉贊實(shí)用新型的“一種兩側(cè)或多側(cè)采用微通道或/和細(xì)通道的換熱器”(專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?201210076080.X)也做了細(xì)通道樣機(jī)，實(shí)驗(yàn)效果也不錯(cuò)，盡管如此，還是存在技術(shù)上缺陷，尤其是耐壓程度難以超過(guò)6MPa。此外，北京航空航天大學(xué)的袁衛(wèi)星、楊宇飛、廖冀兵、楊波四人所申請(qǐng)的“微型微通道板翅式換熱器”(專(zhuān)利號(hào):201110392271.2)，該換熱器應(yīng)用領(lǐng)域非常有限，工藝成型困難，它是采用刻蝕的辦法在金屬板片上刻出細(xì)小的槽來(lái)形成微通道結(jié)構(gòu)，并且只有一種流體在微通道流動(dòng)，且進(jìn)出口設(shè)在板片上，只適宜小規(guī)模換熱。
[0011]微通道換熱器在C02制冷方面的應(yīng)用
[0012]隨著我國(guó)汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，汽車(chē)空調(diào)逐漸普及并成為國(guó)產(chǎn)汽車(chē)的標(biāo)準(zhǔn)配件，市場(chǎng)空間巨大。2001-2008年我國(guó)汽車(chē)空調(diào)壓縮機(jī)產(chǎn)量與汽車(chē)產(chǎn)量增長(zhǎng)趨勢(shì)。
[0013]基于環(huán)保要求，環(huán)境友好型工質(zhì)CO2的應(yīng)用引起學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的高度重視。與R134a和R1234yf相比，CO2的低溫室效應(yīng)指數(shù)(GWP=I)、破壞臭氧潛能值低(ODP=O)、不可燃性、無(wú)毒以及穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)都具明顯優(yōu)勢(shì)。CO2的蒸發(fā)潛熱較大，單位容積制冷量相當(dāng)高，故壓縮機(jī)及部件尺寸較小，但CO2排熱與吸熱過(guò)程在跨臨界狀態(tài)下進(jìn)行，要求以其為工質(zhì)的換熱器有較高的耐壓能力。歐洲制冷界經(jīng)過(guò)8年的摸索后發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)有的換熱器中，微通道換熱器具有最好的綜合效率。美國(guó)伊利諾斯大學(xué)制冷空調(diào)中心制造的使用微通道換熱器的汽車(chē)空調(diào)樣機(jī)的性能已達(dá)到甚至超過(guò)了參照的R134a系統(tǒng)。
[0014]微通道換熱器在空調(diào)器中的應(yīng)用，具有如下優(yōu)勢(shì):
[0015]①節(jié)能。節(jié)能是當(dāng)今空調(diào)器的一項(xiàng)重要指標(biāo)。常規(guī)換熱器很難制造出高等級(jí)如I級(jí)能效標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，微通道換熱器將是解決該問(wèn)題的最佳選擇。
[0016]②成本。與常規(guī)換熱器不同，微通道換熱器不依靠增加材料消耗提高換熱效率，在達(dá)到一定生產(chǎn)規(guī)模時(shí)將具有成本優(yōu)勢(shì)。
[0017]③推廣潛力。微通道換熱器技術(shù)在空調(diào)制造領(lǐng)域還有向大型商用空調(diào)系統(tǒng)推廣的潛力，可以極大提升產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力和企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展能力。
[0018]微通道換熱器在其他各領(lǐng)域的應(yīng)用
[0019]微電子領(lǐng)域遵循摩爾定律飛速發(fā)展，伴隨晶體管集成度的不斷提高，高速電子器件的熱密度已達(dá)5~10MW/m2，散熱已經(jīng)成為其發(fā)展的主要“瓶頸”，微通道換熱器取代傳統(tǒng)換熱裝置已成必然趨勢(shì)。因此在嵌入式技術(shù)及高性能運(yùn)算依賴(lài)程度較高的航空航天、現(xiàn)代醫(yī)療、化學(xué)生物工程、在石油、化工、動(dòng)力、核能、冶金、船舶、交通、制冷、食品及醫(yī)藥等諸多領(lǐng)域，特別是國(guó)防工程離不開(kāi)換熱器。其材料及動(dòng)力消耗占整個(gè)工藝設(shè)備的30%左右，在化工機(jī)械生產(chǎn)中占有重要地位，如何提高換熱器的緊湊度，以達(dá)到單位體積上傳遞更多熱量，一直是換熱器研究與發(fā)展應(yīng)用的目標(biāo)，所以扁管微通道換熱器將有具廣闊的應(yīng)用前景。
[0020]微尺度效應(yīng)對(duì)研究換熱器來(lái)說(shuō)是非常重要的，對(duì)于氣體單相流動(dòng)，當(dāng)通道直徑小于200 μ m，即努森數(shù)K= λ / dc≥0.001時(shí)(其中λ為分子自由程，dc為水力當(dāng)量直徑)，流動(dòng)和傳熱將受到氣體稀薄效應(yīng)影響。對(duì)于液體單相流動(dòng)，當(dāng)微通道直徑為381 μ m時(shí)，宏觀理論公式不適用于微通道摩阻及努塞爾數(shù)已經(jīng)不能按傳統(tǒng)理論公式計(jì)算了。特別是微通道還有入口段效應(yīng)也是非常強(qiáng)，換熱器入口段長(zhǎng)度占總長(zhǎng)度的百分比為53.8%，入口段效應(yīng)對(duì)工質(zhì)換熱的影響十分顯著。
[0021]然而現(xiàn)行微通道換熱器技術(shù)也存在以下一些缺點(diǎn):①翅片上容易搭水橋，堵住風(fēng)道作為蒸發(fā)器液態(tài)流體分配不夠均勻，影響換熱效果設(shè)計(jì)不夠靈活，影響實(shí)際運(yùn)用效果，用作蒸發(fā)器有一定難度；④微通道流程過(guò)長(zhǎng)，不僅增大流體阻力，消耗過(guò)多的循環(huán)栗功率，而且通道前半部效果優(yōu)良，后半部效果非常差；⑤扁管外側(cè)的翅片通道與扁管內(nèi)部通道形成錯(cuò)流換熱方式，其平均溫差小于逆流換熱方式扁管外側(cè)翅片換熱流程很短，風(fēng)的利用率極低；⑦難以做到大規(guī)模的換熱，較大流量就會(huì)導(dǎo)致其效率下降。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0022]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種制造成本低，耐壓程度高，換熱效果好的扁管逆流式換熱器。
[0023]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種扁管逆流式換熱器，包括扁管、翅片，所述翅片的兩側(cè)裝有密封條，所述扁管與翅片交替平行布列，所述扁管的流道方向與扁管外側(cè)的翅片流道方向平行，形成逆流換熱。
[0024]進(jìn)一步，在同一平面上，所述扁管至少為兩個(gè)，相互連接組成寬幅扁管，所述寬幅扁管與翅片交替平行排列，所述寬幅扁管的流道方向與翅片流道方向平行，形成逆流換熱。
[0025]進(jìn)一步，還設(shè)有集管，所述集管包括匯流集管與分流集管，所述分流集管與匯流集管布局在換熱器的對(duì)角上，形成下進(jìn)上出的流體通道方向，所述分流集管與每層分流扁管連接，每層分流扁管通過(guò)扁管連接裝置與相應(yīng)層的扁管連接，所述匯流集管與每層匯流扁管連接，每層匯流扁管通過(guò)扁管連接裝置與相應(yīng)層的扁管連接。
[0026]進(jìn)一步，所述分流扁管呈三角形，內(nèi)部設(shè)有平行的流通渠道，所述扁管連接裝置呈工字形，內(nèi)部設(shè)有連接通孔，所述分流扁管的進(jìn)口端安裝在分流集管的插孔中，所述分流扁管的出口端與扁管連接裝置連接，并通過(guò)扁管連接裝置的連接通孔與扁管連通；所述匯流扁管的結(jié)構(gòu)同分流扁管。
[0027]進(jìn)一步，所述分流集管和匯流集管為圓柱形集管。
[0028]進(jìn)一步，所述翅片的兩端設(shè)有密封條，所述翅片的一側(cè)設(shè)有進(jìn)口，進(jìn)口處設(shè)有翅片通道側(cè)流體進(jìn)口總管，另一側(cè)設(shè)有出口，出口處翅片通道側(cè)流體出口總管，所述翅片通道側(cè)流體進(jìn)口總管與翅片通道側(cè)流體出口總管呈對(duì)角布置，所述翅片通道側(cè)流體進(jìn)口總管內(nèi)流體方向與翅片通道側(cè)流體出口總管內(nèi)流體方向相同，所述扁管的一端設(shè)有扁管通道側(cè)流體進(jìn)口總管，另一端設(shè)有扁管通道側(cè)流體出口總管，所述扁管通道側(cè)流體進(jìn)口總管及扁管通道側(cè)流體出口總管長(zhǎng)度方向與扁管通道垂直，所述扁管通道側(cè)流體進(jìn)口總管內(nèi)流體方向與扁管通道側(cè)流體出口總管內(nèi)流體方向相同。
[0029]進(jìn)一步，所述扁管通道側(cè)流體進(jìn)口總管、扁管通道側(cè)流體出口總管為半圓柱形結(jié)構(gòu)。
[0030]本實(shí)用新型的匯流集管與分流集管為圓柱形，上面有許多可以插匯流扁管或分流扁管的槽(孔)，槽的形式與現(xiàn)行的微通道換熱器相似，但每一個(gè)集管只能做分流集管或匯流集管，而不像現(xiàn)行微通道換熱器同時(shí)兼顧，而且匯流集管與分流集管布局在換熱器對(duì)角上，進(jìn)出口是一上一下，而不是現(xiàn)行微通道換熱器布局在各自的對(duì)面，這樣微通道流體分配更加均勻。
[0031]本實(shí)用新型微通道扁管耐壓程度可以超過(guò)25MPa，由于扁管成型技術(shù)已經(jīng)非常成熟，成本也非常低，而且耐壓程度也非常高，相對(duì)采用板片及翅片所形成細(xì)通道來(lái)說(shuō)其耐壓程度要大得多，其形成產(chǎn)品也要容易得多，所以【背景技術(shù)】部分中所述三個(gè)專(zhuān)利存在成本高和不夠耐壓的缺陷，而且真正實(shí)現(xiàn)微通道成型產(chǎn)品是相當(dāng)困難，甚至是不可能的。
[0032]本實(shí)用新型不僅可以應(yīng)用于小規(guī)模換熱領(lǐng)域，如家庭使用的空調(diào)。同樣也可以應(yīng)用在大規(guī)模換熱領(lǐng)域，如熱電廠、核電廠、石油化工等所需換熱工藝中。它充分應(yīng)用了我國(guó)節(jié)能減排首席科學(xué)家過(guò)增元教授所研究實(shí)用新型的場(chǎng)協(xié)同理論作為理論基礎(chǔ)，它吸取了現(xiàn)有微通道換熱器、板式換熱器和板翅式換熱器所長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)緊湊，采用了微通道和細(xì)通道的結(jié)構(gòu)形式，同時(shí)也吸取了板式換熱器和板翅式換熱器優(yōu)良特性，尤其在流體分配技術(shù)上對(duì)于其他各類(lèi)換熱器來(lái)說(shuō)有著無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，該技術(shù)可以做到換熱器內(nèi)部每一細(xì)小通道的流程和阻力是相等的，從而使換熱器橫截面流速場(chǎng)均勻一致，在逆流換熱情況下使溫度梯度場(chǎng)與流速場(chǎng)的余弦?jiàn)A角趨于零，使得換熱效率得到極大提高。
[0033]本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)可以形成純逆流式換熱，使其換熱平均溫差增大，場(chǎng)協(xié)同效果非常明顯，換熱系數(shù)明顯提高；(2)充分利用扁管制作工藝成熟優(yōu)勢(shì)，使生產(chǎn)成本大幅降低；(3)使換熱器變得更加緊湊，可以集約許多的扁管形成大規(guī)模換熱能力，其流量也可以增大許多，使其應(yīng)用范圍更加廣泛；(4)消除了入口段效應(yīng)，使換熱能力進(jìn)一步提高，扁管通道側(cè)流程縮短，流道阻力減小可以減少循環(huán)栗輸出功率;(5)把扁管通道側(cè)流程縮短與翅片側(cè)流程一樣可以使兩側(cè)流體換熱能力更加趨于平衡，增強(qiáng)風(fēng)側(cè)換熱能力，而且可以使風(fēng)利用率得到極大提高，并且減小風(fēng)機(jī)的輸出功率；(6)可減輕重量，節(jié)約金屬材料；(7)利用扁管成熟擠壓拉伸工藝可以使扁管通道耐壓得到保證，使換熱器產(chǎn)品耐壓等級(jí)進(jìn)一步提高；(8)尤其是蒸發(fā)器與冷凝器制冷劑的另一側(cè)采用液態(tài)水或不凍液作為傳熱介質(zhì)，其換熱系數(shù)大大提高，不僅減少換熱器的體積，而且熱流密度會(huì)超過(guò)300W / cm2以上，比起現(xiàn)有的微通道換熱器熱流密度150W / cm2來(lái)說(shuō)提高很多，我們知道水是空氣換熱系數(shù)的100倍以上，所以改空氣為水作為傳熱介質(zhì)意義是非常重大的，它不只是縮小蒸發(fā)器與冷凝器體積的問(wèn)題，更加重要的是傳熱速度加快，可以使制冷劑循環(huán)倍率提高，減小冷凝器與蒸發(fā)器之間的的壓差從而使制冷設(shè)備工作效率大大提高；(9)可以實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)器、冷凝器與壓縮機(jī)整體設(shè)計(jì)，從而使制冷設(shè)備故障率降低，設(shè)備運(yùn)行更加穩(wěn)定可靠，使用壽命延長(zhǎng)；(10)流速場(chǎng)與溫度梯度場(chǎng)的余弦?jiàn)A角可以做到最小化，從而達(dá)到非常高的換熱系數(shù)，尤其替代現(xiàn)行中央空調(diào)管殼式蒸發(fā)器與冷凝器，會(huì)大大縮小體積，節(jié)約成本和減少金屬材料消耗，特別是其能效比會(huì)大幅提高，從而開(kāi)創(chuàng)微通道換熱器在中央空調(diào)的運(yùn)用，也開(kāi)創(chuàng)微通道換熱器制冷劑與水換熱的先例，其意義非同凡響，該實(shí)用新型技術(shù)實(shí)施意義遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于變頻技術(shù)在空調(diào)領(lǐng)域里應(yīng)用的意義。工程技術(shù)人員追求多年要改變中央空調(diào)兩器的夢(mèng)想，就是要把管殼式蒸發(fā)器與冷凝器改成板式換熱器，都因諸多技術(shù)障礙無(wú)法真正實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)器采用板式換熱器，就是耐壓?jiǎn)栴}及清洗換熱器問(wèn)題沒(méi)有得到很好解決，還有制冷劑分配問(wèn)題等，而只是冷凝器目前有應(yīng)用板式換熱器的，若該實(shí)用新型技術(shù)替代現(xiàn)行的兩器，必將會(huì)實(shí)現(xiàn)規(guī)?；趸贾评洌涓吣蛪盒?，高能效比是現(xiàn)有制冷技術(shù)無(wú)法比擬的，這不僅節(jié)約大型中央空調(diào)制造成本，節(jié)約許多金屬耗材?？梢园褖嚎s機(jī)、蒸發(fā)器及冷凝器一體設(shè)計(jì)，也可以實(shí)現(xiàn)家庭空調(diào)集中式，做成小型家庭中央空調(diào)，這樣拆卸搬運(yùn)也不用擔(dān)心制冷劑的泄漏，而冷量與熱量靠不凍液或水帶到各個(gè)房間的空調(diào)末端里，它方便安裝與維護(hù)，可節(jié)約很多空間。
[0034]采用該技術(shù)制作成換熱器以及散熱器用于熱電廠的風(fēng)冷，還可以代替現(xiàn)行的凝汽器。眾所周知，逆流換熱方式平均溫差是最大的，溫差才是換熱的動(dòng)力，而現(xiàn)行的凝汽器采用的是錯(cuò)流換熱方式，這無(wú)疑是無(wú)法實(shí)現(xiàn)高效冷凝效果的，其端差也是無(wú)法實(shí)現(xiàn)最小化的。采用本技術(shù)替代現(xiàn)行的凝汽器，可以使乏汽冷凝速度加快，從而提高發(fā)電效率，因?yàn)樵摷夹g(shù)是不同于現(xiàn)行的凝汽器錯(cuò)流換熱方式，而是采用純逆流方式進(jìn)行換熱，并且乏汽側(cè)采用翅片形式而不同于現(xiàn)行的管式，其單位體積換熱面積大，乏汽流動(dòng)阻力小，用來(lái)冷凝的水側(cè)采用細(xì)通道，其換熱效率高，這是符合分子運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律的，越接近分子運(yùn)動(dòng)自由程，其換熱速度就越快。熱電企業(yè)的汽輪機(jī)在運(yùn)行中經(jīng)常會(huì)遇到真空逐漸下降的問(wèn)題，尤其夏季，凝汽器真空對(duì)汽輪機(jī)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性影響較大，如其它條件不變，真空度每變化1%，汽輪機(jī)的汽耗率平均變化I?2%，機(jī)組功率可增加1%，煤耗下降1%。冷凝效果不好，不僅使機(jī)組能耗上升，影響機(jī)組經(jīng)濟(jì)性，還會(huì)威脅機(jī)組安全，嚴(yán)重時(shí)還要降低發(fā)電負(fù)荷。而利用本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)冷卻水采用全封閉式方式，沒(méi)有水垢擔(dān)憂之煩惱，水垢產(chǎn)生幾率小，而且可以減小循環(huán)栗的功率，因?yàn)榉忾]循環(huán)不存在壓頭損失，循環(huán)冷卻水也會(huì)減少許多。風(fēng)冷裝置一樣也采用逆流換熱方式，風(fēng)的利用率高，可減少風(fēng)機(jī)30%以上的輸出功率。大大減少熱電廠對(duì)水資源的消耗量，同時(shí)提高發(fā)電效率，減少二氧化碳排放量。不僅如此，NOx的排放量也大大減少，從而達(dá)到節(jié)能、降耗、增效，確保機(jī)組長(zhǎng)期安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，使企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益明顯提高。【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0035]圖1本實(shí)用新型實(shí)施例1扁管與翅片布列結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖2本實(shí)用新型實(shí)施例2同一平面多個(gè)扁管并列一起與翅片交替布列結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖3本實(shí)用新型實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖4本實(shí)用新型實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0040]實(shí)施例1
[0041]參照?qǐng)D1，本實(shí)施例包括扁管1、翅片2，所述翅片2的兩側(cè)裝有密封條3，所述扁管I與翅片2交替平行布列，所述扁管I的流道方向與扁管外側(cè)的翅片2流道方向平行，形成逆流換熱。
[0042]本實(shí)施例可以使兩側(cè)換熱能力達(dá)到較好平衡，使扁管每一個(gè)小通道長(zhǎng)度一致，阻力相等，從而使流速場(chǎng)與溫度梯度場(chǎng)協(xié)同非常理想。
[0043]實(shí)施例2
[0044]參照?qǐng)D2，本實(shí)施例包括扁管1、翅片2，所述翅片2的兩側(cè)裝有密封條3，在同一平面上，所述扁管I為3個(gè)，相互連接組成寬幅扁管，所述寬幅扁管與翅片2交替平行排列，所述寬幅扁管的流道方向與翅片流道方向平行，形成逆流換熱。
[0045]當(dāng)然，所述扁管I也可為其他數(shù)目，相互連接組成不同的寬幅扁管，在此不再贅述。利用本實(shí)施例，可克服因扁管寬度受到制作工藝的限制，達(dá)到大規(guī)?；瘬Q熱目的。
[0046]實(shí)施例3
[0047]參照?qǐng)D3，本實(shí)施例包括扁管1、翅片2、集管，所述翅片2的兩側(cè)裝有密封條3，所述扁管I與翅片2交替平行布列，所述扁管I的流道方向與扁管外側(cè)的翅片2流道方向平行，形成逆流換熱；所述集管包括匯流集管8與分流集管4，所述分流集管4與匯流集管8布局在換熱器的對(duì)角上，形成下進(jìn)上出的流體通道方向，所述分流集管4與每層分流扁管5連接，每層分流扁管5通過(guò)扁管連接裝置7與相應(yīng)層的扁管I連接，所述匯流集管8與每層匯流扁管6連接，每層匯流扁管6通過(guò)扁管連接裝置與相應(yīng)層的扁管I連接，形成一個(gè)Z字形的進(jìn)出口扁管整體。
[0048]所述分流扁管5呈三角形，內(nèi)部設(shè)有平行的流通渠道，所述扁管連接裝置7呈工字形，內(nèi)部設(shè)有連接通孔，所述分流扁管5的進(jìn)口端安裝在分流集管4的插孔中，所述分流扁管5的出口端與扁管連接裝置7連接，并通過(guò)扁管連接裝置7的連接通孔與扁管I連通；所述匯流扁管6的結(jié)構(gòu)同分流扁管5。
[0049]所述分流集管4和匯流集管8為圓柱形集管。所述扁管I為微通道形式。
[0050]本實(shí)施例扁管通道側(cè)流體進(jìn)出形式結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)扁管通道側(cè)流體先進(jìn)者后出，后出者先進(jìn)結(jié)構(gòu)形式，使每一個(gè)扁管通道流道阻力和流程長(zhǎng)短達(dá)到一致。本實(shí)施例可用作散熱器或表冷器。
[0051]實(shí)施例4[0052]參照?qǐng)D4，本實(shí)施例包括扁管1、翅片(圖中未示出)，所述翅片2的兩側(cè)設(shè)有密封條及相應(yīng)的進(jìn)出口，所述扁管I與翅片交替平行布列，所述扁管I的流道方向與扁管外側(cè)的翅片流道方向平行，形成逆流換熱；所述翅片的兩端設(shè)有密封條，所述翅片一側(cè)的進(jìn)口處設(shè)有翅片通道側(cè)流體進(jìn)口總管9，另一側(cè)的出口處設(shè)有翅片通道側(cè)流體出口總管10，所述翅片通道側(cè)流體進(jìn)口總管9與翅片通道側(cè)流體出口總管10呈對(duì)角布置，所述翅片通道側(cè)流體進(jìn)口總管9內(nèi)流體方向與翅片通道側(cè)流體出口總管10內(nèi)流體方向相同，所述扁管I的一端設(shè)有扁管通道側(cè)流體進(jìn)口總管11，另一端設(shè)有扁管通道側(cè)流體出口總管12，所述扁管通道側(cè)流體進(jìn)口總管11及扁管通道側(cè)流體出口總管12長(zhǎng)度方向與扁管通道垂直，所述扁管通道側(cè)流體進(jìn)口總管11內(nèi)流體方向與扁管通道側(cè)流體出口總管12內(nèi)流體方向相同，起到“先進(jìn)者后出，后出者先進(jìn)”的目的，這有利于提高換熱系數(shù)。
[0053]所述扁管通道側(cè)流體進(jìn)口總管11、扁管通道側(cè)流體出口總管12為半圓柱形結(jié)構(gòu)。
[0054]本實(shí)施例可用來(lái)液體與液體熱量交換，或者用來(lái)液體與氣體進(jìn)行熱量交換，用作大規(guī)模中央空調(diào)的蒸發(fā)器及冷凝器將會(huì)使其體積縮小到原來(lái)十分之一。
[0055]應(yīng)用前景分析:扁管微通道技術(shù)發(fā)展到今天，其應(yīng)用與研發(fā)到了最關(guān)鍵的時(shí)期，各種扁管技術(shù)也層出不窮，如何研發(fā)更加高效扁管換熱器技術(shù)，也是科技工作者孜孜追求的目標(biāo)。在能源緊缺和環(huán)境治理雙重壓力下，節(jié)能減排，能源高效利用至關(guān)重要。人類(lèi)所使用的能源有80%以上是需要通過(guò)熱能進(jìn)行轉(zhuǎn)換的，而能量轉(zhuǎn)換過(guò)程不可或缺地需要利用各種換熱器，換熱器在許多行列和許多領(lǐng)域都會(huì)見(jiàn)到它的身影，從日常生活中的家庭電器產(chǎn)品到工業(yè)生產(chǎn)它無(wú)處不在，可見(jiàn)換熱器是節(jié)能減排最為關(guān)鍵的設(shè)備。本實(shí)用新型不僅可以應(yīng)用于小規(guī)模換熱領(lǐng)域，如家庭使用的空調(diào)。同樣也可以應(yīng)用在大規(guī)模換熱領(lǐng)域，如熱電廠、核電廠、石油化工、醫(yī)藥食品加工、電力輸送、機(jī)械加工等所需換熱工藝中。
【權(quán)利要求】
1.一種扁管逆流式換熱器，包括扁管、翅片，所述翅片的兩側(cè)裝有密封條，其特征在于:所述扁管與翅片交替平行布列，所述扁管的流道方向與扁管外側(cè)的翅片流道方向平行，形成逆流換熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的扁管逆流式換熱器，其特征在于:在同一平面上，所述扁管至少為兩個(gè)，相互連接組成寬幅扁管，所述寬幅扁管與翅片交替平行排列，所述寬幅扁管的流道方向與翅片流道方向平行，形成逆流換熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的扁管逆流式換熱器，其特征在于:還設(shè)有集管，所述集管包括匯流集管與分流集管，所述分流集管與匯流集管布局在換熱器的對(duì)角上，形成下進(jìn)上出的流體通道方向，所述分流集管與每層分流扁管連接，每層分流扁管通過(guò)扁管連接裝置與相應(yīng)層的扁管連接，所述匯流集管與每層匯流扁管連接，每層匯流扁管通過(guò)扁管連接裝置與相應(yīng)層的扁管連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的扁管逆流式換熱器，其特征在于:所述分流扁管呈三角形，內(nèi)部設(shè)有平行的流通渠道，所述扁管連接裝置呈工字形，內(nèi)部設(shè)有連接通孔，所述分流扁管的進(jìn)口端安裝在分流集管的插孔中，所述分流扁管的出口端與扁管連接裝置連接，并通過(guò)扁管連接裝置的連接通孔與扁管連通；所述匯流扁管的結(jié)構(gòu)同分流扁管。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的扁管逆流式換熱器，其特征在于:所述分流集管和匯流集管為圓柱形集管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的扁管逆流式換熱器，其特征在于:所述翅片的兩端設(shè)有密封條，所述翅片的一側(cè)設(shè)有進(jìn)口，進(jìn)口處設(shè)有翅片通道側(cè)流體進(jìn)口總管，另一側(cè)設(shè)有出口，出口處設(shè)有翅片通道側(cè)流體出口總管，所述翅片通道側(cè)流體進(jìn)口總管與翅片通道側(cè)流體出口總管呈對(duì)角布置，所述翅片通道側(cè)流體進(jìn)口總管內(nèi)流體方向與翅片通道側(cè)流體出口總管內(nèi)流體方向相同，所述扁管的一端設(shè)有扁管通道側(cè)流體進(jìn)口總管，另一端設(shè)有扁管通道側(cè)流體出口總管，所述扁管通道側(cè)流體進(jìn)口總管及扁管通道側(cè)流體出口總管長(zhǎng)度方向與扁管通道垂直，所述扁管通道側(cè)流體進(jìn)口總管內(nèi)流體方向與扁管通道側(cè)流體出口總管內(nèi)流體方向相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的扁管逆流式換熱器，其特征在于:所述扁管通道側(cè)流體進(jìn)口總管、扁管通道側(cè)流體出口總管為半圓柱形結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】F28F3/02GK203605770SQ201320841596
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】劉小江 申請(qǐng)人:劉小江