一种微型螺旋式微通道平行流换热器制造技术

本发明专利技术涉及一种微型螺旋式微通道平行流换热器，属于能源与动力技术领域，包括安装支架、螺旋式多孔扁管、百叶窗式翅片、进口管和出口管。利用微通道平行流换热器比表面积大、结构紧凑、换热效率高的特点，采用螺旋式结构设计，减小管内流动损失，增加温度分布的均匀性，提高换热效果，能满足小型空间内的高换热需求，有利于减小设备体积和重量，实现换热系统的小型化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微通道平行流换热器
，尤其涉及一种微型螺旋式微通道平行流换热器。
技术介绍
换热器是各种热力过程进行热量转换的重要部件，其性能优劣会对整个热力过程产生重要影响，甚至决定此热力过程能否实现。平行流换热器的基本结构是两根集液管之间平行分布若干具有微通道的扁管，相邻扁管间通过百叶窗式薄铝片相连以增强换热。这种换热器比表面积大、重量轻，比传统管翅式、管带式换热器换热能力提高30％以上，而且具有更好的结构强度，能够明显减小设备体积和重量。经过多年发展，平行流换热器已在部分领域(汽车空调等)的应用上获得巨大成功。当换热空间较小，单个平板结构的平行流换热器无法满足换热需求时，通常采用弯折或双排(ZL·200720043715)的方式增加换热面积以满足散热需求。目前的工艺水平对平行流换热器的最小弯折半径在15cm，即当空间当量直径小于33cm(需考虑平行流换热器厚度及集液管直径)时，弯折的方式无法有效增加换热面积。而双排(即串联)的方式虽然增加了换热面积，但是内部工质流道太长，增加了内部工质流动阻力，并且会导致换热器温度分布不均匀，降低换热效果。而且，双排的布置方式明显增加了换热器厚度，当空间较小时会导致布置困难。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种微型螺旋式微通道平行流换热器，可增加换热器换热效率，减小设备体积，解决小空间内现有的平行流换热器无法满足狭小空间(当量直径小于33cm)换热需求的问题。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：一种微型螺旋式微通道平行流换热器，包括：安装支架1，百叶窗式翅片2，进口管3，出口管4，螺旋式多孔扁管5和多孔扁管微通道6；安装支架1为圆形；螺旋式多孔扁管5按照等距螺旋线的形式排布在安装支架1内部；螺旋式多孔扁管5的宽度方向与换热器的径向垂直；百叶窗式翅片2按一定间距焊接在螺旋式多孔扁管5之间；百叶窗式翅片2方向与螺旋式多孔扁管5径向平行；进口管3与螺旋式多孔扁管5外侧端口相连；出口管4与螺旋式多孔扁管5内侧端口相连；螺旋式多孔扁管5内部分布多个多孔扁管微通道6。作为优选，进口管3和出口管4与螺旋式多孔扁管5连接方式为焊接。作为优选，冷流体流经安装支架1、百叶窗式翅片2和螺旋式多孔扁管5之间的缝隙。作为优选，冷流体可以是空气、水或液氮。作为优选，螺旋式多孔扁管5可以是椭圆形或矩形；多孔扁管微通道6可以是圆形或矩形。作为优选，螺旋式多孔扁管5的螺距为1cm。作为优选，安装支架1、百叶窗式翅片2、进口管3、出口管4和螺旋式多孔扁管5的材料采用铝。作为优选，安装支架1为外径为10-20cm，螺旋式多孔扁管5的尺寸为宽1.6-3.2cm，厚0.2cm，多孔扁管微通道6的孔径为0.15cm，百叶窗式翅片2的尺寸为长1.6cm，厚0.01cm。一种微型螺旋式微通道平行流换热器的使用方法：热流体从进口管3进入换热器，与流经安装支架1、百叶窗式翅片2和螺旋式多孔扁管5之间缝隙的冷流体进行热量交换，热流体被冷却，从出口管4流出，热量被冷流体带走，完成一次换热；同时，热流体流经螺旋式多孔扁管5时，由于传热温差的存在，会与两侧的多孔扁管发生径向热量交换，用以减小换热器整体温差；热流体可以是热水、饱和水蒸气或制冷剂本专利技术充分发挥了平行流换热器换热效率高、体积小的优点，通过螺旋式的布管方式，无需集管，在最小的空间内增加有效换热面积，减小热流体流动阻力，增加径向传热效果，减小换热器平均温差，减小换热器迎风面积和体积，最终达到减小换热设备体积和重量的目的。本专利技术具有的有益效果如下：1、增加换热面积：采用螺旋式布管方式和百叶窗式翅片，无需集管连接，明显减小无效面积。2、提高换热器换热效果：流体螺旋式流动，边界层薄，传热系数大，通过翅片连接增强径向传热，减小换热器温差3、无U形变向结构，减小制冷剂流动阻力，有利于降低系统功耗。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的特征和优点从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。图1为微型螺旋式微通道平行流换热器示意图。图2为螺旋式多孔扁管截面结构示意图。图3为微型螺旋式微通道平行流换热器工作原理示意图。附图标记1.安装支架，2.百叶窗式翅片，3.进口管，4.出口管，5.螺旋式多孔扁管，6.多孔扁管微通道。具体实施方式下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理。实施例一：如图1、图3所示，一种微型螺旋式微通道平行流换热器，包括安装支架1、百叶窗式翅片2、进口管3、出口管4、螺旋式多孔扁管5和多孔扁管微通道6。螺旋式多孔扁管5以螺距1cm的等距螺旋形式排布在安装支架1内部；百叶窗式翅片2按一定间距焊接在螺旋式多孔扁管5之间；进口管3与螺旋式多孔扁管5外侧端口相连；出口管4与螺旋式多孔扁管5内侧端口相连；螺旋式多孔扁管5内部分布多个多孔扁管微通道6，多孔扁管微通道6的形状为圆形。安装支架、百叶窗式翅片、进口管、出口管和螺旋式多孔扁管的材料采用铝。安装支架的尺寸为10cm，螺旋式多孔扁管的尺寸为宽1.6cm，厚0.2cm，多孔扁管微通道的孔径为0.15cm，百叶窗式翅片的尺寸为长1.6cm，厚0.01cm。热水从进口管3进入换热器，与流经安装支架1、百叶窗式翅片2和螺旋式多孔扁管5之间缝隙的冷水进行热量交换，热水被冷却，从出口管4流出，热量被冷水带走，完成一次换热。同时，热水流经螺旋式多孔扁管5时由于传热温差的存在，会与两侧的多孔扁管发生径向热量交换，减小换热器整体温差，提高换热效率。通过采用上述技术，换热器的换热效率为比普通平行流换热器提高约32.4％。实施例二：如图1、图3所示，一种微型螺旋式微通道平行流换热器，包括安装支架1、百叶窗式翅片2、进口管3、出口管4、螺旋式多孔扁管5和多孔扁管微通道6。螺旋式多孔扁管5以螺距1cm的等距螺旋形式排布在安装支架1内部；百叶窗式翅片2按一定间距焊接在螺旋式多孔扁管5之间；进口管3与螺旋式多孔扁管5外侧端口相连；出口管4与螺旋式多孔扁管5内侧端口相连；螺旋式多孔扁管5内部分布多个多孔扁管微通道6，多孔扁管微通道6的形状为矩形。安装支架、百叶窗式翅片、进口管、出口管和螺旋式多孔扁管的材料采用铝。安装支架的尺寸为15cm，螺旋式多孔扁管的尺寸为宽1.6cm，厚0.2cm，多孔扁管微通道的孔径为0.15cm，百叶窗式翅片的尺寸为长1.6cm，厚0.01cm。饱和水蒸气从进口管3进入换热器，与流经安装支架1、百叶窗式翅片2和螺旋式多孔扁管5之间缝隙的冷空气进行热量交换，饱和水蒸气被冷却，形成水气混合物从出口管4流出，热量被冷空气带走，完成一次换热。同时，饱和水蒸气流经螺旋式多孔扁管5时由于传热温差的存在，会与两侧的多孔扁管发生径向热量交换，减小换热器整体温差，提高换热效率。通过采用上述技术，换热器的换热效率比普通平行流换热器提高约20.8％。实施例三：如图1、图3所示，一种微型螺旋式微通道平行流换热器，包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微型螺旋式微通道平行流换热器，其特征在于，包括：安装支架(1)，百叶窗式翅片(2)，进口管(3)，出口管(4)，螺旋式多孔扁管(5)和多孔扁管微通道(6)；所述安装支架(1)为圆形；所述螺旋式多孔扁管(5)按照等距螺旋线的形式排布在所述安装支架(1)内部；所述螺旋式多孔扁管(5)的宽度方向与换热器的径向垂直；所述百叶窗式翅片(2)按一定间距焊接在所述螺旋式多孔扁管(5)之间；所述百叶窗式翅片(2)方向与所述螺旋式多孔扁管(5)径向平行；所述进口管(3)与所述螺旋式多孔扁管(5)外侧端口相连；所述出口管(4)与所述螺旋式多孔扁管(5)内侧端口相连；所述螺旋式多孔扁管(5)内部分布多个多孔扁管微通道(6)。

【技术特征摘要】
1.一种微型螺旋式微通道平行流换热器，其特征在于，包括：安装支架(1)，百叶窗式翅片(2)，进口管(3)，出口管(4)，螺旋式多孔扁管(5)和多孔扁管微通道(6)；所述安装支架(1)为圆形；所述螺旋式多孔扁管(5)按照等距螺旋线的形式排布在所述安装支架(1)内部；所述螺旋式多孔扁管(5)的宽度方向与换热器的径向垂直；所述百叶窗式翅片(2)按一定间距焊接在所述螺旋式多孔扁管(5)之间；所述百叶窗式翅片(2)方向与所述螺旋式多孔扁管(5)径向平行；所述进口管(3)与所述螺旋式多孔扁管(5)外侧端口相连；所述出口管(4)与所述螺旋式多孔扁管(5)内侧端口相连；所述螺旋式多孔扁管(5)内部分布多个多孔扁管微通道(6)。2.根据权利要求1所述的一种微型螺旋式微通道平行流换热器，其特征在于：所述进口管(3)和所述出口管(4)与所述螺旋式多孔扁管(5)连接方式为焊接。3.根据权利要求1所述的一种微型螺旋式微通道平行流换热器，其特征在于：冷流体流经所述安装支架(1)、所述百叶窗式翅片(2)和所述螺旋式多孔扁管(5)之间的缝隙。4.根据权利要求3所述的一种微型螺旋式微通道平行流换热器，其特征在于：所述冷流体可以是空气、水或液氮。5.根据权利要求1所述的一种微型螺旋式微通道平行流换热器，其特征在于：所述螺旋式多...

【专利技术属性】
技术研发人员：段彦军，王凯，任楠，徐捷，王江，
申请(专利权)人：北京机械设备研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11