本发明专利技术涉及工程换热技术领域，具体涉及一种换热装置、换热系统及制造方法。一种换热装置，包括：面板组件，适于与振动器连接，面板组件包括对应设置的上面板和下面板，上面板和下面板间形成有换热流道，所述上面板设有朝向下面板的若干个尖角、或下面板设有朝向上面板的若干个尖角，上面板和下面板间适于流动冷却工质，所述冷却工质适于由动力泵提供流动动力，所述上面板设有入液口和出液口，冷却工质自入液口进入、经换热流道后到达出液口，尖角在振动器产生的低频振动下与冷却工质产生声流效应，以实现换热。本发明专利技术解决振动强化传热需借助流体的脉动诱导装置对换热结构施加振动，该工艺涉及质量－弹簧－阻尼结构，存在结构复杂、成本高问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工程换热，具体涉及一种换热装置、换热系统及制造方法。
技术介绍
1、强化传热对能源装备的结构优化和能效提升具有重大意义。强化传热技术按照是否消耗外加动力分为主动技术和被动技术。主动技术主要有机械搅动、表面振动、流体振动、电磁场、喷射或吸出等，通过外界能量直接改变流动状态；被动技术主要有处理表面、粗糙表面、发展表面、扰流元件、涡流发生器、螺旋管、添加物、射流冲击等，围绕结构造型优化实现流动状态改变。
2、表面振动和流体振动作为振动强化换热技术，可以有效抑制换热结构的表面污垢、降低污垢热阻，其主要作用机理是通过减小或破坏壁面附近的粘性和热边界层，从而实现换热设备的传质和传热强化作用。
3、现有的振动强化传热技术，需要借助流体的脉动诱导装置对换热结构施加振动作用，而通过控制流体脉动或共振作用需要复杂的工艺路线。基于上述工艺路线，通过在管路流道设置弹性管束、弹簧和共振体等结构，激发换热管道产生振动作用，该过程涉及质量－弹簧－阻尼的结构匹配设计，这一方面增加了结构的复杂程度，另一方面也增加了结构的安装难度，提高了工艺路线的实现成本。
技术实现思路
1、因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的振动强化传热，需要借助流体的脉动诱导装置对换热结构施加振动作用，该工艺路线要涉及质量－弹簧－阻尼的结构匹配设计，存在结构复杂、成本高的缺陷，从而提供一种换热装置、换热系统及制造方法。
2、为了解决上述问题，本专利技术提供了一种换热装置，包括：</p>3、面板组件，适于与振动器连接，所述面板组件包括对应设置的上面板和下面板，所述上面板和下面板间形成有换热流道，所述上面板设有朝向下面板的若干个尖角、或下面板设有朝向上面板的若干个尖角，所述上面板和下面板间适于流动冷却工质，所述冷却工质适于由动力泵提供流动动力，所述上面板设有入液口和出液口，所述冷却工质自入液口进入、经换热流道后到达出液口，所述尖角在振动器产生的低频振动下与冷却工质产生声流效应，以实现换热。
4、可选地，所述尖角为倾斜或垂直于面板设置。
5、可选地，所述尖角的角平分线与上面板或下面板的夹角为30～90°。
6、可选地，所述尖角与上面板或下面板一体成型设置。
7、一种换热系统，包括上述的换热装置。
8、可选地，还包括振动器、动力泵和冷却工质，所述振动器设于下面板的底面的下方，所述动力泵以将冷却工质输入至换热流道内。
9、可选地，所述振动器与下面板间还设有导热硅胶垫。
10、可选地，所述振动器的振幅为a，a的范围为0.5～5mm。
11、可选地，所述尖角的顶角为弧形，所述顶角的曲率直径范围为2r＝0.5～2.0a。
12、可选地，所述尖角的高度为h，h＝10～20a，所述尖角的高度为5～100mm。
13、可选地，所述尖角的顶角为α，α＝15～60°。
14、可选地，所述尖角成错位分布，沿冷却工质流动方向，相邻尖角的间距为s1＝4h＊tan(α/2)～8h＊tan(α/2)，该参数的设计范围为2.6mm～460mm。
15、可选地，沿垂直于冷却工质流动方向的方向，相邻尖角的间距为l1＝4h＊tan(α/2)～8h＊tan(α/2)，该参数的设计范围为2.6mm～460mm。
16、一种换热装置的制造方法，采用增材制造的方式制作上面板和下面板。
17、可选地，包括以下步骤：
18、1)选择金属材料，进行几何建模，设计好上面板、下面板和尖角；
19、2)根据增材制造的尺寸设计上面板和下面板的尺寸，通过机加工完成板材和周侧封头加工，并在上面板完成入液口和出液口的加工；
20、3)确定成型位姿，固定面板，填充保护气，对上面板或下面板进行预热；
21、4)通过选区激光熔覆技术，分别在上面板和下面板上进行尖角的增材制造；
22、5)对尖角成型的上面板和下面板进行热处理，通过机加工方法对上面板或下面板进行加工；
23、6)重复步骤3)－5)，以批量化生产上面板和下面板，通过焊接完成上面板、下面板、侧面板和周侧封头的焊接封装；
24、7)对换热组件进行热处理。
25、本专利技术技术方案，具有如下优点：
26、1.本专利技术提供的换热装置，包括面板组件，面板组件适于与振动器连接，面板组件包括对应设置的上面板和下面板，上面板和下面板间形成有换热流道，上面板设有朝向下面板的若干个尖角、或下面板设于朝向上面板的若干个尖角，尖角成错位分布，上面板和下面板间适于流动冷却工质，冷却工质适于由动力泵提供流动动力，上面板设有入液口和出液口，冷却工质自入液口进入、经换热流道后到达出液口，尖角在振动器产生的低频振动下与冷却工质产生声流效应，以实现换热。借助振动器的低频振动诱导流体产生声流效应，有效利用了外界低频振动能量补充流体工质的泵送动能，以协同流体流动有效降低了设备泵功，提高了换热过程经济性。借助尖角，可以实现不同振动工况下声流效应的直接诱导，规避了现有超声共振所需的质量－弹簧－阻尼的结构匹配设计，大幅降低了工艺设计难度。借助振动器的低频振动能量，在尖角附近诱导产生声流作用，产生的声流作用在流道内产生射流冲击，使得射流冲击的对侧壁面产生边界层的减小和破坏作用，实现传热传质强化，完成热质交换的射流与冷却工质相互耦合，最终实现低频振动强化换热过程。
27、2.本专利技术提供的换热装置，所述尖角为倾斜或垂直于面板设置，以与冷却工质的流动方向适配。
28、3.本专利技术提供的换热装置，尖角的角平分线与上面板或下面板的夹角为30～90°，实现尖角的倾斜或与面板设置。
29、4.本专利技术提供的换热装置，尖角与上面板或下面板一体成型设置，增强尖角的连接强度。
30、5.本专利技术提供的换热系统，包括上述的换热装置，由于采用了上述任一项所述的换热装置，因此具有上述任一项所述的优点。
31、6.本专利技术提供的换热系统，还包括振动器、动力泵和冷却工质，振动器设于下面板的底面的下方，动力泵以将冷却工质输入至换热流道内，动力泵以提供冷却工质在换热流道中流动的动力。
32、7.本专利技术提供的换热系统，振动器与下面板间还设有导热硅胶垫，导热硅胶垫以传递下面板的热量。
33、8.本专利技术提供的换热系统，振动器的振幅为a，a的范围0.5～5mm，尖角的顶角为弧形，顶角的曲率直径范围为2r＝0.5～2.0a，尖角的顶角为弧形以利于冷却工质的流动。
34、9.本专利技术提供的换热系统，尖角的高度为h，h＝10～20a，尖角的高度为5～100mm，尖角为顶角为α，α＝15～60°，以根据振幅设计尖角高度和顶角大小。
35、10.本专利技术提供的换热系统，沿冷却工质流动方向，所述相邻尖角的间距为s1＝4h＊tan(α/2)～8h＊tan(α/2)，该参数本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种换热装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述尖角(8)为倾斜或垂直于面板设置。
3.根据权利要求2所述的换热装置，其特征在于，所述尖角(8)的角平分线与上面板(5)或下面板(6)的夹角为30～90°。
4.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述尖角(8)与上面板(5)或下面板(6)一体成型设置。
5.一种换热系统，其特征在于，包括权利要求1－4任一项所述的换热装置。
6.根据权利要求5所述的换热系统，其特征在于，还包括振动器(4)、动力泵和冷却工质(10)，所述振动器(4)设于下面板(6)的底面的下方，所述动力泵以将冷却工质(10)输入至换热流道(9)内。
7.根据权利要求5所述的换热系统，其特征在于，所述振动器(4)与下面板(6)间还设有导热硅胶垫。
8.根据权利要求6所述的换热系统，其特征在于，所述振动器(4)的振幅为A，A的范围为0.5～5mm。
9.根据权利要求8所述的换热系统，其特征在于，所述尖角(8)的顶角为弧形，所述顶角的曲率直径范围为2r＝0.5～2.0A。
10.根据权利要求9所述的换热系统，其特征在于，所述尖角(8)的高度为h，h＝10～20A，所述尖角(8)的高度为5～100mm。
11.根据权利要求10所述的换热系统，其特征在于，所述尖角(8)的顶角为α，α＝15～60°。
12.根据权利要求11所述的换热系统，其特征在于，所述尖角(8)成错位排布，沿冷却工质(10)流动方向，相邻尖角(8)的间距为S1＝4h＊tan(α/2)～8h＊tan(α/2)，该参数的设计范围为2.6mm～460mm。
13.根据权利要求12所述的换热系统，其特征在于，沿垂直于冷却工质(10)流动方向的方向，相邻尖角(8)的间距为L1＝4h＊tan(α/2)～8h＊tan(α/2)，该参数的设计范围为2.6mm～460mm。
14.一种换热装置的制造方法，用于制造权利要求1所述的换热装置，其特征在于，采用增材制造的方式制作上面板(5)和下面板(6)。
15.根据权利要求14所述的换热装置的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
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【技术特征摘要】
1.一种换热装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述尖角(8)为倾斜或垂直于面板设置。
3.根据权利要求2所述的换热装置，其特征在于，所述尖角(8)的角平分线与上面板(5)或下面板(6)的夹角为30～90°。
4.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述尖角(8)与上面板(5)或下面板(6)一体成型设置。
5.一种换热系统，其特征在于，包括权利要求1－4任一项所述的换热装置。
6.根据权利要求5所述的换热系统，其特征在于，还包括振动器(4)、动力泵和冷却工质(10)，所述振动器(4)设于下面板(6)的底面的下方，所述动力泵以将冷却工质(10)输入至换热流道(9)内。
7.根据权利要求5所述的换热系统，其特征在于，所述振动器(4)与下面板(6)间还设有导热硅胶垫。
8.根据权利要求6所述的换热系统，其特征在于，所述振动器(4)的振幅为a，a的范围为0.5～5mm。
9.根据权利要求8所述的换热系统，其特征在于，所述尖角(8)的顶角为弧形，...
【专利技术属性】
技术研发人员：钟舸宇，唐博进，丁若晨，谢宁宁，蔺新星，钟声远，郑志美，林志华，
申请(专利权)人：中国长江三峡集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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