[实用新型]微通道换热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及两种流体之间以热交换为目的的换热部件；具体可以作为水和制冷工质之间进行热能的传递的微通道换热器。

背景技术

目前，换热器领域里，微通道换热器由于体积、重量相对较小，能够满足紧凑式换热器的要求，是当今换热器研究开发的新方向。

但是现存的用于热泵系统的微通道换热器，几乎都是用扁平铝管型材加上制冷工质和工作流体的进出口来实现，仅限于制冷工质和空气之间的热交换用的岔流型换热器。如专利申请号200510012007.6，200810115272.0以及200510079932.0中阐述的用于热泵的微通道换热器，均在扁平铝管型材的基础上加上实用新型人的想法或者构成实物的实用新型。但上述三个实用新型存在着以下几个问题：1. 换热扁平管为铝管型材，型材的尺寸为定值。对于微通道的水力学直径选择有限制，很难选到结构优化设计以后的铝管型材。还有，目前受生产铝管型材技术的限制，微通道之间的壁厚不能做到传热要求的尺寸（很薄），这样使用扁平管为铝管型材设计的微通道换热器就不能成为微通道换热器技术的方向。2. 制冷工质通过的微通道和空气通过的翅片之间由于采用的是钎焊，由此产生的热阻问题没有解决。3.上述三个申请仅限于制冷工质和空气之间热交换用的岔流型换热器。空气和其它工作流体（比如水，不冻液，纳米流体等），由于强制对流换热系数的不同，所需要的传热面积就不同，换热器的结构就完全不一样。空气的强制对流换热系数比制冷工质要小2个数量级，所以制冷工质和空气之间的热交换用的岔流型换热器需要把空气侧的传热面积设计得很大，因而换热器的体积也就比较大。而水的强制对流换热系数和制冷工质相比小一个数量级左右，所以换热器就可以设计得紧凑，提高换热效率，节省材料。

为解决上述问题，中国专利申请CN102116545A公开了一种微通道换热器，其可以用于制冷工质和工作流体（比如水，不冻液，纳米流体等）之间的热交换，可以用于热泵热水器，热泵锅炉（ATW（Air to Water）），地源·水源热泵等热泵系统以及废热热源热泵系统。同时，其制冷工质通道与流体通道以及两者之间的隔层通过原子扩散的方法结合，其没有焊接产生的热阻，单位体积中的传热面积大于七百。但是，该申请中，工作流体和制冷工质微通道的结构需要3层光蚀刻的金属板片构成，由于生产过程中的加工零件数增加，不利于低成本大批量进行微通道换热器的生产。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于现有微通道换热器生产成本高的问题，提供一种实现低成本的微通道换热器。

为解决上述技术问题，本实用新型的微通道换热器，包括流体通道，所述流体通道的一端成型有工作流体入口和制冷工质出口；另一端成型有工作流体流出口和制冷工质入口，所述流体通道内设有换热段，所述换热段由多个相互平行的制冷工质通道与工作流体通道交替设置实现换热，所述制冷工质通道与工作流体通道成型于叠置结合连接的金属板之间，相邻金属板的至少一个侧面上交替成型有制冷工质凹槽以及工作流体凹槽，所述金属板经过连接后，制冷工质凹槽以及工作流体凹槽形成所述制冷工质通道与工作流体通道。

所述金属板的一个侧面交替成型有制冷工质凹槽以及工作流体凹槽，所述金属板叠置结合连接。

所述金属板的一个侧面交替成型有制冷工质凹槽以及工作流体凹槽，另一个侧面上成型有制冷工质凹槽，所述金属板具有工作流体凹槽的侧面叠置结合连接形成换热单元，多个换热单元叠置结合连接形成所述换热段。

所述制冷工质通道与工作流体通道的水力学直径之比为1：0.25-15。

所述制冷工质通道的水力学直径为0.0675-0.5mm；所述工作流体微通道的水力学直径为0.125-1mm。

所述制冷工质通道与工作流体通道的截面为根据加工条件可以为任意几何形状；优选的，截面形状为矩形，所述金属板的厚度Δ为所述制冷工质通道与工作流体通道之间的分隔壁厚度δ的0.5-2.5倍。

所述金属板厚度Δ为0.19-0.7mm。

所述制冷工质通道与工作流体通道之间的分隔壁厚度δ为0.125-0.5mm。

所述金属板的材质相同，并通过固体原子扩散方法将多层金属板结合为整体。

所述金属板的材质为不锈钢、铜和铝中的一种。