[发明专利]一种热交换系统

说明书

本发明公开了一种热交换系统，该热交换系统包括：壳体，壳体位于热交换系统的最外围以封装热交换系统；至少一个发热部件，每个发热部件的至少一个面与传热部件的面完全贴合；至少一个传热部件，每个传热部件的至少一个面与发热部件完全贴合，传热部件内部设有可供流体通过的增程流体通道，以使流体在传热部件内的流动时间增长。本发明的热交换系统的发热部件与换热部件通过大面积全接触的方式显著提高了发热部件的热利用率。并且通过优化传热部件的结构使得流体媒介所吸收的热也显著提高。

技术领域

本发明涉及热能利用领域，尤其涉及一种热交换系统。

背景技术

现有的采暖炉通常为两种形式，一种是石英管、金属管等管状发热器，另外一种是PTC陶瓷半导体发热器，二者均通过液体媒介将热量导走。前者的具体形式通常为装有液体媒介的金属换热管，换热管与发热管接触，二者为圆柱体与圆柱体的接触，实际接触面积很小。为了延长液体媒介与发热管的接触时间，有些技术采用了蛇形金属管，但热能利用率依然很低，很多热量并未被液体媒介吸收和导走。后者将小块的陶瓷半导体与云母一起冲压成型，虽为面状接触，云母填充会消耗一部分热量，且由于工艺难度问题，不能冲出蛇形管路，液体媒介与发热陶瓷半导体的接触时间得不到提升，热量不能被充分带走。

发明内容

针对现有技术所存在的以上问题和不足，本发明提供一种热交换系统，该系统的发热部件与换热部件通过大面积全接触的方式显著提高了发热部件的热利用率。并且通过优化传热部件的结构使得流体媒介所吸收的热也显著提高。

根据本发明的一方面，提供一种热交换系统，该热交换系统包括：

壳体，壳体位于热交换系统的最外围以封装热交换系统；

至少一个发热部件，每个发热部件的至少一个面与传热部件的面完全贴合；

至少一个传热部件，每个传热部件的至少一个面与发热部件完全贴合，传热部件内部设有可供流体通过的增程流体通道，以使流体在传热部件内的流动时间增长。

根据本发明的一个实施例，流体直接在增程流体通道内流动，如此设置则无需在增程流体通道内设置单独的流体封装管道，减少开槽的工艺步骤。这种形式的传热部件更具体地可以通过粉末冶金、3D打印等技术加工成内部具有U型、圆形盘管、Z型多通路等管道的传热部件。其中，流体可以是常用作热交换介质的液体或气体等。

根据本发明的一个实施例，发热部件总体呈二维延伸结构，例如呈板状，板可以是平板或弯曲的板，也可以是涂覆于板上的涂层结构，其总体具有与传热部件相对的主延伸面。

根据本发明的一个实施例，发热部件的数量为两个，传热部件的数量为一个，传热部件夹在两个发热部件之间。但在本发明的教导下，还可以想到与该结构相似的更多层堆叠的结构，由此增加可以加热的流体的量。

根据本发明的一个实施例，传热部件包括上半部和下半部，每个半部都设有构成增程流体通道的一部分的开槽，上半部和下半部接合以形成完整的增程流体通道。通过将传热部件设计为半部和开槽的组合形式，可以以相对简单和低成本的方式加工出形状较为复杂的增程流体通道。

根据本发明的一个实施例，传热部件还包括设置于增程流体通道内的流体封装管道，流体封装管道与增程流体通道的形状相匹配，以使增程流体通道的内表面与流体封装管道的外表面完全贴合，几乎无缝地衔接，实现流体的高效吸热和导热。流体封装管道采用高导热材料，例如金属、陶瓷或满足此处的使用需求的其它任何材料。

根据本发明的一个实施例，传热部件包括顶壁、底壁以及连接顶壁和底壁的侧壁，传热部件的各个壁连接在一起形成具有空腔的盒状结构，传热部件的两个相对的侧壁交叉地设置从该侧壁向空腔延伸的隔片，每个隔片与相对的侧壁之间存在间隙以将空腔分割成弯曲延伸的流体通道。其中，传热部件采用金属材料，例如铜。