[发明专利]印刷电路板式烟气换热器及其制备方法

说明书

本发明公开一种印刷电路板式烟气换热器及其制备方法，所述换热器包括换热器芯体，换热器芯体包括烟气侧板结构和冷流体板，烟气侧板结构和冷流体板交替叠放，冷流体板内加工有冷流体流道；烟气侧板结构包括烟气侧上盖板、烟气侧中间板和烟气侧下盖板，烟气侧上盖板和烟气侧下盖板相对的面上分别加工有上凹口和下凹口，烟气侧中间板上开设有流道，上凹口、流道及下凹口构成完整的烟气流道，且烟气侧中间板的流道内预加工有多个扰流体。本发明在烟气流道中设置扰流体，可保证烟气侧高强化换热；且通过烟气侧中间板的加入，可在烟气侧中间板上一次性加工形成大量的扰流体，再将烟气侧中间板整体焊接到烟气换热器中，加工简便且成本低。

技术领域

本发明涉及热能技术领域，具体涉及一种印刷电路板式烟气换热器及其制备方法。

背景技术

内燃机排出的烟气主要是燃料燃烧所产生，自身温度较高，且含有硫化物，灰尘等一系列污染物，内燃机要将这些烟气都排到大气中，必须经过处理，在处理过程中可以利用烟气换热器针对高温烟气回收余热，达到热能再利用，所以烟气换热器多用于工业余热回收项目上，是余热回收循环系统中的关键部件，其担负着从内燃机烟气中吸收热量的作用。小型、轻量化的换热器是余热回收在内燃机中应用的首要考虑因素，而传统换热器以及传统换热强化手段存在着换热效率低的缺点，导致烟气换热器体积和重量过于庞大。

相关技术中，公布号为CN109899823A的中国发明专利文献公开了一种微偏心摆动型烟气扰流装置及增强烟管换热的方法，该扰流装置包括微偏心设置可沿定位轴转动的扰流板、以及固定扰流板于烟管中的定位轴，转动的扰流板对烟管中烟气进行扰动，以降低烟管内壁边界层热阻和/或在烟管中产生局部湍流，定位轴通过胀接、焊接、螺纹或卡槽方式固定于烟管内。该方案中，需要将扰流结构逐一通过胀接、焊接、螺纹或卡槽等方式固定于烟管内，加工难度大且成本高，且烟气管尺寸大，导致烟气换热器体积和重量过于庞大。

印刷电路板式换热器(PrintedCircuitHeatExchanger，PCHE)是一种高效紧凑型的换热设备，具有单位体积内传热面积大，能够在高温高压工况下安全可靠运行等优点，可满足烟气换热器小型化、轻量化的要求。相关技术中，已有采用印刷电路板式烟气换热器，比如公布号为CN113670098A和公布号为CN112097552A等专利文献中记载的方案；但这些方案并未在烟气流道中设置扰流结构，烟气侧换热效率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于如何提供一种加工简便成本低且可保证烟气侧高强化换热的烟气换热器。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

本发明提出了一种印刷电路板式烟气换热器，所述换热器包括微米级印刷电路板式换热器芯体，所述换热器芯体包括烟气侧板结构和冷流体板，所述烟气侧板结构和所述冷流体板交替叠放，所述冷流体板内加工有冷流体流道；

所述烟气侧板结构包括烟气侧上盖板、烟气侧中间板和烟气侧下盖板，所述烟气侧上盖板和所述烟气侧下盖板相对的面上分别加工有上凹口和下凹口，烟气侧中间板上开设有流道，上凹口、流道及下凹口构成完整的烟气流道，且烟气侧中间板的流道内预加工有多个扰流体。

本发明在烟气流道中设置有扰流体，可以保证烟气侧高强化换热；而且通过烟气侧中间板的加入，可以在烟气侧中间板上一次性加工形成大量的扰流体结构，再将烟气侧中间板整体焊接到烟气换热器中，加工简便且成本低；另外，烟气流道由三层板组合形成，这种多层结构，不仅便于微型扰流结构的添加，也可有效增加烟气通流面积，减小烟气压降。

进一步地，所述烟气侧板结构内加工有多个所述烟气流道，所述冷流体板内加工有多个所述冷流体流道，多个所述烟气流道和多个所述冷流体流道在层叠方向上周期性交错组合排布。

进一步地，所述烟气侧中间板上设置有经化学腐蚀或者机械加工得到的所述扰流体，且所述扰流体为预先经数值仿真计算确定。