[发明专利]一种用于换热器的高性能换热片及其换热器

说明书

本发明公开了一种用于换热器的换热片，该换热片的表面沿长度方向分成入口段、换热芯段和出口段，在换热芯段，换热片的一侧表面具有多个平行的凹槽道，换热片的另一侧表面具有多个平行的凸肋；凹槽道在流动方向上分成一段或多段，每段凹槽道包括多个短凹槽道，每段凹槽道的首端部和尾端部都具有平顺过渡段；凸肋在流动方向上分成一段或多段，每段凸肋的首端部和尾端部都具有平顺过渡段。本发明还公开了一种换热器，多个换热片层叠拼接，凹槽道与相邻换热片之间形成多个逆流换热通道，凸肋在相邻换热片之间提供支撑；多个逆流换热通道组成蜂窝状。本发明的换热器能够实现均匀的流量分配，具有优异的换热性能。

技术领域

本发明涉及一种换热器，尤其涉及一种带有蜂窝状换热通道的高性能换热器。

背景技术

换热器性能对于提高能源系统、电子设备热管理、以及汽车和航空航天发动机性能具有重要的作用，对于热能回收和利用也具有重要和广泛的应用。例如，换热器作为间冷器和回热器用在燃气轮机/航空发动机中，以提高发动机性能；换热器用于风力发电机机舱热管理，以把机舱内温度控制在合理范围；换热器用于电信机柜热管理，以把机柜内的环境和电子器件温度降低。

在这些换热应用中，大多采用空气-空气板式换热器，或者液体-空气板式换热器。这些换热器通常由多个金属换热薄片层叠拼接而成，常用的金属如铝、铜或不锈钢等。在换热器中，相邻金属换热片之间形成间距为数个毫米的换热通道。为增强换热性能，这些金属换热片表面上通常加工有波纹结构以强化换热，但这也使得换热通道流阻显著增大，换热器性能提升幅度也很有限，特别是对于流速较慢的应用场合，换热提升幅度很小。另一方面，对于一些较软的薄金属换热片材料(如铝、铜等)，狭窄的换热通道之间还需要有支撑结构，以固定换热通道间距，但这也带来了较大的流阻损失。这些板式换热器另一个问题是，相邻换热片之间通道内的流量分布不均匀，这限制了换热器性能的提升。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能够有效提升空气-空气板式换热性能，并且加工方便、成本低、质量轻的换热器。

为实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种用于换热器的换热片，所述换热片的表面沿长度方向分成入口段、换热芯段和出口段，在所述换热芯段，所述换热片的一侧表面具有多个平行的凹槽道，所述换热片的另一侧表面具有多个平行的凸肋；所述凹槽道在流动方向上分成一段或多段，每段凹槽道包括多个短凹槽道，每段凹槽道的首端部和尾端部都具有平顺过渡段；所述凸肋在流动方向上分成一段或多段，每段凸肋的首端部和尾端部都具有平顺过渡段。此处“长度方向”指的是换热器中由凹槽道形成的逆流换热通道的长度方向。

进一步地，所述平滑过渡段为圆锥面、斜面或倒圆形成的渐扩或渐缩的平顺过渡。

进一步地，相邻两段凹槽道中的多个短凹槽道为顺列排列或错列排列。

进一步地，所述凹槽道的深度小于或等于相邻两换热片之间的间距，或有些凹槽道深度小于相邻换热片之间的间距。

进一步地，有些凹槽道的深度等于相邻换热片之间的间距，有些凹槽道深度小于相邻换热片之间的间距。

进一步地，所述凹槽道为长条形，所述凹槽道的横截面呈U形或正弦形，或者呈正六边形的一部分。

进一步地，所述凹槽道的长度大于或等于或小于所述换热芯段的长度。

本发明第二方面提供了一种换热器，包括多个上述任意一种换热片，多个所述换热片层叠拼接，换热片之间具有一定间距，相邻换热片表面设置的凹槽道位置横向偏移半个凹槽道间距，使得换热片上的凹槽道的底部与一侧相邻的换热片的表面相接触，而与另一侧相邻的换热片的顶面相对，从而所述凹槽道与相邻换热片之间形成多个逆流换热通道；所述多个逆流换热通道组成蜂窝状。

进一步地，所述凸肋在相邻换热片之间提供支撑。