一种场协同控制毛细力的板式换热器

本发明涉及一种换热器技术，尤其涉及一种平板式换热器。

背景技术：

1、平板式换热器是目前各类换热器中换热效率最高的一种换热器，它具有占用空间小，安装拆卸方便的优点。其由冲压成形的凹凸不锈钢板组成，两相临板片之间的凹凸纹路成180度相对组合，因此板式热交换器两板片之间的凹凸脊线形成了交错的接触点，将接触点以真空焊接方式结合后，就形成了板式热交换器的耐高压交错流通结构，这些交错的流通结构使得板式热交换器内的冷热流体产生强烈紊流而达到高换热效果。

2、扁平管近些年被广泛应用于汽车空调单元以及住宅或商业空调换热器。此种扁平管内部设置多个小的通道，在使用时，换热流体流过扁平管内的多个通道。因为扁平管换热面积大，因此能够大大提高换热效果。

3、平板式换热器被广泛应用于化工、石油、制冷、核能和动力等工业，由于世界性的能源危机，为了降低能耗，工业生产中对换热器的需求量也越来越多，对换热器的质量要求也越来越高。近几十年来，虽然紧凑式换热器(板式、板翅式、压焊板式换热器等)、热管式换热器、直接接触式换热器等得到了迅速的发展，但由于管壳式换热器具有高度的可靠性和广泛的适应性，其仍占据产量和用量的统治地位，据相关统计，目前工业装置中管壳式换热器的用量仍占全部换热器用量的70％左右。

4、在间接液体冷却方案中，采用水冷板换热器进行换热。水冷板是一个内有流道结构的金属换热器件，通常由铜或铝制成。将换热流体与水冷板基板底面直接接触，传热的热量传导至水冷板，然后水冷板与内部的冷媒进行对流换热将热量带走。整个液冷系统利用泵为工质的循环提供动力，相对于风冷系统，液冷系统结构更加紧凑。而且所使用的冷媒多为与冷板材料兼容的去离子水、指定百分比的乙二醇-去离子水、纳米流体等介质，它们具有比空气更高的比热容和导热系数，在散热效果上优于风冷。此外，相比于风冷系统，间接液冷系统噪音水平明显降低。

5、近年来，为满足换热需求，已展开对间接液冷系统的研究，涉及冷板结构、冷媒选取、管道布置等诸多方面，发现水冷板结构对液冷系统换热和功耗的影响尤为显著。水冷板一般可分为基板、流道、盖板三部分。盖板及软管接头并无统一的标准，不同厂商有不同的结构形式，基板和流道可按照设备和热设计功耗进行各种不同的配置，这也是影响水冷板散热性能的主要因素。

6、研究和工程应用都表明，平板式换热器和热管都各自有着优异的换热性能。除此以外，相变材料由于其吸热放热过程温度平稳，可以使得整个系统达到均温的效果，因而在换热领域得到广泛应用。

7、本发明提供了一种新式平板式换热器，通过下部的热源的毛细力以及上部设置的支撑柱之间的配合，通过配合上部设置的扁平管第二部分，使得热管和平板式换热器进行充分结合，实现热源的高效、均衡以及精准散热。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术或者相关技术存在的技术问题之一。本发明提出一种集成效果好，加工难度降低、换热效率高、无能源消耗的板式换热器。

2、本发明技术方案如下：一种场协同控制毛细力的板式换热器，所述换热器包括第一部分和第二部分，第二部分位于第一部分上部，所述第一部分包括上板和下板，所述上板的下表面上设置向下延伸的支撑柱，下板的上表面上设置向上延伸的热源，所述热源是第一柱体，所述热源构成第一柱体阵列，所述上板和下板形成封闭的第一部分，其特征在于，支撑柱之间设置间隙，支撑柱下部对应的第一柱体的毛细力小于支撑柱间隙对应的第一柱体的毛细力。

3、第二柱体的高度是300-400mm，第二柱体中心之间的间距是30-70μm，第二柱体的直径是80-100μm。

4、第一柱体阵列和支撑柱共同构成第一部分的回液部分，支撑柱之间的间隙大于第一柱体之间的间隙，在第一柱体之间产生毛细驱动力；所述第二部分包括箱体和位于箱体上部的端盖，所述箱体包括从箱体底壁向上延伸的第二柱体；所述端盖上设置入口和出口。

5、热源是电加热器。

6、第一柱体是电阻加热器。

7、支撑柱是正方形，第一柱体和第二柱体是圆形。

8、一种板式换热器，所述换热器包括第一部分和第二部分，第二部分位于第一部分上部，所述第一部分包括上板和下板，所述上板的下表面上设置向下延伸的支撑柱，下板的上表面上设置向上延伸的热源，所述热源是第一柱体，所述热源构成第一柱体阵列，所述上板和下板形成封闭的第一部分，第一柱体阵列和支撑柱共同构成第一部分的回液部分，支撑柱之间的间隙大于第一柱体之间的间隙，在第一柱体之间产生毛细驱动力；所述第二部分包括箱体和位于箱体上部的端盖，所述箱体包括从箱体底壁向上延伸的第二柱体；所述端盖上设置入口和出口。

9、作为优选，所述入口和出口设置在端盖的两个对角位置。

10、作为优选，支撑柱是正方形，第一柱体和第二柱体是圆形。

11、作为优选，支撑柱分为多组，每组是四个，多组支撑柱按照横向和纵向布置，从而形成互相平行的横向支撑柱以及互相平行的纵行支撑柱。

12、作为优选，所述第二柱体的高度要大于第二部分的高度。

13、作为优选，所述第二柱体是弹性部件，沿着换热器内的流体流动方向，第二柱体的弹性越来越大。

14、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

15、1)本发明提出了一种新结构板式换热器，通过上述设置，可以使得流体在下板底部分布均匀，从而使得换热均衡。

16、2)本发明提供了一种新的板式换热器，通过设置第一部分和第二部分，第一部分具有热管属性，第二部分具有板式换热器属性，使得热管和平板式换热器进行充分结合，实现热源的高效、均衡以及精准散热。

17、3)本发明通过第二部分设置支撑柱以及下板设置的圆柱热源，支撑柱没有形成毛细力，主要是起到冷凝液体的作用，然后流到下板，通过热源之间的毛细力将液体抽吸到下板底部，进行加热，并通过热源加热。上述设置可以使得冷凝液体快速的流到底部受热面，起到了快速加热的作用，提高了换热效率。

18、4)本发明提供了一种新式的板式换热器，第二部分内部设置第二柱体，流体在柱体之间流动吸热，进一步提高了换热效率。

19、5)本发明通过第一部分下部的圆柱热源阵列以及上部设置的支撑柱之间的配合，通过配合上部设置的第二部分的第二柱体，实现热源的高效、均衡以及精准散热。

20、6)本发明通过第一柱体毛细力的布局变化，可以使得可流体在下板底部分布均匀，从而使得换热均衡。

技术特征：

1.一种场协同控制毛细力的板式换热器，所述换热器包括第一部分和第二部分，第二部分位于第一部分上部，所述第一部分包括上板和下板，所述上板的下表面上设置向下延伸的支撑柱，下板的上表面上设置向上延伸的热源，所述热源是第一柱体，所述热源构成第一柱体阵列，所述上板和下板形成封闭的第一部分，其特征在于，支撑柱之间设置间隙，支撑柱下部对应的第一柱体的毛细力小于支撑柱间隙对应的第一柱体的毛细力。

2.如权利要求1所述的板式换热器，其特征在于，第二柱体的高度是300-400mm，第二柱体中心之间的间距是30-70μm，第二柱体的直径是80-100μm。

3.如权利要求1所述的板式换热器，其特征在于，第一柱体阵列和支撑柱共同构成第一部分的回液部分，支撑柱之间的间隙大于第一柱体之间的间隙，在第一柱体之间产生毛细驱动力；所述第二部分包括箱体和位于箱体上部的端盖，所述箱体包括从箱体底壁向上延伸的第二柱体；所述端盖上设置入口和出口。

4.如权利要求1所述的板式换热器，其特征在于，热源是电加热器。

5.如权利要求4所述的板式换热器，其特征在于，第一柱体是电阻加热器。

6.如权利要求1所述的板式换热器，其特征在于，支撑柱是正方形，第一柱体和第二柱体是圆形。

7.如权利要求1所述的板式换热器，其特征在于，板式换热器过流保护的动作时间是按与相邻换热元件的后备保护动作时间相配合整定，各级动作时间为：

技术总结
本发明涉及一种场协同控制毛细力的板式换热器，所述换热器包括第一部分和第二部分，第二部分位于第一部分上部，所述第一部分包括上板和下板，所述上板的下表面上设置向下延伸的支撑柱，下板的上表面上设置向上延伸的热源，所述热源是第一柱体，所述热源构成第一柱体阵列，所述上板和下板形成封闭的第一部分，其特征在于，支撑柱之间设置间隙，支撑柱下部对应的第一柱体的毛细力小于支撑柱间隙对应的第一柱体的毛细力。本发明提出了一种新结构板式换热器，通过上述设置，可以使得流体在下板底部分布均匀，从而使得换热均衡。

技术研发人员：张宝琳,王逸隆
受保护的技术使用者：青岛科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15