热壁换热器结构优势及高效性原理 ,热壁换热器结构优势及高效性原理分析

热壁换热器是一种全新的高效换热器，其用途非常广泛，可用于液—液间换热，气—液间换热，气—气间换热，耐压高度超过板式换热器，其换热能力也超过板式换热器，用途会比板式换热器更广，可用于散热冷却，余热回收等许多行列。尤其是可用于各种悬浮流体间换热，堵塞概率小，且清洗方便是板式换热器及管壳式换热器无法比拟的。

热壁换热器兼具了板式换热器及热管换热器两者优势，温差反应灵敏，两个换热流体无需近距离隔着换热壁进行换热，不用担心换热流体间窜漏，可以实现远距离换热。但它又如同板式换热器那样结构非常紧凑，我们知道板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种高效换热器。各种板片之间形成薄矩形通道，通过板片进行热量交换。板式换热器是液—液、液—汽进行热交换的理想设备。它具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、应用广泛、使用寿命长等特点。在相同压力损失情况下，其传热系数比管式换热器高3～5倍，占地面积为管式换热器的三分之一，热回收率可高达90%以上。 板式换热器的型式主要有框架式（可拆卸式）和钎焊式两大类，板片形式主要有人字形波纹板、水平平直波纹板和瘤形板片三种。但是板式换热器只适宜1Mpa流体压强内应用，且使用过程中容易发生泄漏，若采用钎焊，虽然可提高其耐压高度，但无法清洗，其应用范围会受到极大限制。

热管属于高效换热设备，它是采用相变方式来传递热量，冷热流体可以分开，形成冷凝端和蒸发端可实现远距离换热，其热流密度很大，0.1℃温差都可以实现热量传递。但其成本高，安装较难，使用寿命不是很长。为了克服热管及板式换热器弱点，吸取它们各自优势，尤其是热管相变换热方式可实现大热流密度在结合板式换热器结构紧凑，这就实现了强强结合就更强的创新。

热壁换热器是由热壁换热器芯及上下两流体或多换热流体的进出口装置，还要热壁换热器芯与上下进出口装置间密封件及上下进出口装置紧固件所构成；而热壁换热器芯是由两侧耐压热壁件，还有中间热壁件分别两两交替夹着两个分隔换热流体组件，而换热流体组件是由两侧密封钎焊件，两流体分隔中间钎焊件及两流体导热翅片所组成，两流体导热翅片还可以起到加强筋的作用，可以支撑住薄薄的热壁件壁面，防止因为流体压力及相变流体膨胀使热壁件壁面变形。每一个热壁件是由两个壁面、密封框及密封框内的分流支撑翅片所构成，而密封框上设置有相变流体注入孔和空气排出孔，而相变流体注入孔及空气排出孔分别设置由1～2mm直径的管道。构成热壁换热器所有组件都通过钎焊方式构成整体。

相变流体可以是水，也可以是乙醇等有机物流体材料，注入相变流体时可适当对热壁换热器芯加热把各热壁件内部空气排净后，方可把注入管道及排空管道封闭起来，其封闭方式可以焊接或钳压等方式。相变流体注入量是热壁件内部容积的10%左右。

耐压热壁件的壁面厚度为1.2mm～2.5mm，中间热壁件的壁面厚度不锈钢板采用03mm～0.8mm，热壁件内部翅片采用0.1mm不锈钢皮挤压成矩形翅片，热壁的密封框钎焊件采用3mm厚6mm宽不锈钢条焊接而成；过换热流体层中间换热流体分隔钎焊件采用5mm厚20mm宽不锈钢条，而两侧密封钎焊件采用5mm厚10mm宽不锈钢条，换热流体导热支撑翅片采用0.2mm不锈钢皮挤压成矩形翅片。

图1是热壁件内部相变流体循环示意图，当外部热流体掠过热壁件表面或表面外侧翅片时，其内部相变流体就迅速蒸发，蒸发了的相变流体通过热壁件密封框内部相变流体分配及支撑矩形翅片孔隙流到翅片上部气态相变流体通道，然后进入到冷凝端通道变成液态相变流体了，而液态相变流体沿着矩形翅片孔隙流到矩形翅片下部液态相变流体通道里，最后流到蒸发端通道被蒸发，蒸发后的相变流体通过蒸发端矩形翅片孔隙进入到矩形翅片上部的气态流体通道里，就这样周而复始地实现了相变流体的循环过程。

图2是热壁件密封框钎焊件，其上面设置有相变流体注入孔和空气排出孔。

图3为热壁件内部结构示意图，去掉上面壁面可以看到其密封框钎焊件内部设置有用于支撑壁面和分配相变流体的翅片。

图4是热壁件外侧过两换热流体通道是由两侧密封钎焊件、中间流体分隔钎焊件及各流体导热翅片所构成。

图5和图6是热壁换热器芯立体示意图。

图7是热壁换热器端面设置有密封件示意图。

图8是热壁换热器端面结构示意图。

是把进出口装置与热壁换热器芯结合在一起的立体示意图。

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