一种换热芯体片材及间接蒸发冷却板式换热器的制作方法

本发明涉及制冷设备，更具体地说，涉及一种换热芯体片材及间接蒸发冷却板式换热器。

背景技术：

1、间接蒸发冷却是指通过非直接接触式换热器将直接蒸发冷却得到的湿空气(二次空气)的冷量传递给待处理空气(一次空气)实现空气等湿降温的过程。对于间接蒸发冷却系统而言，有研究表明：间接蒸发冷却板式换热器在湿工况下的换热效率比干工况高35％～60％。根据理论计算，喷淋水为循环冷却水时，换热芯体表面润湿率＝1(即表面完全覆盖液膜)的喷淋冷却与喷雾冷却(即表面无液膜)的两种工况下，完全润湿情况下的换热量提升40％以上。目前为提升均匀液膜的覆盖率，主要会采取以下两种方式：第一种是改变喷淋方式；第二种是在换热结构表面施加亲水层(膜)。

2、然而，第一种方式中，常见的喷淋方式存在诸多的困境，如流动阻力大、布水不均匀、浸润能力较差，同时使用的金属材料易被腐蚀，造成结垢、维护困难等。另外若采用高压喷雾，喷淋量大的同时，大量水分被吹走而未充分蒸发，因而造成了水资源的浪费。

3、第二种方式中，虽在换热结构表面施加亲水层(膜)可以提高表面润湿性，但亲水层会造成一部分的导热损失，并且在工程应用中，运行前期效果较好，随着时间的推移，亲水结构容易造成破坏，整体机组换热效率随之显著降低。

4、综上所述，如何有效地解决间接蒸发冷却均匀液膜的覆盖率提升带来水资源浪费等问题，是目前本领域技术人员需要解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种换热芯体片材及间接蒸发冷却板式换热器，该换热芯体片材及间接蒸发冷却板式换热器的结构设计可以有效地解决间接蒸发冷却均匀液膜的覆盖率提升带来水资源浪费的问题。

2、为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种换热芯体片材，包括片材基体，所述片材基体的第一面上设有具有用于蒸发冷却介质流通的介质通道，且所述介质通道呈网状分布，所述片材基体设有与所述介质通道连通的进口，所述介质通道的侧壁具有孔隙，所述片材基体的第一面对应所述介质通道围成的网格区域设有毛细结构。

4、可选地，上述换热芯体片材中，所述片材基体的第一面具有呈自相似网状结构分布的第一凸起，且所述第一凸起具有中空腔体以形成所述介质通道。

5、可选地，上述换热芯体片材中，所述第一凸起为仿生植物叶片、仿生肺部、仿生蜂巢结构、仿生蛛网、仿生蝶翅中的至少一者。

6、可选地，上述换热芯体片材中，所述第一凸起呈自相似矩形网格状结构分布，且各矩形的长度由中间向两侧递减，所述第一凸起对应矩形宽度方向的一端均形成有所述进口。

7、可选地，上述换热芯体片材中，所述片材基体的第二面设有第二凸起，所述换热芯体片材的第二面为所述换热芯体片材的第一面的背面。

8、可选地，上述换热芯体片材中，所述第二凸起呈自相似y形结构分布、所述自相似y形结构为仿生树枝结构、仿生河流、仿生血管中的至少一者。

9、本发明提供的换热芯体片材包括片材基体。片材基体的第一面具有用于蒸发冷却介质流通的介质通道，且介质通道呈网状分布，片材基体设有与介质通道连通的进口，介质通道的侧壁具有孔隙，片材基体的第一面对应介质通道围成的网格区域设有毛细结构。

10、应用本发明提供的换热芯体片材，蒸发冷却介质由进口进入第一面的介质通道，并在网状的介质通道内流动，由于介质通道的侧壁具有孔隙，故蒸发冷却介质能够经孔隙渗透至片材基体的第一面表面，并在介质通道围成的网格区域内由毛细结构的吸水效应，铺满至整个网格表面，从而使得片材基体的第一面均匀布满液膜，液膜蒸发与二次空气换热，能够促进孔隙渗透冷却液。因而片材基体的第一面能够形成湿通道，通过上述布水方式，使得间接蒸发冷却的效果显著提升，且舍弃了常用的喷淋系统，可避免喷淋手段带来的流动阻力大、布水不均匀、浸润能力较差、易腐蚀，易结垢、维护困难、耗水量大等缺点，从而实现循环冷却液的最大化利用，有效节约冷却液。另外，第一面上的毛细结构还能够起到调节液膜厚度的作用，由于毛细结构的毛细力一定，只能汲取一定的冷却液，当液膜高度过高时，多余的冷却液则能够依靠重力滴落。

11、为了达到上述目的，本发明还提供了一种间接蒸发冷却板式换热器，该间接蒸发冷却板式换热器包括上述任一种换热芯体片材。由于上述的换热芯体片材具有上述技术效果，具有该换热芯体片材的间接蒸发冷却板式换热器也应具有相应的技术效果。

12、可选地，上述间接蒸发冷却板式换热器中，包括多层叠置的所述换热芯体片材，且相邻的两个所述换热芯体片材的叠放方向相反，以在相对的两个所述换热芯体片材的第一面之间形成湿通道，相对的两个所述换热芯体片材的第二面之间形成干通道，其中，所述换热芯体片材的第二面为所述换热芯体片材的第一面的背面。

13、为了达到上述目的，本发明还提供如下技术方案：

14、一种间接蒸发冷却板式换热器，包括壳体和设于所述壳体内的干通道和湿通道，所述湿通道的壁面具有用于蒸发冷却介质流通的介质通道，且所述介质通道呈网状分布，所述壳体设有与所述介质通道连通的进口，所述介质通道的侧壁具有孔隙，所述湿通道对应所述介质通道围成的网格区域设有毛细结构。

15、可选地，上述间接蒸发冷却板式换热器中，所述湿通道的壁面具有呈自相似网状结构分布的第一凸起，且所述第一凸起具有中空腔体以形成所述介质通道。

16、应用本发明提供的间接蒸发冷却板式换热器，壳体内设有干通道和湿通道，蒸发冷却介质由进口进入介质通道，并在网状的介质通道内流动，由于介质通道的侧壁具有孔隙，故蒸发冷却介质能够经孔隙渗透至湿通道的表面，并在介质通道围成的网格区域内由毛细结构的吸水效应，铺满至整个网格表面，从而使得湿通道表面均匀布满液膜，液膜蒸发与二次空气换热，能够促进孔隙渗透冷却液。通过上述布水方式，使得间接蒸发冷却的效果显著提升，且舍弃了常用的喷淋系统，可避免喷淋手段带来的流动阻力大、布水不均匀、浸润能力较差、易腐蚀，易结垢、维护困难、耗水量大等缺点，从而实现循环水的最大化利用，有效节水。另外，毛细结构还能够起到调节液膜厚度的作用，由于毛细结构的毛细力一定，只能汲取一定的冷却液，当液膜高度过高时，多余的冷却液则能够依靠重力滴落。

技术特征：

1.一种换热芯体片材，其特征在于，包括片材基体(1)，所述片材基体(1)的第一面(11)上设有具有用于蒸发冷却介质流通的介质通道，且所述介质通道呈网状分布，所述片材基体(1)设有与所述介质通道连通的进口(112)，所述介质通道的侧壁具有孔隙，所述片材基体(1)的第一面(11)对应所述介质通道围成的网格区域设有毛细结构(113)。

2.根据权利要求1所述的换热芯体片材，其特征在于，所述片材基体(1)的第一面(11)具有呈自相似网状结构分布的第一凸起(111)，且所述第一凸起(111)具有中空腔体以形成所述介质通道。

3.根据权利要求2所述的换热芯体片材，其特征在于，所述第一凸起(111)为仿生植物叶片、仿生肺部、仿生蜂巢结构、仿生蛛网、仿生蝶翅中的至少一者。

4.根据权利要求2所述的换热芯体片材，其特征在于，所述第一凸起(111)呈自相似矩形网格状结构分布，且各矩形的长度由中间向两侧递减，所述第一凸起(111)对应矩形宽度方向的一端均形成有所述进口(112)。

5.根据权利要求1-4任一项所述的换热芯体片材，其特征在于，所述片材基体(1)的第二面(12)设有第二凸起(121)，所述换热芯体片材的第二面(12)为所述换热芯体片材的第一面(11)的背面。

6.根据权利要求5所述的换热芯体片材，其特征在于，所述第二凸起(121)呈自相似y形结构分布，所述自相似y形结构为仿生树枝结构、仿生河流、仿生血管中的至少一者。

7.一种间接蒸发冷却板式换热器，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的换热芯体片材。

8.根据权利要求7所述的间接蒸发冷却板式换热器，其特征在于，包括多层叠置的所述换热芯体片材，且相邻的两个所述换热芯体片材的叠放方向相反，以在相对的两个所述换热芯体片材的第一面(11)之间形成湿通道(200)，相对的两个所述换热芯体片材的第二面(12)之间形成干通道(100)，其中，所述换热芯体片材的第二面(12)为所述换热芯体片材的第一面(11)的背面。

9.一种间接蒸发冷却板式换热器，其特征在于，包括壳体和设于所述壳体内的干通道(100)和湿通道(200)，所述湿通道(200)的壁面具有用于蒸发冷却介质流通的介质通道，且所述介质通道呈网状分布，所述壳体设有与所述介质通道连通的进口(112)，所述介质通道的侧壁具有孔隙，所述湿通道(200)对应所述介质通道围成的网格区域设有毛细结构(113)。

10.根据权利要求9所述的间接蒸发冷却板式换热器，其特征在于，所述湿通道(200)的壁面具有呈自相似网状结构分布的第一凸起(111)，且所述第一凸起(111)具有中空腔体以形成所述介质通道。

技术总结
本发明涉及制冷设备技术领域，具体公开了一种换热芯体片材及间接蒸发冷却板式换热器，包括片材基体，片材基体的第一面具有用于蒸发冷却介质流通的介质通道，且介质通道呈网状分布，片材基体设有与介质通道连通的进口，介质通道的侧壁具有孔隙，片材基体的第一面对应介质通道围成的网格区域设有毛细结构。应用本发明提供的换热芯体片材及间接蒸发冷却板式换热器，片材基体的第一面能够形成湿通道，通过上述布水方式，使得间接蒸发冷却的效果显著提升，且舍弃了常用的喷淋系统，可避免喷淋手段带来的流动阻力大、耗水量大等缺点，实现循环冷却液的最大化利用，有效节约冷却液。另外，第一面上的毛细结构还能够起到调节液膜厚度的作用。

技术研发人员：袁芬
受保护的技术使用者：深圳市英维克科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12