Микроканальный теплообменник

Полезная модель относится к теплообменной технике и направлена на повышение эффективности микроканальных теплообменников.
Известен микроканальный пластинчатый теплообменник, содержащий корпус с входным и выходным коллекторами, размещенные в нем параллельно расположенные пластины, образующие проходы для охлаждающей воздушной среды, в которых размещены металлические теплообменные ребра, причем в каждой пластине выполнены продольные микроканалы для прохождения охлаждаемой среды, состоящей из паровой и жидкостной фаз, теплообменник изготовлен в виде нескольких пакетов пластин одинаковой конструкции, размещенных последовательно в направлении движения охлаждаемой среды и установленных на расстоянии друг от друга, причем кромки пластин каждого пакета соединены с образованием смесительных камер для турбулизации среды, выходящей из микроканалов пластин пакетов, дополнительными потоками парожидкостной среды (RU 154646, F28D 9/00, F28F 13/08, опубл. 27.08.2015).
Среди недостатков данного устройства следует отметить, что пластины имеют относительно низкий уровень фиксации по ходам движения теплоносителей, вследствие чего конструкция может быть недостаточно жесткой.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является микроканальный теплообменник, состоящий из жесткого корпуса, содержащего теплообменную матрицу, образованную из спаянных между собой тонких теплопроводных пластин одинаковой конструкции, образующих каналы, патрубков для подвода и отвода теплоносителей, теплообменная матрица закреплена к расположенным на входе и выходе теплоносителей пластинам с отверстиями, снабженная двумя видами каналов горячего и холодного теплоносителей, теплопроводные пластины спаяны между собой с помощью тонкой проволоки, образуя микроканалы (RU 2584081, МПК F28D 21/00, опубл. 20.05.2016).
Недостатками известной конструкции являются: использование части тонких теплопроводных пластин под каналы, относительно низкое давление теплоносителя и технологическая сложность образования микроканала.
Технической результат заключается в повышении прочности для рабочих сред с высоким давлением за счет конструкции микроканального теплообменника, которая не вызывает технологической сложности образования микроканала.
Технический результат достигается за счет того, что микроканальный теплообменник включает в себя тонкие теплопроводящие пластины, входные коллектора для подвода и выходные коллектора для отвода нагреваемой и греющей сред, продольные каналы для нагреваемой среды и поперечные каналы для греющей среды. Устройство содержит продольные каналы для нагреваемой среды, образованные за счет одной стороны тонких теплопроводящих пластин и продольных круглых стержней, и поперечные каналы, образованные с помощью поперечных круглых стержней и второй стороной тонких теплопроводящих пластин, причем продольные и поперечные круглые стержни расположены под углом друг к другу, образуя прочную сетку. Герметизацию между нагреваемой и греющей средами по длине продольных и поперечных каналов осуществляют прижатием крайних продольных и поперечных круглых стержней, при помощи нижней и верхней крышек и стяжных шпилек, фиксацию концов продольных и поперечных круглых стержней осуществляют с помощью вертикальных пропилов в угловых элементах, а сами угловые элементы жестко закреплены к нижней крышке.
На фиг. 1 представлена конструкция микроканального теплообменника, на фиг. 2 показана фиксация продольных и поперечных круглых стержней микроканального теплообменника.
Микроканальный теплообменник (фиг.1) включает в себя тонкие теплопроводящие пластины 1, входные коллектора 2, 3 для подвода и выходные коллектора 4, 5 для отвода нагреваемой и греющей сред, продольные каналы 6 для нагреваемой среды и поперечные каналы 7 для греющей среды. Продольные каналы 6 для нагреваемой среды образованы   за счет одной стороны тонких теплопроводящих пластин 1 и продольных круглых стержней 8, поперечные каналы 7 образованы с помощью поперечных круглых стержней 9 и второй стороны тонких теплопроводящих пластин 1. Продольные и поперечные круглые стержни 8, 9 расположены под углом друг к другу, образуя прочную сетку. Герметизация между нагреваемой и греющей средами по длине продольных и поперечных каналов 6, 7 осуществляется прижатием крайних продольных и поперечных круглых стержней 8 при помощи нижней и верхней крышек 10, 11 и стяжных шпилек 12. Фиксация концов продольных и поперечных круглых стержней 8, 9 осуществляется с помощью вертикальных пропилов 13, 14 в угловых элементах 15 (фиг.2), а сами угловые элементы 15 жестко закреплены к нижней крышке 10.
Микроканальный теплообменник работает следующим образом. Перед началом работы в микроканальный теплообменник через входной коллектор 2 подается нагреваемая среда, которая проходит через продольные каналы 6 и выходит через выходной коллектор 4. Далее в микроканальный теплообменник через входной коллектор 3 подается греющая среда, которая проходя по поперечным каналам 7, охлаждается, отдавая тепло нагреваемой среде. Тепловая эффективность микроканального теплообменника обеспечивается за счет ширины продольных и поперечных каналов 6, 7 и угла, между продольными и поперечными круглыми стержнями 8, 9. С уменьшением ширины продольных и поперечных каналов 6, 7 и увеличением угла между продольными и поперечными круглыми стержнями 8, 9 тепловая производительность микроканального теплообменника увеличивается.
По сравнению с известным решением предлагаемое устройство позволяет повысить прочность для рабочих сред с высоким давлением за счет конструкции микроканального теплообменника, которая не вызывает технологической сложности образования микроканала.