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CN116147384A - 用于制备过冷却水的紧凑型换热器 - Google Patents

用于制备过冷却水的紧凑型换热器 Download PDF

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CN116147384A
CN116147384A CN202211540473.1A CN202211540473A CN116147384A CN 116147384 A CN116147384 A CN 116147384A CN 202211540473 A CN202211540473 A CN 202211540473A CN 116147384 A CN116147384 A CN 116147384A
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CN
China
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heat exchanger
heat exchange
channel
outlet
inlet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202211540473.1A
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English (en)
Inventor
王凱建
程朋伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Normal University CJNU
Original Assignee
Zhejiang Normal University CJNU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Normal University CJNU filed Critical Zhejiang Normal University CJNU
Publication of CN116147384A publication Critical patent/CN116147384A/zh
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    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/02—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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    • F28F9/22—Arrangements for directing heat-exchange media into successive compartments, e.g. arrangements of guide plates
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Abstract

本发明提供一种用于制备过冷却水的紧凑型换热器，所述紧凑型换热器包括换热部分及保温层。所述换热部分包括叠层及原子扩散结合后形成三维中空结构的复数微结构通道片、位于相邻的微结构通道片之间的工作流体通道群，所述微结构通道片包括换热区、位于所述换热区相对设置的两侧的进出口、位于所述换热区周围除进出口外的区域的原子扩散结合区，相邻的两个微结构通道片的进出口的分布方向不同；保温层，位于所述换热部分侧板之外。

Description

用于制备过冷却水的紧凑型换热器
技术领域
本发明涉及热交换器技术领域，具体涉及一种用于制备过冷却水的紧凑型换热器。
背景技术
针对过冷却水的制备方法，目前采用板式换热器或其它类型换热器连续生成过冷却水，含有不溶固体颗粒的水到达过冷却温度以后，生成在不溶固体表面的冰核遇到微小能量扰动时，极易迅速结冰将换热器的通道堵塞，俗称冰堵，因此不能使过冷却水的过冷却度超过-3.5℃。
有鉴于此，有必要提供一种适用于过冷却水制备系统的过紧凑型换热器，以解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于制备过冷却水的紧凑型换热器。
为解决上述技术问题之一，本发明采用如下技术方案：
一种用于制备过冷却水的紧凑型换热器，包括：
换热部分，所述换热部分包括两个侧板及复数微结构通道片，所述微结构通道片包括换热区、位于所述换热区相对设置的两侧的进出口、位于所述换热区周围除进出口外的区域的原子扩散结合区，复数微结构通道片在两个侧板之间叠层并与两个侧板原子扩散结合成一整体，相邻的微结构通道片之间形成工作流体通道，且相邻的两个微结构通道片的进出口的分布方向不同；
保温层，位于所述换热部分的两个侧板之外。
进一步地，所述换热区设置有复数微结构，原子扩散结合后，所述微结构与相邻的微结构通道片结合将所述工作流体通道划分为工作流体微通道群，所述工作流体微通道的水力学直径不大于0.4mm，微通道的长度不大于50mm。
进一步地，所述换热区设置有复数微结构，所述微结构为纵长形，所述微结构的长宽比介于4～6之间，且所述微结构的延伸方向与所述进出口排布方向一致。
进一步地，复数所述微结构沿复数波浪线分布，复数所述波浪线沿所述进出口排布方向延伸，且复数所述波浪线沿与所述进出口排布方向垂直的方向间隔分布；沿与所述进出口排布方向垂直的方向上，相邻的波浪线上的微结构沿所述进出口排布方向错位设置。
进一步地，所述紧凑型换热器还包括分别连接于所述工作流体通道的两端的所述引流结构，所述引流结构包括与所述换热部分连接的变径部、连接于所述变径部远离所述换热部分的一侧的延伸部，所述变径部的内腔呈漏斗形或锥形，所述变径部的内径自所述换热部分向所述延伸部的方向上逐渐减小。
进一步地，所述保温层包括位于两个侧板外侧的保温部分、与所述保温部分连接的引流接口。
进一步地，所述保温层包括位于所述侧板外的复数保温通道片、位于复数保温通道片背离所述侧板的一侧的端板，所述保温通道片包括保温区、位于所述保温区相对设置的两侧的进出口、位于所述保温区周围除进出口外的区域的原子扩散结合区，复数保温通道片在所述端板与所述侧板直接叠层及原子扩散结合，相邻的保温通道片之间形成保温流体通道，所有保温通道片的进出口的分布方向相同。
进一步地，所述保温通道片与微结构通道片结构相同。
进一步地，所述引流接口包括与所述保温部分连接的连接部、连接于所述连接部远离所述保温部分的一端的转向部。
进一步地，所述连接部的内腔呈漏斗形或锥形，所述连接部的等效直径自所述保温部分向所述转向部逐渐减小。
进一步地，所述保温通道片的进出口与部分所述微结构通道片的进出口沿叠层方向对齐；
所述紧凑型换热器还包括分别连接于所述工作流体通道的两端的所述引流结构，所述引流结构包括与所述换热部分连接的变径部、连接于所述变径部远离所述换热部分的一侧的延伸部；
所述转向部远离所述连接部的一端与所述延伸部远离所述扩径部的一端错位设置。
进一步地，所述延伸部的延伸方向与所述水流通道的进出口方向一致，所述转向部的转向角度介于60°～120°。
进一步地，所述引流结构与所述引流接口一体设置。
一种过冷却水制备系统，包括不冻液流动系统、水流动系统、控制系统，所述不冻液流动系统通过管路连接以形成循环回路的第一恒温装置、第一水泵、第一流量计、第一压力计、所述的紧凑型换热器；所述水流动系统包括通过管道连接的：与水源连通并控制水温度的第二恒温装置、第二水泵、第二流量计、第二压力计、所述紧凑型换热器；所述控制系统与第一恒温装置、第一水泵、第一流量计、第一压力计、第二恒温装置、第二水泵、第二流量计、第二压力计均通讯连接，且所述控制系统包括连接于不冻液通道入口的第一入口温度传感器、连接于不冻液通道出口的第一出口温度传感器、连接于水通道入口的第二入口温度传感器、连接于水通道出口的第二出口温度传感器。
一种制冰系统，包括所述的过冷却水制冰系统、位于紧凑型换热器的水通道出口的制冰装置。
本发明的有益效果是：本发明的紧凑型换热器，具有水的微通道、不冻液的微通道，提高了换热性能、减少了工作流体在紧凑型换热器内的通过时间，从而降低结冰的风险。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的换热器的结构示意图；
图2为图1于另一角度的示意图；
图3为图2沿A-A方向的剖视图；
图4为图3的部分分解图；
图5为图1中出水侧的引流结构的示意图；
图6为换热部分的结构示意图；
图7为图6的部分分解图；
图8为本发明的微结构通道片的结构示意图；
图9为图8于另一角度的结构示意图；
图10为本发明较佳实施例的过冷却水制备系统的示意图；
图11为本发明较佳实施例的制冰系统的示意图。
1-紧凑型换热器，11-换热部分，111-微结构通道片，112-换热区，113-进出口，114-原子扩散结合区，115-微结构，116-底板，117-顶板，118-内凹部，119-销孔，12-引流结构，121-变径部，122-延伸部，13-保温层，131-保温部分，132-引流接口，133-连接部，134-转向部，
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
在本发明的各个图示中，为了便于图示，结构或部分的某些尺寸会相对于其它结构或部分夸大，因此，仅用于图示本发明的主题的基本结构。
请参考图1～图9所示，为本发明设计的用于制备过冷却水的紧凑型换热器1；为了方便描述，设立坐标系O-XYZ。
所述紧凑型换热器1包括换热部分11、连接于所述换热部分11上的引流结构12；所述换热部分11作为不冻液和水的换热单元，所述引流结构12对进出所述紧凑型换热器1的流体起到引流、汇流的作用。
所述换热部分11包括两个侧板、位于两个侧板之间的复数微结构通道片111。
两个侧板沿O-Z方向分布，分别为底板116和顶板117。侧板厚度大约为2mm，具有一定的承压能力，对内部的微结构通道片111起到保护的作用。
所述微结构通道片111采用通过镜面的SUS316L片材，采用光蚀刻工艺形成换热区112、位于所述换热区112相对设置的两侧的进出口113、位于所述换热区112周围除进出口113外的区域的原子扩散结合区114。
具体地，通过光蚀刻工艺将所述微结构115和所述原子扩散结合区114外的部分蚀刻掉，所述微结构115和所述原子扩散结合区114的厚度一致，与相邻的微结构通道片111的结合效果好。
优选地，所述微结构115的厚度为所述片材厚度的1/2，也可以理解为蚀刻掉的部分的厚度为片材厚度的1/2。本实施例中，所述片材的厚度为0.2mm，所述微结构115的高度为0.1mm。
复数微结构通道片111在两个侧板之间叠层并与两个侧板原子扩散结合成一整体，构成三维中空的换热部分11，相邻的微结构通道片111之间形成工作流体通道。工作流体通道包括交替设置的水通道、不冻液通道，相应地微结构通道片111包括水通道片、不冻液通道片。所述换热区112设置有复数微结构115，原子扩散结合后，所述微结构115与相邻的微结构通道片111结合将换热区112划分为工作流体微通道群，所述微通道的水力学直径不大于0.4mm，微通道的长度不大于50mm，微通道的通道数不小于600；水在微通道内以0.017l/s～0.032l/s的流量通过时，通过在所述紧凑型换热器1中的时间为0.038s～0.072s。该紧凑型换热器1通过水力直径较小的微通道，提高了两个工作流体之间的热交换，可以大大减小工作流体微通道的长度，从而减少水在工作流体通道内的通过时间，降低其作为冰核引起结冰的风险。
一实施例中，所述工作流体通道的水力学直径为0.32mm，通道长度为21.5mm，通道数为720，通道无拐弯，水流平稳地流动，可以进一步避免出现冰堵现象。
所述微结构115为纵长形，且所述微结构115的延伸方向与所述进出口113排布方向一致。所述微结构115的长宽比介于4～6之间，例如长1.5mm，宽0.3mm。本实施例中，所述微结构115为椭圆形、梭形或菱形。
复数所述微结构115沿复数波浪线分布，复数所述波浪线沿所述进出口113排布方向延伸，且复数所述波浪线沿与所述进出口113排布方向垂直的方向间隔分布。
进一步地，沿与所述进出口113排布方向垂直的方向上，相邻的波浪线上的微结构115沿所述进出口113排布方向错位设置。
本发明中，沿所述原子扩散结合区114的长度方向上，每一波浪线的长度被设计为包括一个波峰、波谷，且波浪线的振幅较小，波峰和波谷之间仅能容纳两个所述微结构115。
本实施例中，相邻的所述微结构通道片111交叉叠层，也即其中一片所述微结构通道片111的进出口113对应另一片所述微结构通道片111的原子扩散结合区114；也可以理解为，其中一片所述微结构通道片111相对另一片所述微结构通道片111旋转了90°，形成流通方向大体垂直的两种工作流体通道，且一个工作流体通道的进出口113沿O-X方向，用于流通不冻液，另一个工作流体通道的进出口113沿O-Y方向，用于流通水。当然，所述不冻液也可以为冷媒，只要能够给水提供冷量的任何液体介质均可。
所述顶板117、所述底板116、复数所述微结构通道片111的原子扩散结合区114在叠层-原子扩散结合后形成所述换热部分11的围墙，所述引流结构12连接于围墙上，并与对应的工作流体通道连通。
所述引流结构12包括与所述换热部分11连接的变径部121、连接于所述变径部121远离所述换热部分11的一侧的延伸部122。其中，所述变径部121的内腔呈漏斗形或锥形，其内径尺寸(等效直径)自所述换热部分11向所述延伸部122的方向上逐渐减小，引导工作流体平缓流动。所述延伸部122通过接头与应用系统的配管连接。
进一步地，所述紧凑型换热器1还包括位于所述换热部分11叠层方向的两侧的保温层13，也即保温层13位于两个侧板之外；防止所述换热部分11的冷量向外泄漏，导致所述换热部分11的表面温度过低而形成结露或结晶，以免在水通道的出口处影响过冷却水的流出。
优选地，所述保温层13包括保温部分131、与所述保温部分131连接的引流接口132。保温部分31位于换热部分11的侧板外，引流接口132用以与外部管路相连接。
所述保温部分131包括位于所述侧板外的复数保温通道片1311、位于复数保温通道片1311背离所述侧板的一侧的端板1312，所述保温通道片1311包括保温区、位于所述保温区相对设置的两侧的进出口、位于所述保温区周围除进出口外的区域的原子扩散结合区，复数保温通道片1311在所述端板1312与所述侧板直接叠层及原子扩散结合，相邻的保温通道片1311之间形成保温流体通道，所有保温通道片1311的进出口的分布方向相同。
优选地，所述保温通道片1311与微结构通道片结构相同，也即采用上述微结构通道片作为保温通道片1311，微结构通道片的换热区即为保温通道片1311的保温区。具体可以理解为：保温部分131由复数上述微结构通道片111同向叠层及原子扩散结合形成，相邻的微结构通道片111的进出口113对齐，即工作流体通道的进出口113对齐，通入水，对内侧的换热部分11进行保护。
所述引流接口132包括与所述保温部分131连接的连接部133、连接于所述连接部133远离所述保温部分131的一端的转向部134。所述连接部133的内腔也呈漏斗形或锥形，其等效直径自所述保温部分131向所述转向部134的方向上逐渐减小，引导水流平缓流动。
所述转向部134为弯管，在空间上与所述延伸部122错开，末端通过接头与供水的配管连接。一具体实施例中，所述保温通道片1311的进出口与形成水流通道的所述微结构通道片111的进出口沿叠层方向对齐；所述转向部134远离所述连接部133的一端与所述延伸部122远离所述扩径部121的一端错位设置。
所述延伸部122的延伸方向与所述水流通道的进出口方向一致，所述转向部134的转向角度介于60°～120°，本实施例为90°。
本实施例中，所述连接部133的长度小于所述变径部121的长度，且与所述转向部134配合，不会占用所述引流结构12的设计空间。
本发明中，所述换热部分11与所述保温层13通过顶板117、底板116分割开，一起叠层、原子扩散结合形成一个整体。所述引流接口132与位于同一侧的所述引流结构12一体设置，结构紧凑。
保温层13内通入的水与换热部分11内的水优选相同，也可以为不同的水。
请参考图10所示，为本发明的紧凑型换热器在过冷却水制备系统中的应用说明。过冷却水制备系统包括不冻液流动系统2、水流动系统3、控制系统。
所述控制系统包括数据采集单元、数据处理单元、指令发送单元。所述采集单元用以采集不冻液流动系统2、水流动系统3的流量、压力、温度等信息。所述数据处理单元对采集的信息进行处理后，经过指令发送单元发出指令给所述第一恒温装置21、所述第一水泵22、所述第二恒温装置31、所述第二水泵32，调整系统的运行，以获得温度较低的过冷却水。
具体地，所述数据采集单元包括采集不冻液流动系统2的第一流量计23、第一压力计24、连接于不冻液通道入口的第一入口温度传感器、连接于不冻液通道出口的第一出口温度传感器，采集水流动系统3的第二流量计33、第二压力计34、连接于水通道入口的第二入口温度传感器、连接于水通道出口的第二出口温度传感器。
所述不冻液流动系统2的循环回路包括通过管路连接的第一恒温装置21、第一水泵22、第一流量计23、第一压力计24、第一入口温度传感器、所述紧凑型换热器1、第一出口温度传感器，启动第一水泵22时，不冻液(LLC)在循环回路内循环流动。其中，所述第一恒温装置21用以将不冻液的温度控制在第一预设温度范围内，第一预设温度范围为-8.0℃～-10.0℃，不冻液进入紧凑型换热器1的进口温度控制在-6.0℃～-8.0℃。
所述第一水泵22为为变频泵，方便调节流量和系统压力。
进一步地，所述不冻液流动系统2还包括用以对不冻液进行过滤的第一过滤器25，所述第一过滤器25为400目的金属网，优选不锈钢网，避免不冻液的腐蚀，也避免对不冻液造成污染。
另外，所述不冻液流动系统2还包括第一球阀26，提高系统的精准控制。
所述水流动系统3包括通过管道连接的如下部件：与水源连通并控制水温度的第二恒温装置31、第二水泵32、第二流量计33、第二压力计34、第二入口温度传感器、紧凑型换热器1、第二出口温度传感器。
本发明的过冷却水制备系统适用于采用自来水持续地、稳定地制备过冷却水，并产业化应用于制冰，该冰包括但不限于冰晶、冰粒、冰块等。当然，更适用于通过过滤器过滤、或离子交换柱、或蒸馏后更高纯度的水。
所述第二恒温装置31用以将水的温度控制在第二预设温度范围内。所述第二恒温装置31和第一恒温装置21的配合，使得进入紧凑型换热器1内的水、不冻液的温度相对恒定，因此使得出水温度保持稳定，且可以避免出现冰堵。
另外，所述第二恒温装置31通过制冷系统将水源的温度降低到接近0℃，例如0.5℃～3℃之间减轻对所述紧凑型换热器1的换热性能的要求。本发明中，将水源进入紧凑型换热区112的温度控制在2.5℃～4℃之间，例如3℃左右，紧凑型换热器1的出水温度：-2℃～-3.8℃之间。
其中，所述第二恒温装置31、所述第一恒温装置21可以通过同一制冷系统直接或间接地提供冷量，也可以分别通过两个制冷系统直接或间接地提供冷量。
所述第二水泵32优选为变频泵，方便调节流量和系统压力。
进一步地，所述水流动系统3还包括连接于所述第二恒温装置31与所述紧凑型换热器1之间的第二过滤器35，去除不溶固体颗粒，减少冰核，进而减缓或避免出现冰堵的现象。一参考实施例中，所述第二过滤器35为400目的金属过滤网，连接于所述第二水泵32和所述紧凑型换热器1之间。
另外，所述水流动系统3还包括第二球阀36，提高系统的精准控制。
所述紧凑型换热器1的结构如上所述，不再赘述。不冻液流动系统2内的不冻液、水流动系统3内的水分别流经同一所述紧凑型换热器1的两个工作流体通道，两者进行热交换，制备过冷却水。所述控制系统检测和控制整个系统，以便稳定地、持续地制备过冷却水。
本发明采用换热性能好、工作流体通道长度极度缩短的紧凑型换热器1，通过对进水温度、流速、通过时间等进行探索，期望获得温度较低的过冷却度，持续时间t更长。
具体地，本发明以自来水和不冻液为工作流体，用如上所述的紧凑型换热器1作为连续生成过冷却水的换热器，使用第一水泵22、第二水泵32分别调节不冻液、水的流量q1、q2，通过第一恒温装置21、第二恒温装置31分别调节不冻液、水进入紧凑型换热器1的流体入口温度T1,in、T2,in，明确可以到达的过冷却水最低温度和持续时间t；根据采集到的基础数据，分析存在的问题和提供解决方案的途径。
在考虑过冷却水连续生成条件设定时，从能量守恒的关系出发，当自来水的温度T2,in设定为3℃，流量根据换热器的设计范围也确定以后，不冻液LLC的入口温度T1,in的确定必须与生成自来水目标过冷却度相匹配。
基于上述过冷却水制备系统，本发明还提供一种过冷却水制备方法，已对本发明的换热器的应用性能进行说明。包括如下步骤：S1开启不冻液流动系统2的第一恒温装置21控制不冻液的温度至第一预设温度范围；S2开启水流动系统3的第二恒温装置31控制水的温度至第二预设温度范围；S3水的温度达到第二预设温度范围后，开启水流动系统3的第二水泵32，控制进入紧凑型换热器1的水通道的水的温度T2,in趋于稳定；S4进入紧凑型换热器1的水的温度T2,in趋于稳定后，开启不冻液流动系统2的第一水泵22，不冻液流经紧凑型换热器1的不冻液通道，调整不冻液的流量q1、水的流量q2，使得流出紧凑型换热器1的水的温度达到预期的冷却温度。
其中，步骤S1和S2中的所述第一恒温装置21、所述第二恒温装置31的开启顺序不限，可以同时开启，也可以先后开启。但步骤S3优选位于步骤S2和步骤S1之后，步骤S4位于步骤S3之后。
步骤S3中，考虑到水流波动对水的温度T2,in的影响，根据进入紧凑型换热器1的水通道的水的温度T2,in，调节第二水泵32的频率，控制水的流量q1。
步骤S4中，当开启第一水泵22后，先将不冻液的流量q1调整到最大值；当进入紧凑型换热器1的不冻液的入口温度T1,in保持稳定以后，进一步调整水的流量q2，使得流出紧凑型换热器1的水的温度达到预期的冷却温度。
进入紧凑型换热器1的不冻液的温度T1,in介于-6.0℃～-8.0℃之间，进入紧凑型换热器1的水的温度T2,in介于2.5℃～4℃之间，能够很好地控制水的过冷却度在预期范围内。
请参考图11所示，本发明还提供一种制冰系统200，包括上述过冷却水制备系统100、位于紧凑型换热器1出口的制冰装置。通过上述过冷却水制备系统100及其方法制得的过冷却水为一种不稳定的状态，受到微小的外界刺激即形成冰晶/冰粒。
一实施例中，所述制冰装置为冰桶或冰池4，过冷却水滴落到冰桶或冰池4中后，与壁撞击即变成冰晶/冰粒。所述冰桶或冰池4位于所述紧凑型换热器1的水通道出口的下方。
理想状况下，从所述紧凑型换热器1流出的冷却水已经达到了目标冷却温度，滴落到所述冰桶中后，与冰桶的壁撞击变成冰晶/冰粒；但是在过冷却水制备系统100开启初期，从所述紧凑型换热器1流出的水过冷却度不够，会在所述冰桶中存留一部分冷水；或者在制备冷却水的过程中，部分冰晶/冰粒融化成水。
为了排出冰桶中的水，避免其对冰晶/冰粒的影响，可以在冰桶上设置排水口、排水阀，适时地将冷水排出。优选地，将该部分冷水回收利用，避免浪费；本发明的所述水流动系统3包括还包括连通所述冰桶与所述第二恒温装置31的回流管、连接于所述回流管上的回流水泵5，用以将冰桶中的冷水回流至所述第二恒温装置31，重复循环使用，继续参与制备冷却水，不会造成水和冷量的浪费。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种用于制备过冷却水的紧凑型换热器，其特征在于，所述紧凑型换热器包括：
换热部分，所述换热部分包括两个侧板及复数微结构通道片，所述微结构通道片包括换热区、位于所述换热区相对设置的两侧的进出口、位于所述换热区周围除进出口外的区域的原子扩散结合区，复数微结构通道片在两个侧板之间叠层并与两个侧板原子扩散结合成一整体，相邻的微结构通道片之间形成工作流体通道，且相邻的两个微结构通道片的进出口的分布方向不同；
保温层，位于所述换热部分的两个侧板之外。
2.根据权利要求1所述的用于制备过冷却水的紧凑型换热器，其特征在于：所述换热区设置有复数微结构，原子扩散结合后，所述微结构与相邻的微结构通道片结合将所述工作流体通道划分为工作流体微通道群，所述工作流体微通道的水力直径不大于0.4mm，微通道的长度不大于50mm。
3.根据权利要求1所述的用于制备过冷却水的紧凑型换热器，其特征在于：所述换热区设置有复数微结构，所述微结构为纵长形，所述微结构的长宽比介于4～6之间，且所述微结构的延伸方向与所述进出口排布方向一致。
4.根据权利要求1所述的用于制备过冷却水的紧凑型换热器，其特征在于，复数所述微结构沿复数波浪线分布，复数所述波浪线沿所述进出口排布方向延伸，且复数所述波浪线沿与所述进出口排布方向垂直的方向间隔分布；沿与所述进出口排布方向垂直的方向上，相邻的波浪线上的微结构沿所述进出口排布方向错位设置。
5.根据权利要求1所述的用于制备过冷却水的紧凑型换热器，其特征在于，所述紧凑型换热器还包括分别连接于所述工作流体通道的两端的所述引流结构，所述引流结构包括与所述换热部分连接的变径部、连接于所述变径部远离所述换热部分的一侧的延伸部，所述变径部的内腔呈漏斗形或锥形，所述变径部的内径自所述换热部分向所述延伸部的方向上逐渐减小。
6.根据权利要求1～5任意一项所述的用于制备过冷却水的紧凑型换热器，其特征在于，所述保温层包括位于两个侧板外侧的保温部分、与所述保温部分连接的引流接口。
7.根据权利要求6所述的用于制备过冷却水的紧凑型换热器，其特征在于，所述保温层包括位于所述侧板外的复数保温通道片、位于复数保温通道片背离所述侧板的一侧的端板，所述保温通道片包括保温区、位于所述保温区相对设置的两侧的进出口、位于所述保温区周围除进出口外的区域的原子扩散结合区，复数保温通道片在所述端板与所述侧板直接叠层及原子扩散结合，相邻的保温通道片之间形成保温流体通道，所有保温通道片的进出口的分布方向相同。
8.根据权利要求7所述的用于制备过冷却水的紧凑型换热器，其特征在于，所述保温通道片与微结构通道片结构相同。
9.根据权利要求7所述的用于制备过冷却水的紧凑型换热器，其特征在于，所述引流接口包括与所述保温部分连接的连接部、连接于所述连接部远离所述保温部分的一端的转向部。
10.根据权利要求9所述的用于制备过冷却水的紧凑型换热器，其特征在于，所述连接部的内腔呈漏斗形或锥形，所述连接部的等效直径自所述保温部分向所述转向部逐渐减小。
11.根据权利要求9所述的用于制备过冷却水的紧凑型换热器，其特征在于，所述保温通道片的进出口与部分所述微结构通道片的进出口沿叠层方向对齐；
所述紧凑型换热器还包括分别连接于所述工作流体通道的两端的所述引流结构，所述引流结构包括与所述换热部分连接的变径部、连接于所述变径部远离所述换热部分的一侧的延伸部；
所述转向部远离所述连接部的一端与所述延伸部远离所述扩径部的一端错位设置。
12.根据权利要求11所述的用于制备过冷却水的紧凑型换热器，其特征在于，所述延伸部的延伸方向与所述水流通道的进出口方向一致，所述转向部的转向角度介于60°～120°。
13.根据权利要求11所述的用于制备过冷却水的紧凑型换热器，其特征在于，所述引流结构与所述引流接口一体设置。
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