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紧凑型印刷电路换热器挑战传统换热器
来源: | 作者:佚名 | 发布时间: 2024-07-03 | 1145 次浏览 | 分享到:
随着技术的持续进步与市场需求的日益增长,航烨能源公司所生产的扩散结合PCHE正逐步拓展其应用领域。从石油化工到航空航天,再到新兴的氢能源产业,PCHE以其独特的优势,为提升各类传热系统的性能提供了有力支持,展现出广阔的发展前景。

长久以来,经典的板式及管壳式换热器在加工行业内占据了重要地位。然而,随着技术革新与新兴应用需求的日益增长,特别是在面对高压、高温及腐蚀性挑战的环境时,业界开始探索更为先进的解决方案,紧凑型印刷电路换热器(PCHE)便是其中的佼佼者。

PCHE,作为一种创新的层叠式换热器,其核心在于采用薄而坚固的金属板层层堆叠构建。这些金属板经过精密的化学蚀刻工艺,形成了微小的流体通道网络,促进了复杂的流体流动路径。随后,利用先进的扩散粘合技术,这些金属板层被牢固地结合在一起,形成了一个结构紧凑且性能优良的换热器。

与传统的板式或管壳式换热器相比,PCHE展现出了显著的设计优势。它在体积上实现了大幅度缩减(约85%),同时重量也大幅减轻(同样约85%),这对于节省安装空间及降低运输成本具有重要意义。此外,PCHE的设计简洁高效,减少了对外部管道、支撑结构等辅助元件的依赖,进一步控制了总体成本。

凭借高品质的扩散结合技术,PCHE展现出了在极端工况下的稳定性,能够承受高达数百bar的压力及超过800°C的高温,这使其在众多严苛的应用场景中,如石油天然气开采、氢能源基础设施及航空航天领域,均有着优异的表现。

多年来,扩散焊技术以其独特的优势,成为了高强度与难熔金属连接领域的优选方案,特别是在面对传统方法难以应对的金属连接挑战时。该技术通过在高真空环境下的热压机(如PVA TePla等品牌提供的设备)内,施加极端高温与高压条件,促进金属表面原子间的相互扩散,实现紧密且几乎无界的结合。在材料相同时,这种结合方式几乎无法用肉眼分辨出接缝,确保了材料的整体一致性。通过细致的设备选型、材料预处理及工艺调控,扩散焊还能有效连接不同类型的金属,展现出其广泛的适用性。

在印刷电路换热器(PCHE)的层间连接中,扩散焊技术的应用显得尤为重要。相较于传统的真空钎焊技术,扩散焊在极端工况下展现出更为优越的性能。钎焊虽普及,但在高温、高压或强腐蚀性环境中可能受限,其熔化填充金属的过程可能阻塞PCHE的微细通道,影响整体效能。而扩散焊作为一种固态连接工艺,无需额外填充材料,有效避免了这一问题,确保了微通道的畅通无阻,从而保持了PCHE的高效热交换能力。

航烨能源公司已掌握并成功应用扩散焊技术于PCHE的生产之中。该公司生产的PCHE,不仅保留了原材料的优良机械、化学和热性能,还因扩散焊带来的高强度与完整性,能够稳定应对各类极端操作条件。此外,PCHE的紧凑设计——得益于其高效的微通道结构,实现了传热表面积的最大化,使得该产品在体积大幅缩小(相较于传统换热器减少约85%)的同时,依然保持了卓越的传热效率。

随着技术的持续进步与市场需求的日益增长,航烨能源公司所生产的扩散结合PCHE正逐步拓展其应用领域。从石油化工到航空航天,再到新兴的氢能源产业,PCHE以其独特的优势,为提升各类传热系统的性能提供了有力支持,展现出广阔的发展前景,下面介绍应用领域。

石油和天然气

PCHE 紧凑、高效的传热能力非常适合许多石油和天然气应用,包括预热器、过热器、气体压缩冷却器、高温换热器和液化天然气 (LNG) 交换器。

PCHE——氢气汽车加油站

PCHE 是加氢汽车加氢站的必备设备。储存的氢气在转入汽车油箱之前必须预冷至约- 40°C。此冷却过程可防止在加氢过程中因过高的温度而损坏油箱。为了加满油箱,加压氢气以大约 1,000 bar的压力分配;此过程会产生过多的热量,因为温度不能超过油箱的临界极限,所以氢气被预冷至约-40°C。加氢站冷却回路中的 PCHE 必须承受 1,000 bar或更高的压力和低至-50°C 的温度。PCHE 的紧凑设计也便于与氢气分配器外壳集成。

铝制散热器应用:电动汽车和航空航天

铝制散热器在许多关键设备的热管理中很受欢迎,这些设备的重量是影响因素,包括汽车和航空航天。铝制散热器也常用于电池。散热器和交换器中最常用的铝合金是 6000 系列合金。然而,镁和硅是主要的合金元素,很难用钎焊等方法连接。

在许多散热器应用中,钎焊助焊剂通常是被禁止的,因此,真空钎焊仍然是一种使用基于铝硅共晶合金的填充金属的连接技术。然而,这些合金的熔点为 580°C,非常接近基材的熔点,因此只提供了一个很小的工艺窗口来实现高质量的粘合。

扩散粘合工艺涉及在高真空热压机中对粘合部件施加高温和高压。优化扩散焊的熔炉设计。PCHE 扩散焊的熔炉设计和工艺实施有多种方法。高真空炉热压机的进步实现了卓越的压力控制和快速冷却系统,从而改善了键合、提高了产量并显著缩短了周期时间。

综上所述,随着技术的持续演进和应用场景的多元化,紧凑型印刷电路换热器(PCHE)正逐步在加工行业中崭露头角,其优良的性能和广泛的应用潜力正受到市场的广泛认可。航烨能源公司,作为该领域的参与者之一,已具备生产此类先进换热器的能力,致力于为客户提供高效、可靠的换热解决方案。欢迎各位来电咨询。

 


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