CN117387404A - 立体异向流道式功能换热模组及换热器 - Google Patents

Abstract

本发明属于换热器技术领域，具体涉及一种立体异向流道式功能换热模组及换热器。本发明的换热介质流道为第一主流道、第一辅流道、第二辅流道及第二主流道的顺序层叠式结构，且第一主流道和第一辅流道彼此连通形成上层热源腔，第二主流道和第二辅流道彼此连通形成下层热源腔；同一层热源腔中，主流道的流通面积大于辅流道的流通面积，且主流道与辅流道彼此相交，以使得交点处构成彼此贯通的连通点；沿流道的层叠方向，第二辅流道与第一主流道彼此相邻，第二主流道和第一辅流道彼此相邻，且上层热源腔和下层热源腔之间存有彼此连通的汇通口。本发明以“混合融冰”和“换热融冰”的共同作用，确保结冰处的自清理功能。

Description

立体异向流道式功能换热模组及换热器

技术领域

本发明属于换热器技术领域，具体涉及一种立体异向流道式功能换热模组及换热器。

背景技术

LNG动力船舶利用燃料气供气系统fuel gas supply system(简称FGSS)，将LNG通过泵加压后在高压汽化器内吸热汽化，然后输运至动力系统作为燃料。其中高压汽化器是FGSS系统的关键设备。由于汽化器工作在高压(30MPa以上)、低温(-162℃)的苛刻应用环境，传统的管壳式换热器体积大，重量重，冷热流体在200℃的换热温差下，极易产生热应力破坏，限制了其在LNG船舶上的应用；而常规的钎焊板式、板翅式、框架板式换热器无法在高压下应用，目前扩散焊换热器使用相对更多。

当前，针对双燃料动力船用FGSS系统的高压液化天然气汽化工段的应用，扩散焊微通道换热器仍需解决两个难题：一方面，LNG也即工作介质的温度极低，在-162℃左右，而换热介质如乙二醇水溶液等的冰点通常为-40℃左右；由于低温LNG的温度远低于乙二醇水溶液的冰点；因此，在诸多汽化器中，乙二醇水溶液侧均存在极易结冰的现象。一旦乙二醇水溶液侧换热流道部分结冰，会逐步堵塞换热通道的换热与流通，并进而使结冰速率逐渐加快，最终出现汽化器内的乙二醇水溶液的流道的完全结冰现象，引发汽化功能失效，影响系统的正常运行。单纯通过加大通道直径来避免结冰现象，又易受化学蚀刻、机加工工艺、制造经济性等限制，且目前蚀刻深度又难以超过2mm，实际效果非常有限。另一方面，经过长时间使用，换热介质所在的微通道内壁会包含大量的杂质、污垢、油污，进而堵塞通道，又由于扩散焊微通道换热器的通道串联性，进而导致换热恶化甚至无法换热，引发系统停机。因此，亟待解决。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种立体异向流道式功能换热模组，其作为换热器的内置换热构件，能利用工作介质流道与换热介质流道处各主流道与辅流道之间的距离差产生的温差效应，以及各主流道与辅流道乃至不同层热源腔之间的间壁换热和融合换热效果，以“混合融冰”和“换热融冰”的共同作用，确保对结冰的生长速率的抑制和对主流道甚至是辅流道的结冰处的持续融冰功能；在不影响汽化器正常工作的前提下，可确保结冰处的自清理功能。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

立体异向流道式功能换热模组，包括换热板以及位于换热板内的可供工作介质和换热介质通行的流道；其特征在于：所述流道包括构成第一冷源的第一工作介质流道、构成热源的换热介质流道以及构成第二冷源的第二工作介质流道；所述换热介质流道为第一主流道、第一辅流道、第二辅流道及第二主流道的顺序层叠式结构，且第一主流道和第一辅流道彼此连通形成上层热源腔，第二主流道和第二辅流道彼此连通形成下层热源腔；同一层热源腔中，主流道的流通面积大于辅流道的流通面积，且主流道与辅流道彼此相交，以使得交点处构成彼此贯通的连通点；沿流道的层叠方向，第二辅流道与第一主流道彼此相邻，第二主流道和第一辅流道彼此相邻，且上层热源腔和下层热源腔之间存有彼此连通的汇通口。

优选的，在俯视方向的投影上，第二辅流道位于第一主流道的投影范围内，第二主流道位于第一辅流道的投影范围内。

优选的，第一辅流道的底端与第二辅流道的顶端沿流道的层叠方向彼此交汇，交汇处构成所述汇通口。

优选的，所述上层热源腔和下层热源腔由三层换热板配合形成；第一换热板的下板面处设置凹槽状的第一主流道，第二换热板的上板面处设置凹槽状的第一辅流道，第二换热板的下板面处设置凹槽状的第二辅流道，第三换热板的上板面处设置凹槽状的第二主流道；相应的主流道和辅流道在连通点处彼此槽口对合，从而形成相应的热源腔；在第一换热板的上方还布置有设置第一工作介质流道的上层换热板，第三换热板的下方布置有设置第二工作介质流道的下层换热板。

优选的，所述上层热源腔和下层热源腔由三层换热板配合形成，第一换热板的下板面处蚀刻有凹槽状的第一主流道，第二换热板的上板面处蚀刻有凹槽状的第一辅流道，第二换热板的下板面处蚀刻有凹槽状的第二辅流道，第三换热板的上板面处蚀刻有凹槽状的第二主流道，相应的主流道和辅流道在连通点处彼此槽口对合，从而形成相应的热源腔；在第一换热板的上方或下方还布置有同时具备低压LNG流道和高压LNG流道的侧部换热板。

优选的，各辅流道均由两条以上的独立流道彼此并排组合形成；每条独立流道均分别在所述连通点处独立连通同一层热源腔的相应主流道。

优选的，各主流道和各辅流道外形均呈V字状或W字状或波浪状，且同一层热源腔中，彼此配合的主流道和辅流道的开口彼此相对，以使得该主流道和辅流道的开口对合形成闭环结构，且闭环结构的对合点处设置所述连通点；以V字状或W字状的主流道和辅流道的转折处，或波浪状主流道和辅流道的波峰或波谷为各流道的拐点，再以同一层热源腔的彼此配合的主流道和辅流道形成一列流道单元，当前列流道单元与同一层热源腔的下一列流道单元的相邻拐点彼此连通。

优选的，各主流道和辅流道与各换热板的长度方向之间形成的夹角的范围为(0°，15°]。

优选的，上层换热板的板面处蚀刻有上层弧槽，该上层弧槽槽腔与相邻换热板配合形成第一工作介质流道；下层换热板处蚀刻有下层弧槽，该下层弧槽槽腔与相邻换热板配合形成第二工作介质流道；上层弧槽和下层弧槽的槽口朝向彼此相向或者彼此背离。

优选的，该换热器应用所述的立体异向流道式功能换热模组，其特征在于：包括管箱以及位于管箱内的芯体，芯体由两组以上的立体异向流道式功能换热模组沿流道层叠方向依序叠放形成。

优选的，当前组立体异向流道式功能换热模组的下层换热板与下一层立体异向流道式功能换热模组的上层换热板共用同一板体。

本发明的有益效果在于：

1)通过上述方案，本发明依托特殊的“主辅分流、温差去冰”的设计思路，依靠靠近冷源的主流道和相对远离冷源的辅流道彼此配合，使用时，双冷源自然使得各个主流道形成了第一主流道、第一辅流道、第二辅流道和第二主流道的特定层叠状态。

以乙二醇水溶液和低温LNG举例：由于主流道和辅流道的流通面积的差异性，使得正常操作时，乙二醇水溶液会主要沿主流道行进，从而方便与主流道相邻的工作介质流道内的低温LNG进行换热。当出现严重结冰现象时，其现象多发生于主流道处；因为辅流道相对的更远离工作介质流道，温度相对更高，因此更不容易结冰。此时，随着冰的堵塞，主流道流量减小，相对的辅流道的流量逐渐超过主流道，此时更多的乙二醇水溶液开始进入流道相对通畅的辅流道中；当辅流道的流量大于主流道时，辅流道实际上反超主流道，也即形成了主流道的替代流道，实现了乙二醇水溶液的持续流通换热目的。

而在辅流道作为替代流道工作时，一部分乙二醇水溶液仍然会流入主流道，并不断冲刷主流道的结冰处，实现“混合融冰”的作用；而另一部分进入辅流道的乙二醇水溶液，则因为与相应主流道靠近，因此实现了对主流道的间壁式换热目的，起到了“换热融冰”的作用。整个过程中，设备仍然可以不停机运行。

此外，上层热源腔与下层热源腔之间也存在汇通口，可以是单独开设连通流道，也可以采用上层热源腔与下层热源腔彼此靠近后形成交汇点并构成汇通口，均可。汇通口的布置，使得换热介质也即乙二醇水溶液在上层热源腔和下层热源腔，乃至同一层热源腔的两流道之间进行接触式换热和间壁式换热，能进一步维持结冰处的乙二醇水溶液的流通性，提升抑制结冰的生长速率的效果，从而确保乙二醇水溶液的流量和温度范围调控的适应性。

总结而言，本发明在发生局部结冰时，作为换热介质的乙二醇水溶液通过在特定结冰位置处的前侧和后侧的串流接触换热以及间壁式换热，并巧妙利用了主流道和辅流道与冷源距离不同而产生不同热量的“热量差”，有效强化了“融冰效果”，充分保证乙二醇水溶液的通过性。“混合融冰”和“换热融冰”的共同作用，可实现对主流道甚至是辅流道的结冰处的持续融冰功能；在不影响汽化器正常工作的前提下，可确保结冰处的自清理功能。

2)“换热融冰”作用若要最大化体现，则可使用本发明的优化方案，也即第二辅流道位于第一主流道的投影范围内，第二主流道位于第一辅流道的投影范围内。此时，第二辅流道与第一主流道彼此最为接近的同时，第二辅流道又相对最为远离冷源，从而可实现对第一主流道的快速换热融冰效果；第二主流道与第一辅流道同理。

3)作为本发明的进一步优选方案，本发明的汇通口是以两处辅流道彼此靠近并在连通点处交汇形成。此时当第一辅流道和第二辅流道彼此靠近并交汇时，又会使得两者的相贯线处形成类似“S”型的变厚度旋切面，使得该处的乙二醇水溶液进行流通时能被进一步的旋切，进一步强化接触式的混合换热效果；同时也使得乙二醇水溶液能依靠自身的交汇、混合、分流，进一步强化通过性，保证抗结冰堵塞和污垢堵塞性能。

4)上述的流道结构搭配多列流道单元，可具备以下好处：一方面，同列流道单元的主流道和辅流道可以始终在拐点处进行流量再分配，保证了乙二醇水溶液的通过性；另一方面，相邻列流道单元之间又可以流量再分配。乙二醇水溶液也能依靠自身的交汇、混合、分流，进一步强化通过性，保证抗结冰堵塞和污垢堵塞性能。

5)辅流道采用多流道并列或单流道配合隔板的方式，另一个原因在于降低了辅流道的整体深度，以便于蚀刻加工。此外，两块换热板处分别开主流道的槽体和辅流道的槽体，再依靠彼此对合形成相应的热源腔，这不仅增加了易结冰或易产生污垢介质的乙二醇水溶液的热源腔的流通面积，也使得该热源腔超越了常规的扩散焊板式换热器的蚀刻深度难以超过2mm的使用限制。配合单个热源腔甚至多层热源腔彼此连通形成的三维立体网络，可使得乙二醇水溶液在三维连续可变空间内实现连续、间断的组合流动形式，确保了各个流道内换热效率的均一化，也进一步的降低了发生结冰的风险。

6)各主流道和辅流道与各换热板的长度方向之间形成的夹角的范围有所限制，但总体沿换热板长度方向，同列流道单元的主流道和辅流道以基点向外延伸时，其延伸方向上仍然是彼此远离的，再至最远点后彼此靠近，并最终于某一点的拐点处汇合，以此反复。这种设计方式，配合汇通口，可更方便三维立体网络的形成，加工也更为方便。

附图说明

图1和图2为换热器的其中一种实施方式中两种安装方式在连通点处的横截面图；

图3为本发明的功能换热模组的流道布置状态图；

图4为图3的正视图；

图5为图3所示结构的俯视图；

图6为换热器的另一种实施方式的结构示意图。

本发明各标号与部件名称的实际对应关系如下：

10a-第一工作介质流道；10b-换热介质流道；10c-第二工作介质流道；

11a-第一主流道；11b-第一辅流道；12a-第二辅流道；12b-第二主流道；

13-汇通口；14-上层换热板；15-第一换热板；16-第二换热板；

17-第三换热板；18-下层换热板。

具体实施方式

为便于理解，此处结合图1-图6，对本发明的具体结构及工作方式作以下进一步描述：

为便于解释本发明的实际工作过程，以下描述中，工作介质选用低温LNG，换热介质选用乙二醇水溶液；当然，实际操作时，工作介质和换热介质均可根据现场情况酌情选用。

至此，本发明具体结构参照图1-图5所示；包括管箱以及位于管箱内的芯体。管箱包括上端板和下端板，芯体位于两端板之间，芯体包括一个或多个立体异向流道式功能换热模组。每个功能换热模组均内置第一工作介质流道10a、第二工作介质流道10c及换热介质流道10b，如图1所示。其中，第一工作介质流道10a和第二工作介质流道10c构成冷源，而换热介质流道10b构成热源，如图1所示。

低压LNG流道10a和高压LNG流道10c既可以参照图6所示的换热器类型，从而将两冷源均布置于热源的同一侧，此时在第一换热板的上方或下方可布置同时具备低压LNG流道和高压LNG流道的侧部换热板。当然，也可以如图1和图2所示的布置于热源的两侧，以达到换热目的。

为便于描述，此处以低压LNG流道10a和高压LNG流道10c分别位于热源两侧，也即如图1和图2所示的实施方式作以下阐述：

进一步的，立体异向流道式功能换热模组由多种不同功能类型的板片按照特定的顺序堆叠组合而成，至少包括上层换热板14、第一换热板15、第二换热板16、第三换热板17和下层换热板18。实际布置时，各换热板彼此层叠，从而将蚀刻后的槽状的相应流道形成通道状的流道腔。功能换热模组之间的组合方式，图1和图2所示的结构为参考例，实际操作时可视情况酌情设定。

其中，对于上层换热板14和下层换热板18，沿着流动方向可以布置为直流道、波浪形结构或者锯齿形结构。直流道时，流动阻力相对较小，波浪形结构或者锯齿形结构时，换热效果更佳。

对于第一换热板15、第二换热板16及第三换热板17所配合形成的主流道和辅流道，在图1和图2中也有所显示。实际设计时，各主流道也即单个大沟槽底部尺寸，为各辅流道也即多个小沟槽顶部尺寸和中间实心连接片段部分的尺寸相加。此外，各沟槽均为沿换热板长度方向弯折形成的波浪形结构或者锯齿形结构；在图3和图6中可看出，同一横截面上，各主流道之间流向交叉，各辅流道之间流向也交叉，而相邻的主流道和辅流道之间也构成了交叉结构，同时，再利用汇通口13，从而形成立体网格式的流道构造。

具体的，主流道和辅流道组合形成相应的热源腔时，如图3-图5所示，此时上层热源腔由作为大沟槽的第一主流道11a和作为并列独立小沟槽的第一辅流道11b组合形成；下层热源腔由作为并列小独立沟槽的第二辅流道12a和作为大沟槽的第二主流道12b构成；且在投影方向或者说是俯视视角上，第一辅流道11b位于第二主流道12b正上方且彼此相近布置，而第一主流道11a位于第二辅流道12a的正上方且彼此相近布置，从而形成上述的交叉结构。

同时，第一换热板15底部的第一主流道11a的每个单流道节段和第二换热板16顶部的第一辅流道11b的每个单流道节段的长度全部相同，与中轴线偏离的程度也完全相同，这使得整体沟槽组合后形成的上层热源腔，呈现如图5所示的规则分布的菱形网状流道构造。第二换热板16和第三换热板17形成的下层热源腔同理。

在上述结构基础上，如图3所示，再将第二换热板16的上板面和下板面处蚀刻的槽体彼此靠近，直至第一辅流道11b和第二辅流道12a在空间高度上产生的交集。该交集处也即通常所说的腔体内的相贯线处，可形成“S”形的变厚度旋切面，也即汇通口13。当来自第一换热板15、第二换热板16和第三换热板17的乙二醇水溶液，在各自的曲折长度内分别进行间壁式换热后，在“S”形的变厚度旋切面处，乙二醇水溶液会被进一步的旋切，进一步强化接触式的混合换热效果。

为便于理解，此处对本发明的实际工作流程作以下进一步阐述：

本发明实际使用时，按照使用过程中的芯体内换热介质，也即乙二醇水溶液的流动状态，可以分为未结冰或污垢未堵塞通道的常规换热工况和局部结冰或污垢堵塞换热工况两种情况，以下分别进行描述：

1)未结冰或污垢未堵塞通道的常规换热工况：

此时，上层换热板14、下层换热板18内的沟槽，配合相应的第一换热板15或第三换热板17，分别组成了冷源的两条工作介质流道；第一换热板15、第二换热板16和第三换热板17彼此对合，构成了相应的上层热源腔和下层热源腔，上层热源腔和下层热源腔依靠汇通口13彼此连通，最终构成换热介质流道10b。

上层热源腔和下层热源腔为波浪形或锯齿形流动结构，使得同一层热源腔的主流道和辅流道之间在连通点及汇通口13处彼此连通，确保乙二醇水溶液可以在两热源腔的所有流道单元内任意流动。在芯体入口处，参照图3所示，第一主流道11a的截面尺寸占上层热源腔总截面面积的比例甚至超过了60％，这样，大部分乙二醇水溶液会进入第一主流道11a，形成主要流道；少量乙二醇水溶液进入第一辅流道11b，形成辅助流道。此时，由于第一主流道11a更靠近位于上方的第一冷源，因此能充分进行间壁换热，第一主流道11a内的乙二醇水溶液的温度也更低；相应的，第一辅流道11b相对第一主流道11a而言，更远离位于上方的第一冷源，进行的是不充分的间壁换热，因此第一辅流道11b内乙二醇水溶液的温度相对而言更高。第二主流道12b和第二辅流道12a同理。各个流道内的乙二醇水溶液，均会在各连通点及汇通口13处进行汇合、换热，再重新分配流量，之后再重复的汇合、换热，直至最后流出芯体。

2)结冰或污垢堵塞通道的常规换热工况：

当发生严重的结冰现象时，结冰部位多位于乙二醇水溶液的温度相对更低的主流道中，也即第一主流道11a和第二主流道12b内。此时，一旦主流道被部分堵死时，乙二醇水溶液不易通过，乙二醇水溶液自然开始以辅流道为主要通行流道。此时，一部分乙二醇水溶液仍然会流入主流道，并不断冲刷主流道的结冰处，实现“混合融冰”的作用；而另一部分进入辅流道的乙二醇水溶液，则因为与相应主流道靠近，且辅流道内液体温度相对较高，因此实现了对相应主流道的间壁式换热目的，起到了“换热融冰”的作用。“混合融冰”和“换热融冰”的共同作用，可实现对主流道的结冰处的持续融冰功能，可在不影响汽化器正常工作的前提下，确保结冰处的自清理功能。

当然，当辅流道中的其中一个小沟槽也出现结冰现象时，由于其他小沟槽的存在，以及各拐点处的连通点的存在，因此也能完全依靠液体的冲击和间壁换热，来实现相应小沟槽内冰的融化效果，这也是辅流道为何采用多沟槽的并列流道结构的原因之一。此外，本发明的“S”形的变厚度旋切面更能进一步提升乙二醇水溶液的旋切现象，进一步强化接触式的混合换热功能，此处就不再赘述。

此时可知，本发明的设计理念，即是将全部换热板视为一个整体，在通过蚀刻凹槽再对合的方式增加水力直径，同时在发生局部结冰时，换热介质通过在特定结冰位置处的前侧和后侧的串流接触换热以及间壁式换热，并巧妙利用了主流道和辅流道与冷源距离不同而产生不同热量的“热量差”，有效强化了“融冰效果”，充分保证换热介质的通过性。

当然，污垢如由于换热过程或者反应过程产生的内源污垢堵塞流道时，本发明的上述设计也可以防止出现流道完全堵死而无法流通的情况；也即由于本发明的立体流通体系的存在，堵塞点也仅存在于庞大体系的一小块区域，尤其该区域处相应的主流道和辅助流道可实现彼此自动切换，因此流通性仍可以保证，以确保设备的连续可靠运行。

通过以上设计，本发明可以将冰堵或污垢堵塞的不良影响降至最低，保证换热器和系统的稳定运行。

当然，对于本领域技术人员而言，本发明不限于上述示范性实施例的细节，而还包括在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现的相同或类似结构。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，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，各实施例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。

本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (10)

1.立体异向流道式功能换热模组，包括换热板以及位于换热板内的可供工作介质和换热介质通行的流道；其特征在于：所述流道包括构成第一冷源的第一工作介质流道(10a)、构成热源的换热介质流道(10b)以及构成第二冷源的第二工作介质流道(10c)；所述换热介质流道(10b)为第一主流道(11a)、第一辅流道(11b)、第二辅流道(12a)及第二主流道(12b)的顺序层叠式结构，且第一主流道(11a)和第一辅流道(11b)彼此连通形成上层热源腔，第二主流道(12b)和第二辅流道(12a)彼此连通形成下层热源腔；同一层热源腔中，主流道的流通面积大于辅流道的流通面积，且主流道与辅流道彼此相交，以使得交点处构成彼此贯通的连通点；沿流道的层叠方向，第二辅流道(12a)与第一主流道(11a)彼此相邻，第二主流道(12b)和第一辅流道(11b)彼此相邻，且上层热源腔和下层热源腔之间存有彼此连通的汇通口(13)。

2.根据权利要求1所述的立体异向流道式功能换热模组，其特征在于：在俯视方向的投影上，第二辅流道(12a)位于第一主流道(11a)的投影范围内，第二主流道(12b)位于第一辅流道(11b)的投影范围内。

3.根据权利要求2所述的立体异向流道式功能换热模组，其特征在于：第一辅流道(11b)的底端与第二辅流道(12a)的顶端沿流道的层叠方向彼此交汇，交汇处构成所述汇通口(13)。

4.根据权利要求1所述的立体异向流道式功能换热模组，其特征在于：所述上层热源腔和下层热源腔由三层换热板配合形成；第一换热板(15)的下板面处设置凹槽状的第一主流道(11a)，第二换热板(16)的上板面处设置凹槽状的第一辅流道(11b)，第二换热板(16)的下板面处设置凹槽状的第二辅流道(12a)，第三换热板(17)的上板面处设置凹槽状的第二主流道(12b)；相应的主流道和辅流道在连通点处彼此槽口对合，从而形成相应的热源腔；在第一换热板(15)的上方还布置有设置第一工作介质流道(10a)的上层换热板(14)，第三换热板(17)的下方布置有设置第二工作介质流道(10c)的下层换热板(18)。

5.根据权利要求1所述的一种双层异向流道式功能换热模组，其特征在于：所述上层热源腔和下层热源腔由三层换热板配合形成，第一换热板(15)的下板面处蚀刻有凹槽状的第一主流道(11a)，第二换热板(16)的上板面处蚀刻有凹槽状的第一辅流道(11b)，第二换热板(16)的下板面处蚀刻有凹槽状的第二辅流道(12a)，第三换热板(17)的上板面处蚀刻有凹槽状的第二主流道(12b)，相应的主流道和辅流道在连通点处彼此槽口对合，从而形成相应的热源腔；在第一换热板(15)的上方或下方还布置有同时具备低压LNG流道(10a)和高压LNG流道(10c)的侧部换热板。

6.根据权利要求4或5所述的立体异向流道式功能换热模组，其特征在于：各辅流道均由两条以上的独立流道彼此并排组合形成；每条独立流道均分别在所述连通点处独立连通同一层热源腔的相应主流道。

7.根据权利要求4或5所述的立体异向流道式功能换热模组，其特征在于：各主流道和各辅流道外形均呈V字状或W字状或波浪状，且同一层热源腔中，彼此配合的主流道和辅流道的开口彼此相对，以使得该主流道和辅流道的开口对合形成闭环结构，且闭环结构的对合点处设置所述连通点；以V字状或W字状的主流道和辅流道的转折处，或波浪状主流道和辅流道的波峰或波谷为各流道的拐点，再以同一层热源腔的彼此配合的主流道和辅流道形成一列流道单元，当前列流道单元与同一层热源腔的下一列流道单元的相邻拐点彼此连通。

8.根据权利要求7所述的立体异向流道式功能换热模组，其特征在于：各主流道和辅流道与各换热板的长度方向之间形成的夹角的范围为(0°，15°]。

9.根据权利要求4所述的立体异向流道式功能换热模组，其特征在于：上层换热板(14)的板面处蚀刻有上层弧槽，该上层弧槽槽腔与相邻换热板配合形成第一工作介质流道(10a)；下层换热板(18)处蚀刻有下层弧槽，该下层弧槽槽腔与相邻换热板配合形成第二工作介质流道(10c)；上层弧槽和下层弧槽的槽口朝向彼此相向或者彼此背离。

10.换热器，该换热器应用如权利要求4或5所述的立体异向流道式功能换热模组，其特征在于：包括管箱以及位于管箱内的芯体，芯体由两组以上的立体异向流道式功能换热模组沿流道层叠方向依序叠放形成。