用于热泵的紧凑式热交换器制造技术

公开一种维勒米尔(Vuilleumier)热泵，其中热排出器和冷排出器设置有缸壁，并且缸壁外侧与外壳内侧的环形空间具有设置在其中的至少一个热交换器。环形空间中的任何容积都是死区容积。公开一种促进减少死区容积的紧凑式高效热交换器。所述热交换器是具有横截面的大致螺旋形管，所述横截面在相邻管之间的流动方向上的长度大于与流动方向垂直的长度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于热栗的紧凑式热交换器。
技术介绍
在于2013年4月11日提交的题为“Heat Pump WithElectromechanically-Actuated Displacers”的 PCT 申请 PCT/US2013/036101 中公开了一种维勒米尔热栗，所述申请整体合并于此。在热栗的内部是:工作容积，其中设置有排出器；和死区容积，其包括其中设置有热交换器和回热器的容积。热栗的循环效率随死区容积与工作容积的比值增加而降低。因此，理想的是根据实际情况尽可能减少死区容积。
技术实现思路
为了克服现有系统的至少一个问题，公开一种热栗，其中提供一种高效热交换器以促进低死区容积，从而改进循环效率。在一种实施例中，热栗具有外壳和缸套，外壳具有外壁，缸套在外壳内，环形容积定位在外壁内侧和缸套外侧。热栗具有设置在缸套内的热排出器、设置在缸套内的冷排出器、设置在死区容积内的第一热交换器。第一热交换器具有盘绕成第一盘管的至少第一管，第一盘管具有多个转弯并且相邻转弯以第一预定距离分开。热栗还可具有设置在环形容积中的第二热交换器。第二热交换器具有盘绕成第二盘管的至少第二管，第二盘管具有多个转弯并且相邻转弯以第二预定距离分开。第一管和第二管在管的邻近相邻管的横截面的部分基本是平的。第一预定距离是在第一盘管的相邻转弯之间主要是大致层流的距离，而第二预定距离是在第二盘管的相邻转弯之间主要是大致层流的距离。第一预定距离和第二预定距离至少基于:外壳内的作业流体、热栗运行期间期望经受的温度范围、以及作业流体通过相邻盘管之间空间的速度。第一管的入口和第一管的出口刺穿外壳并且液体被栗送通过第一管。所述至少第一管具有形成并列螺旋的多个管，并列螺旋的相邻转弯以预定距离隔开。还公开一种制造热栗的方法，包括:形成缸；形成外壳的柱状部分；形成外壳的热端和冷端；在外壳的柱状部分中限定开口 ；挤出管材，管材的横截面形状具有两个相对的平行侧；转动管材以形成单螺旋和双螺旋之一从而形成第一热交换器；将外壳的热端附接到外壳的柱状部分；将环形回热器插入到外壳的柱状部分中；将第一热交换器插入到缸中；将第一热交换器的入口端从外壳中的第一开口推出；将第一热交换器的出口端从外壳中的第二开口推出；将入口端附接到邻近第一开口的外壳；以及将出口端附接到邻近第二开口的外壳。所述方法还可包括组装排出器组件；将柱附接到外壳的冷端；将排出器组件插入到缸中；以及将外壳的冷端焊接到外壳的柱状部分。排出器组件包括:柱，其结合有电磁体和第一结构和第二结构；热排出器、和冷排出器。所述螺旋可以是双螺旋，具有第一入口、第二入口和第一出口、第二出口。所述方法还可包括:将入口 y区段附接到第一入口和第二入口，并且入口 y区段的单个入口部分结合到外壳；将出口 y区段附接到第一出口和第二出口，并且出口 y区段的单个出口部分结合到外壳。在一种实施例中，热栗具有外壳和缸套，夕卜壳具有外壁，缸套在外壳内，环形容积定位在缸套外侧和外壁内侧；设置在缸套内的热排出器；设置在缸套内的冷排出器；设置在环形容积中的第一热交换器，其中第一热交换器包括盘绕成第一盘管的至少第一管，第一盘管具有多个转弯并且相邻转弯以第一预定距离分开；和设置在环形容积内的第二热交换器，其中第二热交换器包括盘绕成第二盘管的至少第二管，第二盘管具有多个转弯并且相邻转弯以第二预定距离分开。第一预定距离和第二预定距离小于分别在第一管的相邻转弯之间和第二管的相邻转弯之间存在层流流动的距离。确定第一预定距离和第二预定距离使得对于用于设计热交换器的运行参数中的大多数来说相邻转弯之间的流动主要是层流。外壁具有第一开口、第二开口、第三开口以及第四开口。所述至少第一管具有穿过第一开口的入口和穿过第二开口的出口。所述至少第二管具有穿过第三开口的入口和穿过第四开口的出口。热栗还可具有邻近热排出器的第一致动器和邻近冷排出器的第二致动器。当第一致动器运动热排出器时，作业流体流过第一热交换器并且当第二致动器运动冷排出器时，作业流体流过第二热交换器。热栗还可包括设置在外壳外侧并结合到第一热交换器的入口的液体栗。液体栗能够使液体循环通过第一热交换器。热交换器中的管的邻近其它管的部分大致是平的。热交换器中管的横截面是大致赛道形状或大致矩形形状。所述至少第一管包括布置成双螺旋的第一管和第三管。所述至少第二管包括布置成双螺旋的第二管和第四管。第一管和第三管在第一热交换器的入口端和出口端形成y，并且第二管和第四管在第二热交换器的入口端和出口端形成y。【附图说明】图1是维勒米尔热栗的横截面视图；图2A-2D是示出处于热栗可运行的循环的极端位置的维勒米尔热栗的示意图；图3是热栗的部分的横截面；图4是根据本专利技术的实施例的用于热交换器的管的横截面；图5和图6是不出外壳的柱状部分的部分的横截面的两种实施例，不出具有y区段以适应双螺旋管的实施例；图7是不出双螺旋管的热栗的部分的横截面；和图8是示出组装热栗的方法的一种实施例的流程图。【具体实施方式】本领域技术人员将会理解，结合任一附图示出和描述的实施例的各种特征可与一个或多个其它附图中示出的特征相结合以产生未明确示出或描述的替代实施例。示出的特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。但是，与本专利技术的教导一致的特征的各种组合和修改对于特定应用或实施可能是理想的。不论是否明确描述或示出，本领域技术人员可认识到类似的应用或实施。图1中，维勒米尔热栗50具有外壳52。外壳52中设置有柱状壁54。热排出器62和冷排出器66设置在柱状壁54内。排出器限定三个室:热室72、温室、以及冷室76。因为图1中示出的排出器62和66的位置，温室不具有容积并且因此在图1中不可见。外壳52具有热端82和冷端86。柱88附接到外壳52的冷端86并且沿外壳52的中心轴线53延伸到外壳52中。柱88延伸穿过冷排出器66的冷盖136和热盖126并且延伸穿过热排出器62的冷盖132。柱88具有设置在热排出器62内的第一电磁体92和设置在冷排出器66内的第二电磁体96。电磁体92和96附接到柱88，但是分别设置在热排出器62和冷排出器66内。排出器62和66相对于它们相应的电磁体运动。两个铁磁体块102和112附接到热排出器62，电磁体102和112以沿外壳52的轴线的方向彼此移位。两个铁磁体块106和116附接到冷排出器66并且以沿中心轴线52的方向彼此移位。热排出器62和冷排出器66都具有分别结合到顶盖122、126和底盖132、136的柱状壁。顶盖和底盖可以分别替代地称作热盖和冷盖。术语顶和底或上和下指图中示出的布置并且不将本专利技术限制为特定定向。柱88当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热泵，包括：具有外壁的外壳和在外壳内的缸套，环形容积定位在外壁内侧和缸套外侧；热排出器，其设置在缸套内；冷排出器，其设置在缸套内；和第一热交换器，其设置在环形容积中，其中第一热交换器包括盘绕成第一盘管的至少第一管，第一盘管具有多个转弯并且相邻转弯以第一预定距离分开。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·霍夫鲍尔，
申请(专利权)人：能升公司，
类型：发明
国别省市：美国;US