一种具有对称特征的换热结构及其换热器和应用方法技术

本发明专利技术提供了一种具有对应特征的换热结构，由多个翅片、密封体及结构管组成，至少具有如下对应特征之一：具有两组相对应的换热管和翅片，换热管贯穿翅片，相对应的换热管和翅片固定连接；或具有相对应的两组通道，两组通道分别作为辅助通道与气体通道；或功能元件对称布置；或功能元件含有TEC元件可对称切换；或具有可对称切换流向或断流开流切换的换热管；或具有对称布置的热回收段，所述热回收段由相邻的两通道组成。其应用包括融霜﹑回热﹑空气杀菌消毒﹑余热回收﹑制冷制热﹑发电﹑太阳能利用及蓄能等。本发明专利技术的换热结构经济可靠高效节能，可应用于传统空气处理，同时还引导出新的应用领域，将产生显著的经济节能效益和环境社会效益。

A symmetrical heat exchange structure, its heat exchanger and application method

【技术实现步骤摘要】
一种具有对称特征的换热结构及其换热器和应用方法
本专利技术涉及一种新型对称换热结构，尤其涉及一种基于翅片管的新型对称换热结构及其换热装置与应用，其应用包括融霜﹑回热﹑空气杀菌消毒﹑余热回收﹑制冷制热﹑发电﹑太阳能利用及蓄能等。
技术介绍
翅片管换热器作为一种紧凑高效的换热装置，广泛应用于与空气处理相关的各种设备，包括空调﹑制冷﹑制热﹑除湿﹑干燥及制水设备等。翅片管换热器，尤其是胀管式翅片管换热器，其生产工艺简单成熟﹑设备自动化程度高﹑制造成本低，是空气处理相关领域的不二选择。尽管该技术已经长期使用，但对其的改进与创新乏善可陈。这一方面说明了该技术在空气处理相关领域的优势和强大的生命力，采用普通的技术思路对其的改进余地小；同时也表明翅片管结构的换热器应用中存在的一些问题没有被充分认识，也缺乏创新性的技术思路实现真正的突破。事实上，翅片管换热器也存在许多的不足，举例来说，翅片管换热器应用于冷冻除湿干燥制水等领域时的回热问题，一直是导致能耗过大的原因之一，翅片管换热器应用于热泵的领域，蒸发器的结霜问题也是一个老大难的问题。另一方面，翅片管换热器不仅是气液换热﹑气/氟换热的最佳方式之一，它同样可以应用于气/气换热﹑气液气换热﹑气液氟等多种流体的换热﹑气固换热﹑固液换热﹑及气固液换热等；此外，它不仅可以作为一种传热的手段，同时也可作为传质或同时传热的技术手段；它不仅可以作为热量即时交换的手段，同时也可以作为一种蓄能的手段；它不仅仅是代表一种能量贬值的被动传质传热手段，同时也可以与TEC(半导体致冷器)等融合成为一种主动的、能使能量与品质提高的手段。它还可以是一种高效的热电转换装置，用于发电。专利文献，热交换结构CN103994676B，公开了一种基于翅片管的双空气通道的具有热回收功能的新型传热结构，该结构主要是基于导热管插入翅片，并具有双空气通道的形式，但该文献未对具有对称特征的翅片管的结构进行详细的描述说明，该专利所描述的结构只是翅片管式换热结构部分形式，也未涉及到各种应用方法，包括融霜等，事实上，翅片管式换热结构具有十分广泛的变化和应用，其应用的潜力巨大。本专利技术弥补其不足，基于翅片管式换热形式，提出多种新型结构及其换热器和应用方法，并针对目前翅片管应用中的各种不足提出了创新的解决方案。
技术实现思路
本专利技术基于传统成熟的翅片管形式的换热结构提出了一种可广泛应用于空气处理相关的多种领域的新型换热结构及相关的设备与应用方法，可方便替代现有的翅片管，应用于现有设备中，既可以创新性地解决了现有技术中存在的各种问题，同时又无需改变现有设备的设计布置等，因而具有很强的实用性。一种具有对应特征的换热结构，由多个翅片、密封体、功能元件及结构管组成，结构管穿过翅片并固定翅片，翅片两两之间通过密封体密封四周，密封体上设置有进气口和出气口形成通道，进气口和出气口位置相同的为同一组通道。功能元件布置在通道内﹑翅片上、穿过通道或穿过翅片，所述换热结构至少具有如下对应特征之一：(1)具有两组相对应的换热管和翅片，换热管贯穿翅片，相对应的换热管和翅片固定连接。(2)具有相对应的两组通道，两组通道分别作为辅助通道与气体通道。(3)功能元件对称布置，(4)功能元件含有TEC元件可对称切换，(5).具有可对称切换流向或断流开流切换的换热管，(6)具有对称布置的热回收段，所述热回收段由相邻的两通道组成。所述的功能元件包括，但不限于，冷却元件﹑加热元件﹑加湿元件﹑除湿元件﹑吸附吸收元件﹑消毒杀菌元件﹑蓄能元件以及TEC元件等，作为优选方案，所述的翅片与管通过胀管方式连接。一种上述具有对应特征的换热结构的制冷翅片管的融霜方法，其特征在于，该方法具体为：翅片间的通道通入气体，其中，对于具有对应特征(1)的换热结构，两组相对应的换热管和翅片中，翅片间的通道通入空气，一组换热管中通入制冷剂或制冷流体冷却空气，另一组换热管中不通入制冷剂或制冷流体对对应的翅片融霜，融霜的热量来自于空气，两组翅片交替融霜，无需融霜时，两组均用于制冷。对于具有对应特征(2)的换热结构，辅助通道通入水﹑液体或气体对翅片和管加热进行融霜，或采用开孔翅片，辅助通道通入盐液，利用盐液通过翅片上的孔与霜接触进行融霜。对于具有对应特征(3)的换热结构，其中对称布置的功能元件为穿过通道的换热管并与翅片固定连接，对称的换热管及翅片交替融霜，融霜的一组换热管不通入制冷剂或流体，另一组的换热管通入制冷剂或流体。利用两组通空气的通道即双空气通道结构进行融霜，两组通道的进出口方向相反，进出口连线所在片面与换热管的对称面垂直。融霜时从一端进入到A通道内的空气先对该端的翅片及换热管融霜，再经过另一端的翅片及换热管被冷却后排出，从另一端进入到B通道内的空气也被该端的翅片及换热管冷却，然后经过融霜的翅片及换热管后排出；反之，从一端进入到A通道内的空气先被该端的翅片及换热管冷却，另一端的翅片及换热管融霜。对于具有对应特征(4)的换热结构，利用TEC元件的冷侧与热侧切换对其两侧的翅片交替融霜。对于具有对应特征(5)的换热结构，通过流向改变使得具有温差的流体交替通过换热管交替融霜，通过流体为高温时融霜，通过流体为低温时制冷。一种上述具有对应特征的换热结构的热回收方法，所述换热结构具有对应特征(6)，热回收段的A、B两通道进出口相反，热回收方法如下：A、B通道均通入空气，进入A通道的空气先被已冷却或加热的B通道的空气预冷或加热，然后再通过功能元件被冷却或加热，再对B通道空气进行预冷或预热，然后排出；进入B通道的空气与进入A通道的空气经过同样的过程，所述的冷却(预冷)或加热(预热)过程同时伴随有其它功能过程，包括但不限于，除湿﹑加湿﹑吸附﹑解吸﹑杀菌消毒等。功能元件布置在热回收段的中部。一种上述具有对应特征的换热结构的蓄能方法，所述换热结构具有对应特征(2)，该方法为：在辅助通道内置入相变材料PCM，通过穿过翅片并与翅片固定连接的换热管内的流体或空气通道内的空气输入能量或释放能量；或采用开孔的翅片，并在辅助通道内置入吸附剂，通过换热管内的流体或气体通道内的空气输入能量对吸附剂再生，空气被加湿，当空气除湿时，通过气体通道内空气或换热管内的流体释放能量。一种上述具有对应特征的换热结构的空气杀菌消毒方法，所述换热结构具有对应特征(6)，热回收段的A、B两通道进出口相反；该方法为：将需要杀菌消毒的两股空气分别通入A、B两通道，通道进口处的空气先经过相互的换热被预热，再经过功能元件加热，然后再在通道出口处经过相互换热被冷却后排出，空气经过上述升温过程被杀菌消毒；或所述换热结构具有对应特征(6)的一半，热回收段的A、B两通道进出口相反，A通道的出口与B通道的进口连通，形成U型通道，U型通道的进气口和出气口方向相同；空气进入U型通道后，进口处的空气先与出口处已经过加热的空气换热被预热，再经过功能元件加热，然后流至出口处与未经过加热的空气换热，被冷却后排本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有对应特征的换热结构，其特征在于，由多个翅片、密封体、功能元件及结构管组成，结构管穿过翅片并固定翅片，翅片两两之间通过密封体密封四周，密封体上设置有进气口和出气口形成通道，进气口和出气口位置相同的为同一组通道。功能元件布置在通道内﹑翅片上、穿过通道或穿过翅片，所述换热结构至少具有如下对应特征之一：/n(1)具有两组相对应的换热管和翅片，换热管贯穿翅片，相对应的换热管和翅片固定连接。/n(2)具有相对应的两组通道，两组通道分别作为辅助通道与气体通道。/n(3)功能元件对称布置，/n(4)功能元件含有TEC元件，TEC元件可对称切换，/n(5)具有可对称切换流向或断流开流切换的换热管，/n(6)具有对称布置的热回收段，所述热回收段由相邻的两通道组成。/n所述的功能元件包括；冷却元件﹑加热元件﹑加湿元件﹑除湿元件﹑吸附吸收元件﹑消毒杀菌元件﹑蓄能元件以及TEC元件等，作为优选方案，所述的翅片与管通过胀管方式连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有对应特征的换热结构，其特征在于，由多个翅片、密封体、功能元件及结构管组成，结构管穿过翅片并固定翅片，翅片两两之间通过密封体密封四周，密封体上设置有进气口和出气口形成通道，进气口和出气口位置相同的为同一组通道。功能元件布置在通道内﹑翅片上、穿过通道或穿过翅片，所述换热结构至少具有如下对应特征之一：
(1)具有两组相对应的换热管和翅片，换热管贯穿翅片，相对应的换热管和翅片固定连接。
(2)具有相对应的两组通道，两组通道分别作为辅助通道与气体通道。
(3)功能元件对称布置，
(4)功能元件含有TEC元件，TEC元件可对称切换，
(5)具有可对称切换流向或断流开流切换的换热管，
(6)具有对称布置的热回收段，所述热回收段由相邻的两通道组成。
所述的功能元件包括；冷却元件﹑加热元件﹑加湿元件﹑除湿元件﹑吸附吸收元件﹑消毒杀菌元件﹑蓄能元件以及TEC元件等，作为优选方案，所述的翅片与管通过胀管方式连接。


2.一种基于权利要求1所述具有对应特征的换热结构的制冷翅片管的融霜方法，其特征在于，该方法具体为：
对于具有对应特征(1)的换热结构，两组相对应的换热管和翅片中，翅片间的通道通入空气，一组换热管中通入制冷剂或制冷流体冷却空气，另一组换热管中不通入制冷剂或制冷流体对对应的翅片融霜，融霜的热量来自于空气，两组翅片交替融霜，无需融霜时，两组均用于制冷。
对于具有对应特征(2)的换热结构，辅助通道通入水﹑液体或气体对翅片和管加热进行融霜，或采用开孔翅片，辅助通道通入盐液，利用盐液通过翅片上的孔与霜接触进行融霜。
对于具有对应特征(3)的换热结构，其中对称布置的功能元件为穿过通道的换热管并与翅片固定连接，对称的换热管及翅片交替融霜，融霜的一组换热管不通入制冷剂或流体，另一组的换热管通入制冷剂或流体。利用两组通空气的通道即双空气通道结构进行融霜，即从一端进入到A通道内的空气先对该端的翅片及换热管融霜，再经过另一端的翅片及换热管被冷却后排出，从另一端进入到B通道内的空气也被该端的翅片及换热管冷却，然后经过融霜的翅片及换热管后排出；反之，从一端进入到A通道内的空气先被该端的翅片及换热管冷却，另一端的翅片及换热管融霜。
对于具有对应特征(4)的换热结构，利用TEC元件的冷侧与热侧切换对其两侧的翅片交替融霜。
对于具有对应特征(5)的换热结构，通过流向改变使得具有温差的流体交替通过换热管交替融霜，通过流体为高温时融霜，通过流体为低温时制冷。


3.一种基于权利要求1所述具有对应特征的换热结构的热回收方法，其特征在于，所述换热结构具有对应特征(6)，热回收段的A、B两通道进出口相反，热回收方法如下：A、B通道均通入空气，进入A通道的空气先被已冷却或加热的B通道的空气预冷或加热，然后再通过功能元件被冷却或加热，再对B通道空气进行预冷或预热，然后排出；进入B通道的空气与进入A通道的空气经过同样的过程，所述的冷却、预冷、加热、预热过程同时伴随有其它功能过程，包括除湿﹑加湿﹑吸附﹑解吸﹑杀菌消毒等。


4.一种基于权利要求1所述具有对应特征的换热结构的蓄能方法，其特征在于，所述换热结构具有对应特征(2)，该方法为：在辅助通道内置入相变材料PCM，通过穿过翅片并与翅片固定连接的换热管内的流体或空气通道内的空气输入能量或释放能量；或采用开孔的翅片，并在辅助通道内置入吸附剂，通过换热管内的流体或气体通道内的空气输入能量对吸附剂再生，空气被加湿，当空气除湿时，通过气体通道内空气或换热管内的流体释放能量。


5.一种基于权利要求1所述具有对应特征的换热结构的空气杀菌消毒方法，其特征在于，所述换热结构具有对应特征(6)，热回收段的A、B两通道进出口相反；该方法为：将需要杀菌消毒的两股空气分别通入A、B两通道，通道进口处的空气先经过相...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁一军，叶立英，
申请(专利权)人：袁一军，
类型：发明
国别省市：浙江;33