热交换器及其应用制造技术

技术编号:2494366 阅读:160 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种在含液介质和气体之间进行换热的热交换器,包括介质入口和介质出口以及扁平的热交换器垫子,其中该垫子包括许多平行、等距的热传导材料制成的毛细管(8)和热传导材料制成的线(10),该线(10)以热传导接触的方式附着在毛细管(8)上,在相对于毛细管的横向上延伸并且互相之间存在有所述线直径数量级大小的距离,其中气体可沿着线(10)流动以在该气体和流经毛细管(8)的介质之间进行热交换,以及其中该气体沿着该垫子流动并且阻止至少相当大部分的气体流动穿过该垫子,该气体在线(10)的纵向上流动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及权利要求1主题所述的热交换器。技术背景例如可从JP-A-61-153388 (公开)和EP-A-0 735 328中了解到这种热交换器。在从这些公开文本中了解到的热交换器中,气体流经由毛细管和 线形成的垫子上的开口。结果流经热交换器的气体经受相当大的流动 阻力。必须通过在风机装置的影响下对流经热交换器的气体进行引导 来克服这种流动阻力。因这一目的所需的电力导致在热交换器的工作 中不合人意的效率降低。另外,在所了解的热交换器中,不可能防止灰尘在非常短的时间 内在垫子上积聚。因而热交换器在很短的时间内被堵塞。本方案的性 能只能够通过气体的保持或反吹来临时再恢复,从而清洁该垫子。
技术实现思路
本专利技术的目的是大力改进所述类型热交换器的性能并且使该热交 换器充分地免维护。以此为目的,本专利技术提供具有权利要求1的特征的所述类型热交 换器。权利要求2具体说明了该热交换器可能的实际实施方式。 权利要求3涉及依照本专利技术的教导、借助编织程序连接所述线和毛细管的可能性。权利要求4涉及替代方式,其中所述线不借助编织程序与毛细管连接,但其中所述线在这些毛细管的任一侧以相互平行的关系附在毛细管上。与权利要求3的结构相比,权利要求4的结构具有更大的优 势,即毛细管之间中心到中心的距离可以显著地较小,这样更进一步地改进了热交换器的性能。例如在权利要求3的情况下,热交换器能 够满足依照权利要求13的具体说明,而在权利要求4的情况下,热交 换器能够满足权利要求14的具体说明。权利要求5涉及分别对于毛细管组的入口歧管和出口歧管,每种 情况数目的毛细管组、优选相等数目的毛细管组的平行连接及其集体 连接的可能性。入口歧管也可形成在前毛细管组出口歧管的一部分, 而出口歧管可形成在后毛细管组入口歧管的一部分。显然相应的对齐 的歧管彼此之间必须是热隔离的,这是因为在运转过程中二者之间毕 竟存在着温差。权利要求6具体说明了 一个重要的替代方式。在这个实施方式中, 毛细管彼此串联连接,不使用入口歧管和出口歧管,而相邻毛细管中 的介质以相对的方向流动。这个实施方式给流经的介质提供比例如权 利要求5的实施方式更大的流动阻力,但是具有能够以非常少量的介 质来满足需要的优势。尤其是在该介质具有有害性或危险性的情况中, 例如用于空调系统的CFC、丙烷及类似的介质,即使其包括多个垫子, 热交换器中的介质量也能够忽略不计,并且总量例如仅仅为数十毫升。 在使用歧管的实施方式中,热交换器中的介质量实质上更大,例如以 升计。可以想象的是这样一种热交换器不能完全满足法定规范的要求, 因而它不适于有关的应用。权利要求7描述了依照权利要求6的在一些环境中需要机械加固 的实施方式,这是由于折线形毛细管毕竟只具有非常有限的机械硬度。依照权利要求8的实施方式涉及本专利技术的实用方面。可以在相应 的管子上以任何适当的方式设置穿孔。例如可以利用钻孔、借助打孔 机或类似装置的穿孔或液流钻孔的方式。作为管子的替代,也可给通 风管道壁提供不穿过该壁延伸的狭缝孔,例如借助真空成型或注模, 在其中安装U形弯管从而使得垫子变硬并具有相互均等的空隙。权利要求9描述了权利要求6或8重要的更进一步的发展。可通 过局部加热到500 - 800。C的温度来发生硬焊接。因而以非常简单且本 身已知的方式获得非常坚固的连接,其能够经受住在压缩冷却器和空调系统中产生的15-20bar的高压。由于其特性能够非常容易地经受 住所述产生的高压,所以获得了与权利要求6的实施方式相同的优势。 权利要求10涉及受推荐的预处理。所述阳极处理是一个实例。其 他脱锡方法也可以考虑。但是所述阳极处理能够非常简单、快速和可 靠地进行。权利要求11具体说明了非常适于应用的实施方式,在此只需要有 限的压阻和完全密封。权利要求12给出了毛细管可能的和实用的尺寸。 权利要求15给出了所述线可能的尺寸。镀锡铜线是尤其值得考虑 的。铜是具有高热传导系数的材料。在这个意义上,银线是更好的, 但是银的缺点是显著地更为昂贵。铝也适于用作热传导所述线。然而 铝的缺点是虽然其具有优良的热传导系数,但仍然低于铜的热传导系 数。另外,以热传导方式将铝线以可靠方式和金属接触的方式与毛细 管连接是困难的。在镀锡铜的情况下,可利用焊接程序容易地实现这 一点。在该生产过程中,因而能够将由毛细管和镀锡铜线组成的垫子 加热到锡的熔点之上。从而借助焊接在接触区域发生粘合。权利要求16涉及实质上规定热交换器能够以逆流方式运行的重 要方面。正如人们所知道的,逆流提供最大效率,其效率大于交叉流, 这种交叉流比如是从该说明书开始所参照的早期公开文献中了解到 的、在其他之中的。关于权利要求16,必须应当认识到就该单词的严 格意义而言不存在逆流,但存在"有效的"逆流,其中毛细管的确在 相对于气体流动方向的横向上延伸,但相邻毛细管具有与逆流相应的 温差。依照权利要求17的热交换器包括许多相互并联的垫子。显然每个 垫子的入口必须与其他垫子的入口连接,例如使用共用的主入口歧管。 垫子的出口必须借助主出口歧管彼此连接。权利要求18涉及权利要求17的热交换器。依照权利要求18,歧 管可以是间隔件。就歧管之间存在局部温差而言,它们彼此之间必须 是热隔离的。然而在各个方面,垫子和相关联的歧管优选是相同的并 且彼此并联。于是不需要担心无意的热传递而且因此歧管之间的热绝 缘是不必要的。在本身已知的方式中,可以彼此相对着保持依照权利要求17的间 隔件和权利要求18的歧管。例如垫子可以形成为堆叠并且借助夹具彼 此相对着挤压间隔件。权利要求19涉及依照权利要求7的热交换器。这个权利要求中没 有歧管但在垫子的每一侧都有加固的型材。它们也可用作间隔件。也 可将通风管道壁的尺寸设计成在其中狭缝将毛细管的U形弯管保持在 它们的位置中。权利要求20提供气体流动的强制驱动选择。权利要求21给出了完全没有外部能量的不同运行。热电联产的含C02废气经常被允许进入温室以增强植物的生长。这些气体的流动推力可用于帮助经过热交换器的自然通风。依照现有技术,在日照时间期间,商业温室的冷却依靠屋顶窗子 的打开。不仅对于用较冷的外部空气替换内部热空气,而且对于给植能性,这样都是有效的。然而温室窗子的打开包含着随飞虫或由飞虫 带来传染病的危险,并且导致植物所需的几乎所有灌溉水的损失。保持窗子的关闭并且用水例如用地下水冷却温室是可能的。该地 下水在暖房中^L加热并且必须被再次冷却,例如在晚上或在冬季,因 而当需要冷却时,储存从温室吸收的热量是可能的。对于这种运行方法,通常需要使用热泵,例如空调系统,依照现有技术为其配备具有 镀锡管束的标准热交换器,热交换器介质经过该管束流动而空气在其 周围流动。热泵能够再冷却地下水并且使用该热量在晚上和在冬季加 热温室。在通过燃烧燃料在这些期间加热暖房的场合中,这样能够节 省燃料。在没有额外优势或者节约能量政府补贴的情况下,燃料节省 少而投资成本高,因而这种运行方法不是经济可行的。NL-A-93 01439描述了带有细线的热交换器。当温差只不过达到3 -5。C时,这种热交换器就能够以经济的方式从水向空气或从空气向水传递热量。重要的是它们这么做的时候只使用了占所传递热量少数百 分比的电能量。这本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热交换器,包括具有气体入口和气体出口的外壳,用于在含液介质和气体之间进行热交换,所述含液介质例如是象水这样的液体,或者是液体蒸气混合物,所述气体例如是空气,该热交换器还包括介质入口和介质出口以及至少一个大体上扁平的热交换器垫子,该垫子包括:    许多以互相平行和互相等距的关系布置的由热传导材料制成的毛细管,所述热传导材料例如是镀锡铜;以及    许多以热传导的、优选为金属接触的方式附着在毛细管上的热传导材料制成的线,所述热传导材料例如是镀锡铜,所述线以互相等距的关系在相对于毛细管的横向上延伸并且互相之间存在所述线直径的数量级大小的距离;    其中在驱动装置的作用下,气体能够沿着所述线流动,以经由毛细管壁和所述线使该气体和流经毛细管的介质之间进行热交换,    其特征在于:    该热交换器被配置成使得该气体沿着该垫子或每个垫子流动并且阻止至少相当大部分的气体流动穿过该垫子;以及    该气体在所述线的纵向上流动。

【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:E范安德尔EE范安德尔
申请(专利权)人:菲维赫克斯有限公司
类型:发明
国别省市:NL[荷兰]

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