具有至少一个多程换热器的换热器装置以及用于运行换热器装置的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种具有至少一个多程换热器的换热器装置，该换热器装置包括第一分配器(1)、第二分配器(2)和具有预定管道截面(A

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有至少一个多程换热器的换热器装置以及用于运行换热器装置的方法


[0001]本专利技术涉及一种具有至少一个多程换热器的换热器装置，该换热器装置包括第一分配器和第二分配器、至少一个第一分流分配器以及多个管道，每个分配器具有用于连接至流体管路的连接件，其中，流体(尤其是水)能够流过这些管道，其中，至少一个通气开口(10)布置在分流分配器中以便与周围环境平衡压力。本专利技术进一步涉及一种用于运行这种类型的换热器装置的方法。

技术介绍

[0002]例如，具有至少一个多程换热器的这种换热器装置可以用作冷却系统中的再冷却器，以用于冷却用作冷却系统中的传热介质的流体。再冷却器通常放置在待冷却的设施的外部，例如，建筑物的外部。如果使用水作为传热介质，则因此在安装了再冷却器的位置处结霜的情况下，传热介质存在冻结的风险。
[0003]因此，从现有技术中已知具有换热器装置的冷却系统，换热器装置允许再冷却器以防冻模式被排空。举例而言，WO 2018/184908 A1公开了一种冷却系统，其中水作为传热介质来循环，该系统包含再冷却器和水箱，其中再冷却器包含在第一端部区域处的入口收集器和出口收集器，以及在其与第一端部区域相对的第二端部区域处的分流收集器，该分流收集器具有第一支路和第二支路，第一支路和第二支路彼此相对地布置成V形。分流收集器的第一支路和第二支路经由布置在它们的顶端处的连接支路互连，其中，通向周围环境的通气开口布置在连接支路中。在流动方向上上升的第一管道装置在入口收集器与分流收集器的第一支路之间延伸，并且在流动方向上下降的第二管道装置在分流收集器的第二支路与出口收集器之间延伸。非加压水箱在入口收集器处连接至入口并且在出口收集器处连接至出口，使得储存在水箱中的冷却水可在闭合回路中被引导通过再冷却器。为了通气的目的，水箱经由通气管路连接至再冷却器，该通气管路在分流收集器的连接支路处通向通气开口。因此形成的再冷却器因此具有串联连接的两个单程调风器，两个单程调风器具有第一管道装置以及第二管道装置，该第一管道装置呈供应管路形式、将入口收集器连接至分流收集器并且形成第一单程调风器，该第二管道装置形成第二单程调风器并且穿行在分流收集器和出口收集器之间，以便将分流收集器连接至出口收集器。在再冷却模式下，引导穿过管道装置的水通过与吸入的环境空气进行热交换而被冷却。为此，储存在水箱中的冷却水借助于循环泵被引导穿过再冷却器。如果存在结霜的风险，为了排空再冷却器，这个已知的冷却系统提供了待关闭的循环泵。当循环泵被关闭时，由于分流收集器的恒定通气结合两个单程调风器的两个管道装置的梯度，再冷却器自动排空。
[0004]然而，与其中冷却介质经过换热器若干次的多程系统相比，具有串联连接的一个或更多个单程调风器(单程换热器)的换热器装置具有更低的冷却效率。因此，经常使用具有多程调风器的换热器装置来改进冷却效率并且提高冷却性能。如果要实现100kW与1500kW之间的冷却性能，这是尤其必要的。
[0005]例如，从WO 90/15299
‑
A中已知一种具有双程调风器的冷却装置。其中，用作传热介质的冷却水两次流过冷却系统的换热器(双程换热器)。为此目的，提供了换热器，该换热器具有布置在换热器的一端处的入口收集器、布置在相对端处的出口收集器和分流收集器，其中，供应管路形式的管道在入口收集器与分流收集器之间延伸，并且再循环管路形式的管道在分流收集器与出口收集器之间延伸。在再冷却模式下，冷却水首先被引导穿过在第一通路中的供应管路并且被引导穿过在第二通路中的再循环管路。当冷却水经过双程换热器的管道时，与环境空气的空气流进行热交换，该环境空气的空气流被风扇吸入并被引导穿过双程换热器，以便冷却冷却水。
[0006]当在具有结霜风险的区域中使用多程换热器时，存在以下危险：该多程换热器不能足够快或完全被排空以便防止传热介质(尤其是冷却水)冻结。尤其是当位于多程换热器中的传热介质的温度由于环境温度的快速降低或强风对换热器的影响而非常快地下降时，即使当使用多程换热器时，也必须确保换热器能够在非常短的时间段内完全排空，以便防止传热介质冻结。然而，由于传热介质若干次流过的长管道和传热介质通过多程换热器的管道的所得长传输路径，所以难以快速排空多程换热器。(供应管路和再循环管路的)管道的长度可以在3m与15m之间。出于相同的原因，一旦已经过结霜的风险，当恢复再冷却模式时快速再填充多程换热器也是困难的。

技术实现思路

[0007]基于此，本专利技术的目的是公开一种具有至少一个多程换热器的换热器装置，该换热器装置具有高冷却性能同时是尽可能有效的，并且如果存在结霜的风险则能够尽可能快且完全地排空，并且还尽快用一种传热介质进行再填充，以便一旦结霜风险已经过去就恢复冷却模式。另一目的是当至少一个多程换热器被填充时，防止过量的流体从换热器逸出，尤其是从多程换热器的至少一个分流分配器逸出。
[0008]根据本专利技术，这些目的是通过具有权利要求1的特征的换热器装置并且通过根据权利要求33的用于运行换热器装置的方法来实现的。根据权利要求30的冷却系统，其中，根据本专利技术的换热器装置被用作用于冷却作为传热介质的流体的再冷却器也有助于实现这些目的。
[0009]根据本专利技术的换热器装置包括至少一个多程换热器，其包括第一分配器、第二分配器、具有预定管道截面(A
U
)的至少一个管状分流分配器以及具有多个管道的管道装置，这些管道至少基本上彼此平行并且具有预定管道截面(A
R
)，其中，流体(尤其是水)能够流过所述管道，并且管道在该管道装置中被布置成具有预定数量的列(n)的列，第一分配器和第二分配器布置在换热器装置的一端处，并且分流分配器布置在相对端处，并且管道从该一端延伸至该相对端，并且管道连接至分流分配器和第一分配器或第二分配器，并且至少一个通气开口布置在该分流分配器的最高点处或至少在该最高点附近，以用来使压力与周围环境平衡。在该过程中，根据本专利技术，提供
[0010]a)阀，该阀布置在至少一个通气开口中并且能够被打开和关闭，其中当该阀被完全打开时，流动截面(d)是畅通的以用于空气通过，
[0011]b)分流分配器的管道截面(A
U
)和阀的流动截面(d)等于或大于最小截面(D
min
)，
[0012]c)其中，最小截面(D
min
)是由管道装置中的列的数量与管道的管道截面(A
R
)的乘
积计算出的(D
min
＝n
·
A
R
)。
[0013]当提及分配器的最高点时，所意指的是所讨论的分配器的大地测量学上的最高点。在提及最低点的情况下，所意指的是所讨论的设备(分配器)的大地测量学上的最低点
‑
尤其是相对于竖直方向观察的最低点。这还包括至少在大地测量最高点或大地测量最低点附近的点。
[0014]通过将阀布置在分流分配器的至少一个通气开口中，当多程换热器被填充时，可防止流体流出通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种具有至少一个多程换热器的换热器装置，所述换热器装置包括第一分配器(1)、第二分配器(2)、具有预定管道截面(A
U
)的至少一个管状分流分配器(4)以及具有多个管道(5)的管道装置(25)，所述管道(5)至少基本上彼此平行以及具有预定管道截面(A
R
)，流体
–
尤其是水
–
能够流过所述管道(5)，以及所述管道(5)在所述管道装置(25)中被布置成具有预定数量的列(n)的列，其中，所述第一分配器(1)和所述第二分配器(2)布置在所述换热器装置的一端(A)处，所述分流分配器(4)布置在相对端(B)处，并且所述管道(5)从所述一端(A)延伸至所述相对端(B)，以及所述管道(5)连接至所述分流分配器(4)和所述第一分配器或所述第二分配器(1，2)，以及至少一个通气开口(10)布置在所述分流分配器(4)的最高点(T)处或者至少在所述最高点(T)附近，以使压力与周围环境平衡，其特征在于，a)阀(11)布置在所述至少一个通气开口(10)中，以及所述阀(11)能够被打开和关闭，其中当所述阀(11)被完全打开时，流动截面(d)是畅通的以用于空气通过，b)所述分流分配器(4)的管道截面(A
U
)和所述阀(11)的流动截面(d)等于或大于最小截面(D
min
)，c)其中，所述最小截面(D
min
)是由所述管道装置(25)中的列的数量与所述管道的管道截面(A
R
)的乘积计算出的(D
min
＝n
·
A
R
)。2.根据权利要求1所述的换热器装置，其特征在于，当所述流体进入所述阀时，所述阀(11)自动地关闭所述通气开口(10)。3.根据权利要求1或2所述的换热器装置，其特征在于，所述阀(11)能够被液压地、气动地、或电动地致动，或者其特征在于，当所述流体进入所述阀(11)时，所述阀(11)机械地关闭。4.根据权利要求3所述的换热器装置，其特征在于，所述阀(11)被液压地、气动地或电动地致动，其中，控制信号根据所述换热器装置中的流体计算出的填充时间或测量的流体静压力来关闭所述阀(11)。5.根据前述权利要求中任一项所述的换热器装置，其特征在于，所述阀(11)包括腔室(14)和可移动地安装在所述腔室中的浮子(13)，其中，当所述流体进入所述腔室时，所述浮子(13)关闭所述阀(11)，以及进而关闭所述通气开口(10)。6.根据前述权利要求中任一项所述的换热器装置，其特征在于，所述阀(11)是多级阀
–
尤其为两级阀
–
以及所述阀包含腔室(14)，其中，当所述流体进入所述腔室时，所述通气开口(10)逐渐关闭。7.根据权利要求5或6所述的换热器装置，其中，一旦所述阀(11)的腔室(14)中的流体达到预定水位，所述通气开口(10)就由所述阀(11)完全并以气密的方式关闭。8.根据权利要求5至7中任一项所述的换热器装置，其特征在于，阀体(16)可移动地安装在所述腔室(14)中，其中，当所述流体进入所述腔室(14)时所述阀体(16)首先在阀座(15)的方向上移动，并且最终压靠在所述阀座(15)上。9.根据权利要求8所述的换热器装置，其特征在于，所述阀体(16)具有多个开口(17)，所述多个开口(17)形成所述阀(11)的流动截面(d)的一部分，以及其特征在在于，所述阀体(16)耦接至所述可移动安装的浮子(13)，当所述腔室(14)中的内部压力增大时所述浮子(13)平滑地关闭所述开口(17)。10.根据前述权利要求中任一项所述的换热器装置，其中，所述管道装置(25)中的列
(n)的数量在4与10之间，并且优选地在5与7之间。11.根据前述权利要求中任一项所述的换热器装置，其中，所述最小截面(D
min
)在5cm2和35cm2之间，并且尤其在10cm2和15cm2之间。12.根据前述权利要求中任一项所述的换热器装置，其中，所述分流分配器(4)的管道截面(A
U
)大于所述阀(11)的流动截面(d)。13.根据前述权利要求中任一项所述的换热器装置，其中，所述分流分配器(4)的直径(D
U
)在30mm与200mm之间。14.根据前述权利要求中任一项所述的换热器装置，其中，除了所述阀(11)之外，能手动运行的或者电致动的检测阀(26)布置在所述分流分配器(4)上。15.根据前述权利要求中任一项所述的换热器装置，其特征在于，所述管道(5)是彼此平行的并且与水平面成一定角度，其中，所述管道(5)与水平面形成的角度优选是在0.5
°
与5
°
之间，并且尤其优选是在1
°
与3
°
之间。16.根据前述权利要求中任一项所述的换热器装置，其特征在于，在排空模式下，所述流体在重力作用下从所有所述管道(5)流出而进入所述第一分配器(1)和所述第二分配器(2)，其中，环境空气在排空模式下流动经过打开的所述阀(11)而进入所述换热器。17.根据前述权利要求中任一项所述的换热器装置，其特征在于，在填充模式下，所述流体克服重力从所述第一分配器(1)和所述第二分配器(2)流出到所述管道(5)中，其中，空气经过打开的所述阀(11)从所述换热器逸出到周围环境中。18.根据权利要求17所述的换热器装置，其特征在于，在填充模式下，当所述流体进入所述阀(11)时，自动地并且优选地逐渐地关闭所述阀(11)。19.根据权利要求18所述的换热器装置，其特征在于，在排空模式下，所述流体在重力作用下经由所述第一分配器(1)的第一连接件(1a)和第二分配器(2)的第二连接件(2a)排出、进入下部流体管路(9)，所述下部流体管路(9)连接至所述第一连接件和所述第二连接件(1a，2a)。20.根据前述权利要求中任一项所述的换热器装置，其中，第一组管道的管道(5)为供应管路(5a)的形式并且连接至所述第一分配器(1)和所述分流分配器(4)，以及第二组管道的管道为再循环管路(5b)的形式并且连接至所述第二分配器(2)和所述分流分配器(4)。21.根据权利要求20所述的换热器装置，其特征在于，在再冷却模式下，所述流体经过所述第一连接件(1a)流入所述供应管路(5a)并且经过第三连接件(3)流出所述再循环管路(5b)。22.根据前述权利要求中任一项所述的换热器装置，其中，所述第一分配器(1)、所述第二分配器(2)和所述分流分配器(4)均为管状歧管的形式，所述管状歧管优选地以如下方式布置：所述管状歧管的纵向轴线是竖直的或相对于竖直方向倾斜。23.根据前述权利要求中任一项所述的换热器装置，其特征在于，所述分流分配器(4)布置在具有至少一个分隔壁的共用收集管中，所述至少一个分隔壁将所述收集管划分成两个或更多个区域，和/或其特征在于，所述第一分配器(1)和所述第二分配器(2)布置在共用的收集管中，其中，所述收集管包括分隔元件，所述分隔元件将所述收集管划分成流入区域和流出区域。24.根据前述权利要求中任一项所述的换热器装置，其特征在于，所述第一分配器(1)
和所述第二分配器(2)布置在所述换热器装置的前端面(A)处，以及其特征在于，所述分流分配器(4)布置在所述换热器装置的相对的前面处。25.根据前述权利要求中任一项所述的换热器装置，其特征在于，可控阀布置在所述第一连接件(1a)中和/或所述第二连接件(2a)中。26.根据前述权利要求中任一项所述的换热器装置，其特征在于，多个传感器，所述多个传感器用于检测环境参数
–
尤其是外部温度和/或风速。27.根据前述权利要求中任一项所述的换热器装置，其特征在于，所述管道(5)中的至少一些管道在所述管道(5)的面向所述分流分配器(4)的端部处朝向所述分流分配器(4)弯颈。28.根据前述权利要求中任一项所述的换热器装置，其中，所述分流分配器(4)是管状的，并且所述分流分配器以如下方式布置：所述分流分配器的纵向轴线相对于竖直方向倾斜
–
尤其是以在30
°
至70
...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿尔弗雷德，
申请(专利权)人：昆腾股份有限公司，
类型：发明
国别省市：