模块化的热交换系统技术方案

技术编号:5466282 阅读:203 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种模块化的热交换系统(1),带有热交换模块(2,21,22),包括带有热交换器(3)的至少一个第一热交换模块(21)。在此,热交换模块(2)的外边界通过流入面(4)和流出面(5)如此地形成,即,为了在传输流体(6)与于运行状态中流过热交换器(3)的热介质(7)之间的热量交换,传输流体(6)可通过流入面(4)而被供应给热交换模块(2),可被使得与热交换器(3)形成流动接触,且可通过流出面(5)而从热交换模块(2)中重新被导出。根据本发明专利技术,第一热交换模块(2,21)的第一边界面(81)关于第一热交换模块(2,21)的第二边界面(82)在可预定的倾斜角度(α)下倾斜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】模块化的热交换系统本专利技术涉及一种根据独立权利要求1的前序部分的、带有热交换模块 (Warmeaustauschmodul)的模块化的热交换系统(WSrmeaustauschsystem)。热交换系统的应用在不计其数的应用场合中由现有技术可知。热交换器被应用在 冷却设备(KUhlanlagen)中、举例而言在日常的家用冰箱中,在用于建筑物的空调设备中 或在各类交通工具中,特别是在机动车、飞机和船舶中,在内燃机中(作为水冷却器或油冷 却器),在冷却剂回路(KUhlmittelkreisen)中(作为冷凝器或蒸发器),以及在无数的其 它的不同的、对本领域技术人员而言均熟知的应用场合中。在此,存在有各种各样的、合理地将来自完全不同的应用场合的热交换器加以分 类的可能性。一种尝试是,根据不同类型热交换器的构造或者制造进行区分。因此,可按所谓的“薄板式热交换器”(作为一方面)和“迷你通道热交换器”或 “微通道热交换器”(作为另一方面)进行划分。长久以来为人熟知的薄板式热交换器,如所有类型的热交换器一样,用于两种媒 介之间的热量的传递,举例而言(但不仅仅)用于从冷却媒介到空气的或相反的传递,就 如其举例而言由传统的家用冰箱而已知的那样,在其中,为了在冰箱的内部产生冷却功率 (Kuhlleistung)而通过热交换器将热量放出至环境空气。在此,在热交换器之外的环境媒介,S卩,举例而言,水、油或常简单地为环境空气 (其举例而言吸收热量,或,热量由其传递到热交换器上)相应地被冷却(abgekilhlt)或加 热(erwSrmt)。第二媒介可例如为液态的载冷体或者载热体(KSlte- bzw Warmetrager)或蒸发的或者冷凝的制冷剂(KSltemittel)。在每种情况中,环境媒介(即,举例而言,空气) 具有与在热交换系统中循环的第二媒介(即,举例而言,冷却剂)相比显著地(wesentlich) 更小的热传递系数。这通过用于两种媒介的强烈地不同的热传递面积来补偿带有大的热 传递系数的媒介在这样的管道(Rohr)中流动,该管道在外侧上通过薄的板片(肋条、薄板) 而具有明显增大的表面,在该表面处发生例如与空气的热传递。图3显示了一种这样的已知的薄板式热交换器的元件的简单的例子。在实际中, 热交换器在此由大量的这种根据图3的元件所形成。在此,外表面积(AiiBenoberflSche)相对于内表面积的比例依赖于薄板几何尺寸(=管道直径、管道布置和管道间距)且依赖于薄板间距(Lamellenabstand)。薄板间距 针对不同的应用场合而作不同选择。然而,纯粹地在热力学方面,其应尽可能地小,但又不 应小至如下程度,即,使得空气侧的压力损失(Druckverlust)过大。经济的理想值为大约 2mm,这对于液化器(VerflUssiger)和中间冷却器(RUckkUhler)而言是典型的值。这种所谓的薄板式热交换器的制造根据长期以来已知的标准化的工序来实现 薄板利用压力机(Presse)和专用工具而被冲裁且彼此放置成垛。随后,管道被插入且被 机械地或液压地扩张(aufgeweitet),从而在管道和薄板之间形成非常好的接触且由此形 成良好的热传递。各个管道则通过弯管(Bdgen)和聚集管道(Sammelrohr)及分配管道 (Verteilrohr)而彼此相连接,常常是彼此相焊接。在此,效率基本由如下事实来确定,S卩,在薄板表面和空气之间被传递的热量必须通过经过薄板的热传导OVSrmeleitung)而被传递至管道。薄板的厚度越大或者传导 能力越高,然而还有,管道之间的间距越小,则热传递越有效。此处,人们谈及薄板效率。 因此,目前大多使用铝作为薄板材料,其具有相对于经济上的条件而言的高的导热能力 (WSrmeleitfdhigkeit)(约220W/mK)。管道间距应当尽可能地小,然而这导致了如下问题, 即,需要大量的管道。大量的管道意味着高的成本,因为管道(一般由铜制成)与薄的铝薄 板(Aluminiumlamellen)相比明显更贵。可通过如下方式降低该材料成本,即,减小管道直 径和壁厚,这就是说,构造带有许多小的管道的而不是带有很少的大的管道的热交换器。在 热力学上,该解决方法本是最佳的带有小的直径的处在狭窄的间距中的非常多的管道。然 而,用于管道的扩张和焊接的加工时间也是重要的成本要素。其在这种几何结构中将急剧 地上升。因此,在数年前就已开发了一种新的种类的热交换器,S卩,所谓的迷你通道热交换 器或微通道热交换器,其根据完全不同的方法来制造,且几乎与薄板式热交换器的理想状 态(Idealbild)相符带有小的间距的许多的小的管道。然而,作为小的管道的替代,在迷你通道热交换器中采用铝挤压型材 (Aluminiumstrangpressprofile),其具有非常多的、带有例如约为Imm的直径的小的 通道。这种的同样已知的挤压型材(Strangpressprofil)例如在图2中示意性地示 出。在实际中,在此,视所要求的热功率(W^rmeleistung)而定,可能利用单个挤压 型材(作为中心的热交换元件)就已可完成热交换器。为了获得更高的热传递功率 (WSrmdibertragungsleistung),显然地,在单一个热交换器中同样可同时地设置有多个 挤压型材,其例如通过输入管路(Zuleitungen)和排出管路(Ableitimgen)以合适的组合 彼此相连接,例如彼此相焊接。这种型材可例如以合适的挤出工艺(Extrudierverfahren)简单地且以多样的形 状而由众多的材料制成。然而,用于制造迷你通道热交换器的其它的制造方法同样是已知 的,如举例而言,合适地成形的型材板(Profilbleche)的组装,或其它合适的方法。该型材不可被扩张且也不需要被扩张,且其也不被插入到冲裁薄板垛 (Lamellenpakete)中。作为替代,例如在两个彼此紧靠的型材(常用的间距举例来说 < Icm)之间放置板条(Blechstreifen)、尤其铝板条,从而,通过板条和型材的交替的彼此 贴靠形成热交换器垛。该垛然后在焊接炉(L0tofen)中被完全地焊接。通过狭窄的间距和小的通道直径形成了带有非常高的薄板效率和非常小的填充 容积(通道内侧)的热交换器。该技术的另外的优点是材料对(Materialpaarimgen)(腐 蚀)的避免、轻的重量(无铜)、高的压力稳定性(约lOObar)、以及紧凑的结构形式(热交 换器的典型的深度例如20mm)。在移动式应用中,迷你通道热交换器在90年代期间被接受。对此而言,此处所需 要的小的重量、小的散热器芯子厚度(Blocktiefe)以及受限制的尺寸是理想的前提。汽车 冷却器以及用于汽车空调设备的液化器和蒸发器,目前几乎仅利用迷你通道热交换器来实 现。在静止式领域中,一方面通常需要较大的热交换器,另一方面,此处,此处重点较 少地在于重量和紧凑性而更多地在于最佳的性能价格比。迷你通道热交换器至今为止在尺寸上过于受限,以致难以被考虑用于该目的。大量的小的模块将会需要被复杂地相连接。此 外,在挤压型材中铝的用量相对较高,从而使得,在材料用量方面也几乎无法期望获得成本 优本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模块化的热交换系统,带有热交换模块(2,21,22),包括带有热交换器(3)的至少一个第一热交换模块(21),其中,热交换模块(2)的外边界通过流入面(4)和流出面(5)而如此地形成,即,为了在传输流体(6)与于运行状态中流过所述热交换器(3)的热介质(7)之间的热量的交换,所述传输流体(6)能够通过所述流入面(4)而被供应给所述热交换模块(2),能够被使得与所述热交换器(3)形成流动接触,且能够通过所述流出面(5)而从所述热交换模块(2)中重新被导出,其特征在于,所述第一热交换模块(2,21)的第一边界面(81)关于所述第一热交换模块(2,21)的第二边界面(82)在可预定的倾斜角度(a)下倾斜。

【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:F苏默勒
申请(专利权)人:联合热交换技术股份公司
类型:发明
国别省市:DE

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