[发明专利]具有不同管道间隔的多通路热交换器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2006年11月22日递交的名为“MICROCHANNEL HEAT EXCHANGER APPLICATIONS”的美国临时申请No.60/867,043、于2006 年12月27日递交的名为“MICROCHANNEL HEAT EXCHANGER APPLICATIONS”的美国临时申请No.60/882,033和于2007年4月2日递交 的名为“MICROCHANNEL COIL HEADER”的美国临时申请No.60/909,598 的优先权，这些申请通过引用合并于此。

技术领域

本申请一般涉及多通路热交换器。更具体地，本申请涉及用于多通路热 交换器的旋管(coil)间隔构造。

背景技术

热交换器广泛地用于加热、通风、空调和制冷(HVAC&R)系统。多通 路热交换器通常包括多通路管道，用于让制冷剂流过热交换器。每个多通路 管道可具有多个独立的流动通路。鳍片位于管道之间，以有助于容纳在管道 流动通路中的制冷剂与在管道周围经过的外部空气之间的热传递。多通路热 交换器可用在小吨位系统中，如住宅系统，或大吨位系统中，如工业冷却系 统。

通常，热交换器通过将制冷剂循环经过蒸发和冷凝循环来传递热。在许 多系统中，制冷剂在流过热交换器时进行相变，在该热交换器中发生蒸发和 冷凝。例如，制冷剂可作为液体进入蒸发热交换器而作为蒸气离开。类似地， 制冷剂可作为蒸气进入冷凝热交换器并作为液体离开。这些相变导致流过热 交换器流动通路的液体和蒸气制冷剂。具体地说，热交换器的一部分可容纳 经历过热减温(de-superheat)的蒸气制冷剂而热交换器的另一部分容纳经历 过冷(subcool)的液体。

制冷剂的相会影响热交换器的效率，因为制冷剂的不同相具有不同的热 传递性能。例如，蒸气相的制冷剂会比液体相的制冷剂以更高的速度流过流 动通路，使得容纳蒸气相制冷剂的管道发生更少的热传递。在另一例子中， 采用用作冷凝器的热交换器，蒸气制冷剂会需要放出潜热和显热，以变为液 态制冷剂，而液体制冷器仅放出显热，以经历过冷。

因此，需要能针对蒸气和液态制冷剂相而允许热传递性能得到改善的热 交换器设计。在一些系统中，需要针对过热减温过程和过冷过程独立地改变 热传递性能。这会针对制冷剂的每个相发生更多的热交换。

发明内容

本发明提供热交换器和HVAC&R系统，其具有管道构造，所述管道构 造设计为能满足这种需要。所述管道构造可在许多热交换器中得到应用，但 是具体说，能很好地适用于在住宅空调和热泵系统中使用的冷凝器。通常， 热交换器具有两套多通路管道并将流体从一套管道循环流动到另一套。一套 多通路管道具有以一种间隔而间隔开的多个管道，而另一套多通路管道具有 以不同的间隔而间隔开的多个管道。

在下述的具体实施中，热交换器中的第一套多通路管道构造为使蒸气制 冷剂经历过热减温。随着蒸气制冷剂流过第一套管道，蒸气冷凝成液体。第 一套管道以为过热减温过程定制的一距离而间隔开。一旦制冷剂冷凝成液 体，则制冷剂流过第二套多通路管道，该第二套多通路管道构造为使液态制 冷剂过冷。第二套管道以为过冷过程定制的一距离而间隔开。由此，管道构 造允许通过针对流过管道的制冷剂相而定制每一套管道，来改善热交换器的 效率。

附图说明

本发明的这些和其他特点、方面和优点在结合所附附图来阅读以下详细 说明时将得到更好的理解，在附图中，所有图中相同的标记代表相同的部件， 其中：

图1示出了可以采用依据本发明的技术制造或构造的热交换器的这类示 例性住宅空调或热泵系统；

图2为图1的系统的外部单元的部分分解视图，上部组件被提升以将某 些系统部件暴露，包括热交换器；

图3示出了示例性商用或工业用HVAC&R系统，该系统采用冷却器和 空气处理器来冷却建筑物且还可采用根据本发明的技术的热交换器；

图4为示例性空调系统的概略视图，该系统可以采用带有根据本发明一 些方面的旋管间隔构造的一个或多个热交换器；

图5为示例性热泵系统的概略视图，该系统可以采用带有根据本发明一 些方面的旋管间隔构造的一个或多个热交换器；

图6为示例性热交换器的透视图，该热交换器具有根据本发明的一方面 的旋管间隔构造；和