[发明专利]微孔壳管式换热器

说明书

发明背景

本文公开的主题涉及换热器，且更具体地，涉及壳管式换热器。

加热和冷却系统，如HVAC和制冷系统，一般采用多种类型的换热器来提供加热和冷却。这些换热器通常包括壳管式换热器或管中管式换热器。在每种情况下，在被引导以便彼此邻近流通的液体之间以及紧密耦接以致彼此存在热传递相互作用的液体之间，通常会发生热传递。

例如，在壳管式换热器中，壳形成容器的外部表面，其内被引入制冷剂蒸气。然后，水被引导通过水管，水管延伸通过容器，从而在制冷剂和水之间发生热传递。在另一个实例中，制冷剂可被引导通过管，而水或其它热传递介质(如乙二醇或丙二醇)被引导通过管和换热器外壳之间的空间。

壳管式换热器一般占到水冷式制冷机成本的大约50％，并且通常决定所需的制冷剂量和单位占用间隔，响应于一般会增加尺寸限制和壳管式换热器成本的不断提高的能量效率要求，其两者均会随着时间而改变。

发明简述

根据本发明的一个方面，提供换热器的管状体。换热器适于传输第一流体通过内部，管状体容纳第二流体，由此在第一流体和第二流体之间发生热传递。管状体纵向延伸通过换热器的内部，具有非圆形横截面，并被形成以界定纵向延伸通过管状体的微通道，第二流体通过微通道进行传输。

根据本发明的另一个方面，换热器被提供并包括界定内部的壳、耦接到壳的歧管，由此第一流体在内部连通、布置于内部以传输第二流体通过其的管状体，由此在第一流体和第二流体之间发生热传递。管状体纵向延伸通过内部，具有非圆形横截面，并被形成以界定纵向延伸通过管状体的微通道，第二流体通过微通道进行传输。

根据本发明的再一个方面，换热器被提供并包括界定内部的壳、耦接到壳的歧管，由此第一流体在内部连通、传输第二流体通过内部的第一管状体和第二管状体，由此在第一流体和第二流体之间发生热传递，其中第一管状体和第二管状体中的每一个纵向延伸通过换热器的内部，具有非圆形横截面，并被形成以界定纵向延伸通过管状体的微通道，第二流体通过微通道进行传输。

根据结合附图进行的下列描述，这些及其它优点和特征将更加显而易见。

附图简述

作为本发明的主题被特别指出，并在本说明书结论处的权利要求书中明确要求保护。根据结合附图进行的下列详细描述，本发明的前述和其它特征及优点是显而易见的，其中：

图1为换热器的横截面视图；

图2为图1的换热器的部分管状件的透视图；和

图3为图1的换热器的部分管状件的透视图。

详述部分通过参考附图实例的方式解释本发明的实施方案，以及优点和特征。

发明详述

如行业要求和政府法规所规定，为了满足不断提高的整体系统效率要求并降低二氧化碳排放，换热器效能已经成为最重要的驱动力之一。优越的换热器性能最终导致占用间隔、重量和材料含量减少。

根据本发明的多个方面，换热器构造为用于气-液、液-液和气-气应用场合的微通道换热器(“MCHX”)。例如，在气-液场合，空气被引导于换热器管之外且制冷剂或其它冷却液被引导通过管。MCIIX设计允许紧凑的布置、增强的性能、减少制冷剂加注并提高结构刚度。

参考图1，提供了换热器10。换热器10包括界定内部21于其中的壳20，流体耦接至壳20并由此第一流体32与壳20的内部21相连通的进口/出口歧管30、31，和管状体40。管状体40被配置以传输第二流体41通过壳20的内部21，尤其是管状体40内。因此，在第一流体32和第二流体41之间发生热传递。

更具体地，管状体40在一个或多个通道中纵向延伸通过壳20的内部21，具有非圆形横截面42，并被形成以界定微通道50。非圆形横截面42可以为长形、椭圆形或矩形。微通道50在非圆形横截面42内被布置为并排结构，并贯通管状体40被纵向穿孔。微通道50在管状体40内提供通路，第二流体41通过所述通路进行传输。例如，如图1所示，非圆形横截面42主要为具有圆角的矩形，微通道50沿其中心线对齐。如果微通道50相对于管状体40足够小，微通道50可以沿横截面42的中心线直线排列或呈交错矩阵布置。必须理解，尽管微通道50被示出为具有圆形横截面，但其可以具有任何非圆形或其它多边形横截面形状，包括但不限于矩形、梯形或三角形，其中的每一个均在本发明范围内。