CN104748592B - 具有流体流动以与不同的制冷剂回路串联地热交换的钎焊换热器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种钎焊换热器装置。该钎焊换热器可以例如用于加热、通风和空调***(HVAC)***和/或其单元。该换热器包括流体流动结构,以允许流体流,例如冷却流体流与不止一个制冷剂回路串联地热交换,其中每个制冷剂回路是不同且独立的制冷剂回路。总体上,与不止一个热交换流体回路串联地热交换的装置包括内部流动路径,所述内部流动路径允许工作流体流过第一钎焊换热器、流过一个或多个内部引导通道,以及流过第二钎焊换热器。
Description
技术领域
本发明涉及换热器,诸如钎焊换热器,其可以是钎焊板式换热器并可例如用于加热、通风和空调***(HVAC)***和/或其单元。该换热器包括流动结构,以允许流体流,例如冷却流体流与不止一个制冷剂回路串联地热交换,其中每个制冷剂回路是不同且独立的制冷剂回路。
背景技术
可用于例如HVAC***的换热器可包括各种类型的换热器,例如钎焊换热器。
发明内容
描述了钎焊换热器,该钎焊换热器可以是钎焊板式换热器并用于例如加热、通风和空调***(HVAC)***和/或其单元。
总体上,该换热器包括流动结构,以允许流体流,例如冷却流体流与不止一个制冷剂回路串联地热交换,其中每个制冷剂回路是不同且独立的制冷剂回路。
一个实施例中,与不止一个热交换流体回路串联地热交换的装置包括内部流动路径,所述内部流动路径允许工作流体流过第一钎焊换热器、流过一个或多个内部输送通道,以及流过第二钎焊换热器。
一个实施例中,第一钎焊换热器具有与工作流体回路流体连通的工作流体入口,而第一钎焊换热器流体入口和出口与第一热交换流体回路流体连通。第一钎焊换热器流体入口和出口构造成允许第一热交换流体流体流入和流出该第一钎焊换热器。第一钎焊换热器包括与工作流体入口流体连通的工作流体通道并包括与第一钎焊换热器流体入口和出口流体连通的第一钎焊换热器流体流动通道。工作流体流动通道根据第一钎焊换热器流体流动通道构造从而使流过该工作流体流动通道的工作流体与流过第一钎焊换热器流体通道的第一热交换流体进行热交换。内部流动路径包括第一钎焊换热器的工作流体通道和一个或多个内部输送通道。
一个实施例中,第二钎焊换热器具有与一个或多个内部输送通道流体连通的工作流体流动通道。第二钎焊换热器包括与第二热交换流体回路流体连通的第二钎焊换热器流体入口和出口,该第二热交换流体回路独立于第一热交换流体回路。第二钎焊换热器流体入口和出口构造成允许第二热交换流体流体流入和流出第二钎焊换热器。第二钎焊换热器包括与第二钎焊换热器流体入口和出口流体连通的第二钎焊换热器流体流动通道。第二钎焊换热器的工作流体流动通道根据第二钎焊换热器流体流动通道构造从而使流过该工作流体流动通道的工作流体与流过第二钎焊换热器流体通道的第二热交换流体进行热交换。第二钎焊换热器包括与第二钎焊换热器的工作流体流动通道流体连通的出口。内部流动路径包括第二钎焊换热器的工作流体流动通道。
内部流动路径由此包括第一钎焊换热器的工作流体流动通道、一个或多个内部输送通道以及第二钎焊换热器的工作流体流动通道。一个或多个内部输送通道与工作流体流动通道流体连通,从而该工作流体在装置内部离开第一钎焊换热器并进入第二钎焊换热器,从而工作流体不从第一钎焊换热器外部出口输送且不输送至第二钎焊换热器的外部入口。
通过“内部”流动路径,意味着从第一钎焊换热器至第二钎焊换热器的流体流动不是从第一钎焊换热器的外部出口至第二钎焊换热器的外部入口。
一个实施例中,第一和/或第二钎焊换热器是钎焊板式换热器。
一个实施例中,内部输送通道(多个通道)可以布置在第一与第二钎焊换热器之间。
一个实施例中,在第一与第二钎焊换热器之间布置分隔装置。
一个实施例中,一个或多个输送通道组成第一与第二钎焊换热器之间的分隔装置。
一个实施例中,第一钎焊换热器、所述一个或多个输送通道以及第二钎焊换热器构造并布置为单个单元而无用于内部流动路径的外部管系,如图所示。一个实施例中,装置是单个实体,构造并布置为单个部件。
一个实施例中,工作流体流动通道根据第一和/或第二钎焊换热器的换热器流体流动通道的配置可以以各种方式来构造并布置,包括但不限于逆流、平行流动、交叉流动,或其他类似方式等。
一个实施例中,本文所使用的装置和换热器可以通过使用多个热交换流体回路来实现级联效应。这些装置和换热器可以穿过单个装置,或者使用多个装置来得到所需要的热交换回路数量。
一个实施例中,一种对来自与不止一个热交换流体回路串联的工作流体的热量进行交换的方法,该方法包括将工作流体引导通过内部流动路径,所述内部流动路径将该工作流体引导流过第一钎焊换热器、流过一个或多个内部输送通道,以及流过第二钎焊换热器。
一个实施例中,该方法包括将工作流体引入第一钎焊换热器的入口,以及将第一热交换流体引入该第一钎焊换热器的入口。该工作流体被引导通过该第一钎焊换热器的工作流体通道,且第一热交换流体被引导通过第一钎焊换热器流体通道。流过该第一钎焊换热器的工作流体通道的该工作流体与流过第一钎焊换热器流体通道的第一热交换流体进行热交换。该工作流体被引导至一个或更多个内部输送通道,并且在内部被输送至第二钎焊换热器,并穿过该第二钎焊换热器的工作流体通道。第一热交换流体被引入该第二钎焊换热器的入口并引导穿过第二钎焊换热器流体通道。流过该第二钎焊换热器的工作流体通道的该工作流体与流过第二钎焊换热器流体通道的第二热交换流体进行热交换。该工作流体被引导至与第二钎焊换热器的工作流体流动通道流体连通的出口。
本文的装置和方法以及本文所述的钎焊换热器可以例如用于加热、通风和空调***(HVAC)***和/或其单元。例如,本文的装置和方法可以与各种类型的水冷却器结合使用,所述水冷却器可以使用各种类型的压缩机,包括但不限于涡旋式、螺杆式、往复式压缩机,且所述水冷却器可具有各种容量,包括但不限于约10吨至约100吨冷却能力,这使得可使用紧凑且低存货要求的钎焊换热器。但是,应当理解的是,由于一些设计变得更大,例如约120吨至更高的约150吨至约250吨,其中流率和分布可足够解决钎焊换热器的有利使用。
一个实施例中,适用本文的装置和方法的HVAC***和/或单元可包括约10吨至约100冷却能力的涡旋式压缩机水冷却器。
通过下面详细的描述和附图,各实施例的其它特征和方面将变得明显。
附图说明
现参照附图,附图中相同的附图标记表示相对应的部件。
图1是示例性钎焊板式换热器的立体图。
图2是与不止一个热交换流体回路串联地热交换的装置的一个实施例的示意性俯视图。
图3是与不止一个热交换流体回路串联地热交换的装置的一个实施例的示意性俯视图。
图4A和4B示出与不止一个热交换流体回路串联地热交换的装置的另一个实施例的视图,其中图4A是侧剖视图,图4B是正视图。
图5A和5B是与不止一个热交换流体回路串联地热交换的装置的另一个实施例的示意性视图,其中图5A是正视图,图5B是侧剖视图。
图6示出与图5A和5B所示的装置相符的流体流动图解。
具体实施方式
描述了采用钎焊换热器的装置和方法,该钎焊换热器可以是钎焊板式换热器,且可用于加热、通风和空调***(HVAC)***和/或其单元。该换热器包括流动结构,以允许流体流,例如冷却流体流与不止一个制冷剂回路串联地热交换,其中每个制冷剂回路是不同且独立的制冷剂回路。总体上,与不止一个热交换流体回路串联地热交换的装置包括内部流动路径,所述内部流动路径允许工作流体流过第一钎焊换热器、流过一个或多个内部输送通道,以及流过第二钎焊换热器。
首先简单地提到钎焊换热器,流体管理(例如单个钎焊换热器中的流体管理)可允许冷却流体以串联的方式将热量从一个制冷剂回路交换至一个或多个其它制冷剂回路。串联布置可利用来自多个制冷剂回路的温度级联效应,以提高热力循环的效率,例如制冷过程中的热力循环效率。
由多个(不止一个)制冷剂回路构成的制冷或冷却***的示例中,可以利用相对于各制冷剂回路的源汇流布置来提高制冷***的总体效率,例如性能系数(COP)。作为一个示例,对于由两个独立的制冷剂回路构成的***,如果源(冷却流体)流与接下来串联的一个回路热交换,则离开一个回路的饱和制冷剂的平均温度高于当源流与两个回路同时或并联相互作用时的温度。
钎焊换热器,例如钎焊板式换热器(BPHE)由波纹状金属板构成,这些波纹状金属板钎焊在一起。这种构造可提供一些优点并可在冷却或制冷***中作为例如蒸发器、冷凝器、过冷器、节能器、油冷却器。通常,BPHE可包括非常紧凑的外形和占地,可具有低内部(流体)体积,以及一体且刚性的结构。在其建造过程中,BPHE的各部件钎焊在一起,得到单个一体的换热器,其可附连至更大的***。
图1示出钎焊板式换热器(BPHE)10的一个示例。BPHE 10可以由波纹状金属板(参见例如12和14)构成,其钎焊在一起。如图所示,板14允许一个流体流,例如源流,诸如冷却流体(其可以是水),在一侧上流动,而板12允许另一流体流,例如制冷剂流,在另一侧上流动。各流体交换热从而流过板12的流体流对流过板14的流体流(例如水)进行冷却。盖28可具有开口16、18、20和22,这些开口是对应每个流体流的入口和出口。板14可具有开口24,开口24与开口16、18、20和22流体连通以允许流入和流出每个板12、14。盖26可关闭BPHE 10的另一侧。
BPHE,诸如BPHE 10能够处理各种流动情形。一种流动情形是流体流与另一个流体流进行能量交换。其它流动情形中,诸如本文的装置和方法中所描述的,多个流体流可在一个一体的钎焊换热器内相互作用。例如,两个制冷剂回路可以与一个共同的工作流体回路,例如但不限于水回路或乙二醇回路进行热交换。能够将不止一个BPHE钎焊在一起以形成并排、背靠背或者相邻的换热器布置。
图2是装置100的一个实施例的示意性俯视图,装置100用于与不止一个换热器(例如可用作单独的换热器的102、104)流体回路进行串联地热交换。一个实施例中,装置100可以是串联一体化的钎焊换热器,该钎焊换热器将穿过多个回路制冷设备(例如执行串联热交换)的串联水的热动力效益集中在一起,但是,装置100构造并布置为单个部件和一体的钎焊板式换热器结构。一些实例中,冷却流体,诸如水或乙二醇在入口106处进入装置100。该冷却流体然后在内部被输送至于第一制冷剂回路(例如换热器102)进行热交换。根据特定的应用,冷却流体穿过第一换热器102的内部通道的流体流动可以例如布置成但不限于逆流、平行流动或交叉流动。在完成与第一制冷剂回路(例如第一换热器102)相互作用之后,冷却流体在内部输送以与第二制冷剂回路(例如第二换热器104)相互作用。这种构造中,在整个过程中,冷却流体输送在内部发生。应当理解的是,用于将冷却流体流动输送穿过第一和第二回路,例如第一和第二换热器102、104的流动通路可以特定地设计、构造和定向从而提供关于第一回路和第二回路足够和/或最优的流动。还应当理解的是,在级联布置中,可采用其它回路。例如,图2所示的冷却流体出口108结构上可设置成作为另一或更多个内部输送通道以增加至另一回路上,其可以类似于102、104。
图2所示的构造中,装置100可以构造和布置成单个实体,这可不需要外部的管系,可减少管系接头,且一个实体的操纵和维护可适于操纵和应用两个或更多个单元。
参考图2,流体流动可如下。为了便于描述,水可以是所示实施例的冷却流体,而装置100是其中其换热器作为蒸发器的装置。相对热的水进入冷却流体入口106。然后,该示例中,水向下流动穿过通道阵列或工作流体通道116。所示的实施例中,水流动是相对于第一热交换流体(例如在诸如换热器102的第一回路中循环的制冷剂)的逆流。该制冷剂从水吸收能量并沸腾,并可例如以气体形式通过出口(图未示)朝向换热器102的顶部离开。一些实施例中,如果热交换的量足够,则制冷剂可沸腾至过热状态,这对于第一回路的其它目的可能是有用的。进而,水在与第一换热器102热交换过程中冷却。在穿过与第一换热器102关联的工作流体通道之后,水可以从第一换热器102的底部被输送至第二换热器104。一些实施例中,水被输送回到装置100的顶部,以开始于第二制冷剂回路,例如第二换热器104进行热交换过程。通过一个或多个内部输送通道120来完成该输送。一些实施例中,内部输送通道120不允许进行热交换,或者至少仅允许与制冷剂回路,例如换热器102、104进行非常少的热交换,从而仍可实现级联效应的益处。通常,内部输送通道120构造成将水引入与第二回路呈热交换关系的换热器,例如引入第二换热器104。水然后可流过钎焊通道阵列,例如第二换热器104的工作流体通道116。应当理解的是,一些实施例中,也可采用其它流动室、通道、集管或其它流动路径结构,如图2中118所示,来输送冷却流体。
类似于第一回路中发生的过程,该制冷剂被蒸发掉并通过第二热交换流体通道112离开第二换热器104,同时该水冷却。最后,水被输送至出口108并然后可离开换热器104和/或装置100。
应当理解的是,装置100可包括其它回路,例如第一换热器102,其例如以与第二回路(例如第二换热器104)类似的布置增加至第一回路。
这种配置中,出口108可由其它内部输送通道(或多个内部输送通道)替换并布置在更下游,直到最后的回路也被包括其中。然后,所得到的冷却流体,例如水,可以通过使用常规的实施方式来循环以冷却工业过程,提供空调、冷却食物或提供对社会有益的作用。
由此,如图2所示,第一钎焊换热器102可具有与工作流体回路流体连通的工作流体入口106,而第一钎焊换热器流体入口和出口(例如参见图3的214a、214b)与第一热交换流体回路流体连通。第一钎焊换热器流体入口和出口构造成允许第一热交换流体流体流入和流出第一钎焊换热器102。第一钎焊换热器102包括与工作流体入口106流体连通的工作流体通道116并包括与第一钎焊换热器流体入口和出口流体连通的第一钎焊换热器流体流动通道110。工作流体通道116根据第一钎焊换热器流体流动通道110构造从而使流过工作流体流动通道116的工作流体与流过第一钎焊换热器流体通道110的第一热交换流体进行热交换。内部流动路径包括第一钎焊换热器102的工作流体通道110和一个或多个内部输送通道120。
一个实施例中,第二钎焊换热器104具有与一个或多个内部输送通道120流体连通的工作流体流动通道116。第二钎焊换热器104包括与第二热交换流体回路流体连通的第二换热器流体入口和出口(例如参见图3的214c、214d),该第二热交换流体回路独立于第一热交换流体回路。第二换热器流体入口和出口构造成允许第二热交换流体流体流入和流出第二钎焊换热器104。第二钎焊换热器104包括与第二换热器流体入口和出口流体连通的第二换热器流体流动通道112。第二钎焊换热器104的工作流体通道116根据第二换热器流体流动通道112构造从而使流过工作流体流动通道116的工作流体与流过第二换热器流体通道112的第二热交换流体进行热交换。第二钎焊换热器104包括与第二钎焊换热器104的工作流体流动通道116流体连通的出口108。内部流动路径包括第二钎焊换热器104的工作流体流动通道116。
内部流动路径由此包括第一钎焊换热器102的工作流体流动通道116、一个或多个内部输送通道120以及第二钎焊换热器104的工作流体流动通道116。一个或多个内部输送通道120与工作流体流动通道116流体连通,从而该工作流体在装置100内部离开第一钎焊换热器102并进入第二钎焊换热器104,从而工作流体不从第一钎焊换热器102外部出口输送且不输送至第二钎焊换热器104的外部入口。
通过“内部”流动路径,意味着从第一换热器102至第二换热器104的流体流动不是从第一换热器的外部出口至第二换热器的外部入口。
一个实施例中,第一和/或第二钎焊换热器102、104是钎焊板式换热器。
一个实施例中,内部输送通道(多个通道)120可以布置在第一与第二钎焊换热器102、104之间。
一个实施例中,在第一与第二钎焊换热器102、104之间布置分隔装置。
一个实施例中,一个或多个输送通道120组成第一与第二换热器102、104之间的分隔装置。
一个实施例中,第一钎焊换热器102、所述一个或多个输送通道120以及第二钎焊换热器104构造并布置为单个单元而无用于内部流动路径的外部管系,如图所示。一个实施例中,装置100是单个实体,构造并布置为单个部件。
一个实施例中,工作流体流动通道116相对于第一和/或第二钎焊换热器1002、104的换热器流体流动通道110、112的配置可以以各种方式来构造并布置,包括但不限于逆流、平行流动、交叉流动,或其他类似方式等。
一个实施例中,本文所使用的装置100和换热器102、104可以通过使用多个热交换流体回路来实现级联效应。这些装置和换热器可以穿过单个装置,或者使用多个装置来得到所需要的热交换回路数量。
应当理解的是,如图2所示的该特定的穿过换热器102、104的流动配置以及内部输送通道(多个通道)的位置和配置仅仅是示例性的且不意味着限制。以和图2所示的方式不同的方式来布置对应的元件的其它配置也可能是合适的。
图3是与不止一个热交换流体回路串联地热交换的装置200的另一个实施例的示意性俯视图。图3示出不同的流动方向,其可以在叠板内设计并可使用与图2相同的效果。图3中,第一和第二回路可以是分离的,例如呈并排配置,且该分离包括大致垂直定向的一个或多个输送通道。相似的附图标记相对应于图2所使用的附图标记。装置200包括第一换热器202、第二换热器204以及一个或多个内部输送通道220。第一换热器202具有入口206,而第二换热器204可具有出口208。工作流体通道216被示意性示出(且可使用其它合适的流动室、通道、集管或其它流动路径结构,例如附图标记218所指示的)。还示出第一和第二热交换流体通道201、212。还示出入口、出口214a、214b、214c和214d,其分别与第一和第二热交换流体通道210、212流体连通。
应当理解的是,穿过第一和第二换热器以及输送通道(多个通道)的流动的方向不是限制性的。其它示例中,根据BPHE制造以及根据流动设计,对角分离可能是有用的。
应当理解的是,一个或多个内部输送通道可设置有合适的宽度、壁厚和表面特征,以实现所需要的流体流过内部输送室。同样,输送通道的构造方式和材料可以设置成可实现所需要的例如相对于该装置的其它部分(包括但不限于第一和第二换热器)的热传导性和/或隔绝性。
还应当理解的是,可采用例如来自存在于该***和/或单元中的外部泵(例如冷却器泵)的现有***压力来为驱动流体穿过该装置提供流体压力。
应当理解的是,图2和3的装置可以包含于***和/或单元中,该***和/或单元例如包括多回路冷却器。
多回路冷却器中也可包含不同于图2和3的两个其它方法,其在下面参考图4A至6描述。
图4A-4B示出具有背靠背回路和外部管系420构造的串联布置BPHE。图4A-4B示出多个分开的换热器,例如两个换热器,其有分隔板422分隔。图4A-4B由此示出由背靠背钎焊在一起的两个独立换热器402、404构成的单个换热器。这里,冷却流体被完全输送穿过一个换热器(在左侧),穿过406、408并与流过入口214a至出口214b的流体流动热交换,在408处离开该第一换热器,通过406a、408a被输送至第二换热器,并然后以串联方式但使用外部管系输送穿过另一个换热器(在右侧)。通过该布置,相对于交错概念(下面参考图5A-5B和6所描述的),可实现改善的冷却***COP。外部管系配置的一些潜在缺点是必须设置额外的外部管系来将冷却流体流从一个换热器(或者对于背靠背,半个换热器)输送至另一侧。该外部管系可提高总体装置的占地。此外,压力损失可能会由于在外部管系的路线中存在多个弯头(例如在外部管系中有四个弯头)而降低效率。另外,由于使用外部管系,可能有一些热传递损失至环境。
图5A-5B和6示出换热器装置500的交错构造方法,但是热交换不是串联的且因此不能实现COP的改善。图5A-5B示出正视图(左)和侧视图(右)。该布置中,BPHE的内部通路直接将流动引导穿过交替的通道,参见图6。冷却流体(W)流过第一通道,然后来自回路的制冷剂(R1)流过下一通道。其后是另一水通道(W),该水通道随后是制冷剂流过回路2(R2),然后重复样式。该情形中,两个制冷剂回路与相同的冷却流体流进行热交换。由此,对于两个制冷剂回路,可得到热交换速率和最终相同的离开温度,导致相同的离开换热器的制冷剂状态。由此,每个回路的COP基本相同。
图5A-5B示出交错、双回路钎焊板式换热器500的示例。在左边的开口514a、514b代表回路1的制冷剂进入和离开。在右边的开口514c、514d代表回路2的制冷剂进入和离开。中间的开口506、508代表冷却流体的进入和离开。图6示出如图5A-5B所示的交错双回路钎焊板式换热器内部的流动流体。
方面
应当理解的是,下面的任一方面可与下面的其它方面中的任一个或多个组合。
方面:描述了钎焊换热器,其可以是钎焊板式换热器并例如用于加热、通风和空调***(HVAC)***和/或其单元。
方面:总体上,该换热器包括流动结构,以允许流体流,例如冷却流体流与不止一个制冷剂回路串联地热交换,其中每个制冷剂回路是不同且独立的制冷剂回路。
方面:一个实施例中,与不止一个热交换流体回路串联地热交换的装置包括内部流动路径,所述内部流动路径允许工作流体流过第一钎焊换热器、流过一个或多个内部输送通道,以及流过第二钎焊换热器。
方面:一个实施例中,第一钎焊换热器具有与工作流体回路流体连通的工作流体入口,而第一钎焊换热器流体入口和出口与第一热交换流体回路流体连通。第一钎焊换热器流体入口和出口构造成允许第一热交换流体流体流入和流出该第一钎焊换热器。第一钎焊换热器包括与工作流体入口流体连通的工作流体通道并包括与第一钎焊换热器流体入口和出口流体连通的第一钎焊换热器流体流动通道。工作流体流动通道根据第一钎焊换热器流体流动通道构造从而使流过该工作流体流动通道的工作流体与流过第一钎焊换热器流体通道的第一热交换流体进行热交换。
方面:内部流动路径包括第一钎焊换热器的工作流体通道和一个或多个内部输送通道。
方面:一个实施例中,第二钎焊换热器具有与一个或多个内部输送通道流体连通的工作流体流动通道。第二钎焊换热器包括与第二热交换流体回路流体连通的第二钎焊换热器流体入口和出口,该第二热交换流体回路独立于第一热交换流体回路。第二钎焊换热器流体入口和出口构造成允许第二热交换流体流体流入和流出第二钎焊换热器。第二钎焊换热器包括与第二钎焊换热器流体入口和出口流体连通的第二钎焊换热器流体流动通道。第二钎焊换热器的工作流体流动通道根据第二钎焊换热器流体流动通道构造从而使流过该工作流体流动通道的工作流体与流过第二钎焊换热器流体通道的第二热交换流体进行热交换。第二钎焊换热器包括与第二钎焊换热器的工作流体流动通道流体连通的出口。
方面:内部流动路径包括第二钎焊换热器的工作流体流动通道。
方面:内部流动路径由此包括第一钎焊换热器的工作流体流动通道、一个或多个内部输送通道以及第二钎焊换热器的工作流体流动通道。
方面:一个或多个内部输送通道与工作流体流动通道流体连通,从而该工作流体在装置内部离开第一钎焊换热器并进入第二钎焊换热器,从而工作流体不从第一钎焊换热器外部出口输送且不输送至第二钎焊换热器的外部入口。
方面:通过“内部”流动路径,意味着从第一钎焊换热器至第二钎焊换热器的流体流动不是从第一钎焊换热器的外部出口至第二钎焊换热器的外部入口。
方面:一个实施例中,第一和/或第二钎焊换热器是钎焊板式换热器。
方面:一个实施例中,内部输送通道(多个通道)可以布置在第一与第二钎焊换热器之间。
方面:一个实施例中,在第一与第二钎焊换热器之间布置分隔装置。
方面:一个实施例中,一个或多个输送通道组成第一与第二钎焊换热器之间的分隔装置。
方面:一个实施例中,第一钎焊换热器、所述一个或多个输送通道以及第二钎焊换热器构造并布置为单个单元而无用于内部流动路径的外部管系,如图所示。一个实施例中,装置是单个实体,构造并布置为单个部件。方面:一个实施例中,工作流体流动通道相对于第一和/或第二钎焊换热器的换热器流体流动通道的配置可以以各种方式来构造并布置,包括但不限于逆流、平行流动、交叉流动等。
方面:一个实施例中,本文所使用的装置和换热器可以以使用延伸穿过单个装置的多个热交换流体回路的级联效应来实施,或者采用本文的多个装置来解决多个热交换流体回路泄漏。
方面:一个实施例中,一种对来自与不止一个热交换流体回路串联的工作流体的热量进行交换的方法,该方法包括将工作流体引导通过内部流动路径,所述内部流动路径将该工作流体引导流过第一钎焊换热器、流过一个或多个内部输送通道,以及流过第二钎焊换热器。
方面:一个实施例中,该方法包括将工作流体引入第一钎焊换热器的入口,以及将第一热交换流体引入该第一钎焊换热器的入口。该工作流体被引导通过该第一钎焊换热器的工作流体通道,且第一热交换流体被引导通过第一钎焊换热器流体通道。流过该第一钎焊换热器的工作流体通道的该工作流体与流过第一钎焊换热器流体通道的第一热交换流体进行热交换。该工作流体被引导至一个或更多个内部输送通道,并且在内部被输送至第二钎焊换热器,并穿过该第二钎焊换热器的工作流体通道。第一热交换流体被引入该第二钎焊换热器的入口并引导穿过第二钎焊换热器流体通道。流过该第二钎焊换热器的工作流体通道的该工作流体与流过第二钎焊换热器流体通道的第二热交换流体进行热交换。该工作流体被引导至与第二钎焊换热器的工作流体流动通道流体连通的出口。
方面:本文的装置和方法以及本文所述的钎焊换热器可以例如用于加热、通风和空调***(HVAC)***和/或其单元。
方面:例如,本文的装置和方法可以与各种类型的水冷却器结合使用,所述水冷却器可以使用各种类型的压缩机,包括但不限于涡旋式、螺杆式、往复式压缩机,且所述水冷却器可具有各种容量,包括但不限于约10吨至约100吨冷却能力,这使得可使用紧凑且低存货要求的钎焊换热器。
方面:一个实施例中,可使用的制冷剂可包括但不限于相对密度大的相对高压制冷剂。应当理解的是,根据BPHE制造和流动设计,其它制冷剂可适于用于本文的装置和方法。
方面:但是,应当理解的是,由于一些设计变得更大,例如约120吨至更高的约150吨至约250吨,其中流率和分布可足够解决钎焊换热器的有利使用。
方面:一个实施例中,适用本文的装置和方法的HVAC***和/或单元可包括约10吨至约100冷却能力的涡旋式压缩机水冷却器。
通过前面的说明,将理解在细节上可进行变化而不脱离本发明的范围。说明书和所示的实施例应认为仅仅是示例性的,本发明的真实范围和精神由权利要求书的宽泛的意思指出。
Claims (10)
1.一种钎焊换热器装置,其特征在于,所述钎焊换热器装置包括:
第一钎焊换热器,该第一钎焊换热器包括:
与工作流体流动通道流体连通的工作流体入口,
与第一钎焊换热器流体流动通道流体连通的第一钎焊换热器流体入口,所述第一钎焊换热器流体流动通道与第一钎焊换热器出口流体连通,所述第一钎焊换热器流体入口和所述第一钎焊换热器流体出口与第一钎焊换热器流体回路流体连通,
第一钎焊换热器流体入口、各流体流动通道、以及出口构造成允许第一热交换流体流体流入和流出所述第一钎焊换热器,
所述工作流体流动通道根据第一钎焊换热器流体流动通道构造从而使流过该工作流体流动通道的工作流体与流过第一钎焊换热器流体流动通道的第一热交换流体进行热交换;
与第一钎焊换热器的工作流体流动通道流体连通的一个或多个内部输送通道;
与第一钎焊换热器连接的第二钎焊换热器,第二钎焊换热器包括:
与所述一个或多个内部输送通道流体连通的工作流体流动通道,
与第二钎焊换热器流体流动通道流体连通的第二钎焊换热器流体入口,所述第二钎焊换热器流体流动通道与第二钎焊换热器出口流体连通,所述第二钎焊交换器流体入口和所述第二钎焊换热器流体出口与第二钎焊换热器流体回路流体连通,所述第二钎焊换热器流体回路与所述第一钎焊换热器流体回路是独立的,
第二钎焊换热器流体入口、各流体流动通道、以及出口构造成允许与所述第一热交换流体独立的第二热交换流体流体流入和流出所述第二钎焊换热器,
第二钎焊换热器的工作流体流动通道根据第二钎焊换热器流体流动通道构造从而使流过该工作流体流动通道的工作流体与流过第二钎焊换热器流体通道的第二热交换流体进行热交换,
其中,该装置的内部流动路径包括第一钎焊换热器的工作流体流动通道、一个或多个内部输送通道以及第二钎焊换热器的工作流体流动通道,所述内部流动路径构造成所述工作流体先穿过所述第一钎焊换热器、然后穿过所述第二钎焊换热器来串联地交换热,
所述一个或多个内部输送通道在所述一个或多个内部输送通道连接到所述第二钎焊换热器的工作流体流动通道处的纵向相对位置连接到所述第一钎焊换热器的工作流体流动通道,使工作流体沿相同方向流过所述第一钎焊热交换器的工作流体流动通道和所述第二钎焊热交换器的工作流体流动通道,以及所述第一热交换流体是制冷剂,所述第二热交换流体是制冷剂。
2.如权利要求1所述的装置,其特征在于:所述一个或多个内部输送通道与第一和第二钎焊换热器的工作流体流动通道流体连通,从而工作流体在装置内部离开所述第一钎焊换热器并进入所述第二钎焊换热器,从而工作流体不从所述第一钎焊换热器外部出口输送且不输送至第二钎焊换热器的外部入口。
3.如权利要求1所述的装置,其特征在于:所述第一钎焊换热器和所述第二钎焊换热器中至少一个是钎焊板式换热器。
4.如权利要求1所述的装置,其特征在于:所述一个或多个内部输送通道布置在所述第一与第二钎焊换热器之间。
5.如权利要求1所述的装置,其特征在于:所述装置还包括布置在所述第一与第二钎焊换热器之间的分隔装置。
6.如权利要求5所述的装置,其特征在于:所述一个或多个内部输送通道是所述第一与第二钎焊换热器之间的所述分隔装置。
7.如权利要求1所述的装置,其特征在于:所述第一钎焊换热器、所述一个或多个内部输送通道以及所述第二钎焊换热器构造并布置为单个单元而无用于内部流动路径的外部管系。
8.如权利要求1所述的装置,其特征在于:在所述第一和/或第二钎焊换热器中的根据换热器流体流动通道的工作流体流动通道以逆流、平行流动或交叉流动配置相对于彼此构造和布置。
9.如权利要求1所述的装置,其特征在于:第一钎焊换热器流体入口与第一钎焊换热器流体回路流体连通,第二钎焊换热器流体入口与第二钎焊换热器流体回路流体连通,第二钎焊换热器流体回路与第一钎焊换热器流体回路分开。
10.如权利要求1所述的装置,其特征在于:所述装置构造成用于加热、通风和空调***(HVAC)单元,所述单元是具有10吨至100吨冷却能力的水冷却器并使用相对高压和密度大的制冷剂。
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