CN106440880B - 单元组合式换热矩阵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及换热器技术领域，公开了一种单元组合式换热矩阵，包括至少两个换热单元。换热单元包括机身壳体以及设置在机身壳体内的换热器；机身壳体上至少设置有两组接口群，每组接口群至少包括作为换热器的高温能量媒介的入口和出口的接口、作为换热器的低温能量媒介的入口和出口的接口；传输同种能量媒介的接口在换热单元内部相互导通。相邻的换热单元通过接口相互连接，构成单元组合式换热矩阵。本发明提供的单元组合式换热矩阵，在使用时，用户能够对换热单元的数量进行增减，从而获得需要的换热功率，其扩展性强。如此，用户无需对换热器进行定制，从而大大提高了用户的生产效率、降低了成本和采购周期。

Description

单元组合式换热矩阵

技术领域

本发明涉及换热器技术领域，具体涉及一种单元组合式换热矩阵。

背景技术

换热器是把高温流体的部分热量传递给低温流体的设备，也叫热交换器，它是化工、石油、动力、食品、医药等工业部门的通用设备，在工业生产中占据重要地位，其应用十分广泛。

然而现有的换热器的换热功率恒定。用户依据实际使用时的换热功率的需求情况对换热器进行定制，其生产效率低、制造成本高、生产和采购周期长。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种由至少两个换热单元组成的单元组合式换热矩阵，通过对该单元组合式换热矩阵中换热单元数量的增减，能够得到不同的换热功率。如此，用户在使用中，只需要依据实际使用时的换热功率增减换热单元的数量即可，无需定制换热器，提高了生产效率低、降低了成本以及生产、采购周期。

本发明的实施例通过以下技术方案实现：

单元组合式换热矩阵，包括至少两个换热单元。

换热单元包括机身壳体以及设置在机身壳体内的换热器；机身壳体上至少设置有两组接口群，每组接口群至少包括作为换热器的高温能量媒介的入口和出口的接口、作为换热器的低温能量媒介的入口和出口的接口；传输同种能量媒介的接口在换热单元内部相互导通。

相邻的换热单元通过接口相互连接，构成单元组合式换热矩阵。

在本发明的一种实施例中，换热单元的机身壳体具备至少两个组合面。每个组合面上设有一组接口群。相邻的换热单元通过组合面上的接口相互连接。

本发明实施例提供的单元组合式换热矩阵，在使用时，用户能够对换热单元的数量进行增减，从而获得需要的换热功率，其扩展性强。如此，用户无需对换热器进行定制，从而大大提高了用户的生产效率、降低了成本和采购周期。制造商也无需按照用户需求定制换热器，只需要生产标准的换热单元，提高了生产效率低、降低了制造成本和生产周期。

在本发明的一种实施例中，换热单元的组合面用于与相邻的换热单元的组合面相互紧密贴合，以构成换热矩阵。

在本发明的一种实施例中，组合面为偶数个，组合面两两相对设置。

在本发明的一种实施例中，相对的组合面上的接口的位置相互镜像对称，使得一个换热单元与另一个换热单元相互连接时，两个换热单元相应组合面上的传输同种能量媒介的接口相互正对。

在本发明的一种实施例中，机身壳体至少具备在垂直方向上相对的两个组合面，使得一个换热单元在垂直方向与另一个换热单元相互连接时，两个换热单元相应组合面上的传输同种能量媒介的接口相互正对。

在本发明的一种实施例中，机身壳体至少具备在水平方向上相对的两个组合面，使得一个换热单元在水平方向与另一个换热单元相互连接时，两个换热单元相应组合面上的传输同种能量媒介的接口相互正对。

在本发明的一种实施例中，换热单元的机身壳体为长方体，组合面为机身壳体的6个表面。换热单元的6个组合面连接相邻的换热单元，构成单元组合式换热矩阵。

在本发明的一种实施例中，6个组合面上接口的位置分布方式为：上下组合面的接口相互镜像对称；左右组合面的接口相互镜像对称，前后组合面的接口相互镜像对称。

在本发明的一种实施例中，单元组合式换热矩阵通过相邻的换热单元的组合面相互紧密贴合连接组成。

在本发明的一种实施例中，当n个换热单元在左右两侧组合面相互连接时，构成n个换热单元组成的单元组合式换热矩阵，n为≥2的整数。

在本发明的一种实施例中，当m个换热单元在上下两侧组合面相互连接时，构成m个换热单元组成的单元组合式换热矩阵，m为≥2的整数。

在本发明的一种实施例中，当k个换热单元在前后两侧组合面相互连接时，构成k个换热单元组成的单元组合式换热矩阵，k为≥2的整数。

在本发明的一种实施例中，当n行、m列换热单元在左右、上下四个组合面，相互连接呈竖直面排列时，构成n×m个换热单元组成的平面式单元组合式换热矩阵，m、n为≥1的整数，且n×m为≥2的整数。

在本发明的一种实施例中，当n行、k层换热单元在左右、前后四个组合面，相互连接呈水平面排列时，构成n×k个换热单元组成的平面式单元组合式换热矩阵，n、k为≥1的整数，且n×k为≥2的整数。

在本发明的一种实施例中，当m列、k层换热单元在上下、前后四个组合面，相互连接呈竖直面排列时，构成m×k个换热单元组成的平面式单元组合式换热矩阵，m、k为≥1的整数，且m×k为≥2的整数。

在本发明的一种实施例中，当n行、m列、k层换热单元在左右、上下、前后六个组合面，相互连接呈立体式排列时，构成n×m×k个换热单元组成的立体式单元组合式换热矩阵，m、n、k为≥1的整数，且n×m×k为≥2的整数。

在本发明的一种实施例中，构成单元组合式换热矩阵的第i个换热单元的换热功率为Pi，则单元组合式换热矩阵的换热功率P＝∑Pi。其中，i为大于等于1的正整数。

在本发明的一种实施例中，高温能量媒介为高温流体；低温能量媒介为低温流体。接口为流体接口。

在本发明的一种实施例中，高温流体为高温液体或高温气体；低温流体为低温液体或低温气体。

在本发明的一种实施例中，接口包括插座与插头。插座固定在换热单元的机身壳体上。插头端部设有倒勾和O型密封圈。倒勾***并卡合在插座的内壁，形成自锁结构。O型密封圈垫设在插头与插座之间，用于达到密封的目的。

在本发明的一种实施例中，还包括活动接头，活动接头分别为二通接头和截止接头两种结构。二通接头两端构成插头；截止接头，一端构成插头，另一端封闭。

在本发明的一种实施例中，还包括能量媒介管道***。能量媒介管道***将不同接口群里传输同种能量媒介的接口相互连通，使得换热单元通过任何一个接口群均可同时或分别引入引出能量媒介。

在本发明的一种实施例中，能量媒介管道***设置在机身壳体内，并与机身壳体形成一个整体。

在本发明的一种实施例中，能量媒介管道***包括高温能量媒介进入管、高温能量媒介排出管、低温能量媒介进入管、低温能量媒介排出管。

高温能量媒介进入管连接高温能量媒介入口以及换热器的高温能量媒介通道的入口。

高温能量媒介排出管连接高温能量媒介出口以及换热器的高温能量媒介通道的出口。

低温能量媒介进入管连接低温能量媒介入口以及换热器的低温能量媒介通道的入口。

低温能量媒介排出管连接低温能量媒介出口以及换热器的低温能量媒介通道的出口。

在本发明的一种实施例中，换热器为管壳式换热器。

在本发明的一种实施例中，换热器为板式换热器。

本发明的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

本发明实施例提供的单元组合式换热矩阵，在使用时，用户能够对换热单元的数量进行增减，从而获得需要的换热功率，其扩展性强。如此，用户无需对换热器进行定制，从而大大提高了用户的生产效率、降低了成本和采购周期。制造商也无需按照用户需求定制换热器，只需要生产标准的换热单元，提高了生产效率低、降低了制造成本和生产周期。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面对实施例中需要使用的附图作简单介绍。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施方式，不应被看作是对本发明范围的限制。对于本领域技术人员而言，在不付出创造性劳动的情况下，能够根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例中换热单元的立体结构示意图；

图2为本发明实施例中管壳式换热器的内部结构示意图；

图3为本发明实施例中换热单元的装配***示意图；

图4为本发明实施例中接口的结构示意图；

图5为本发明实施例中两个换热单元对应的接口相互连接时的状态图；

图6为本发明实施例中换热单元的接口封闭时的状态图；

图7为本发明实施例中单元组合式换热矩阵的第一种结构示意图；

图8为本发明实施例中单元组合式换热矩阵的第二种结构示意图；

图9为本发明实施例中单元组合式换热矩阵的第三种结构示意图；

图10为本发明实施例中单元组合式换热矩阵的第四种结构示意图；

图11为本发明实施例中单元组合式换热矩阵的第五种结构示意图。

图中：10-换热单元；110-机身壳体；120-上组合面；121-高温能量媒介入口；122-高温能量媒介出口；123-低温能量媒介入口；124-低温能量媒介出口；130-左组合面；140-下组合面；150-右组合面；151-高温能量媒介入口；152-高温能量媒介出口；153-低温能量媒介入口；154-低温能量媒介出口；200-管壳式换热器；210-管壳式换热器壳体；211-低温能量媒介通道；212-第一通孔；213-第二通孔；220-换热管；221-高温能量媒介通道；301-凸起；310-高温能量媒介进入管；320-高温能量媒介排出管；330-低温能量媒介进入管；340-低温能量媒介排出管；410-插座；411-固定凸起；420-二通接头；430-O型密封圈；440-插头；441-倒钩；450-截止接头；20-单元组合式换热矩阵；30-单元组合式换热矩阵；40-单元组合式换热矩阵；50-单元组合式换热矩阵；60-单元组合式换热矩阵。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

因此，以下对本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征和技术方案可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语、“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，这类术语仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例：

请参照图1，图1为本发明实施例提供的换热单元10的立体结构示意图。若干个换热单元10能够组成单元组合式换热矩阵20、30、50(图7、图8、图10)。

换热单元10包括为长方体结构的机身壳体110。在机身壳体110内部设置有换热器。在本实施例中，换热器为管壳式换热器200(管壳式换热器200在图2和图3中示出)。

请参照图2，图2示出了管壳式换热器200的内部结构。管壳式换热器200包括管壳式换热器壳体210以及若干个设置在管壳式换热器壳体210内的换热管220。换热管220的两端贯穿管壳式换热器壳体210并暴露在管壳式换热器壳体210外。换热管220构成管壳式换热器200的管程。在本实施例中，管壳式换热器200的管程为高温能量媒介通道221。换热管220的两端风别构成高温能量媒介通道221的进口和出口。管壳式换热器壳体210与换热管220之间的空间构成管壳式换热器200的壳程。在本实施例中，管壳式换热器200的壳程为低温能量媒介通道211。在管壳式换热器壳体210上开设有第一通孔212和第二通孔213。第一通孔212作为低温能量媒介通道211的进口，第二通孔213作为低温能量媒介通道211的出口。这样，高温能量媒介通过高温能量媒介通道221的进口进入高温能量媒介通道221，低温能量媒介通过第一通孔212进入低温能量媒介通道211。高温能量媒介和低温能量媒介在管壳式换热器200中进行热交换。然后，高温能量媒介通过高温能量媒介通道221的出口导出，低温能量媒介通过第二通孔213导出。在本实施例中：高温能量媒介为高温流体，具体为高温液体或高温气体；低温能量媒介为低温流体，具体为低温液体或低温气体。所谓“高温”和“低温”是相对而言的，即将两种能量媒介的温度进行比较，温度高的为高温能量媒介，温度低的为低温能量媒介。

图1所示的换热单元10，其机身壳体110的四个外表面为组合面，分别为上组合面120、左组合面130、下组合面140和右组合面150。在上组合面120、左组合面130、下组合面140和右组合面150上分别设置有一组接口群。以图1上能够看见的上组合面120和右组合面150为例：在上组合面120上设有四个接口，四个接口分别为高温能量媒介入口121、高温能量媒介出口122、低温能量媒介入口123、低温能量媒介出口124；在右组合面150上设有四个接口，四个接口分别为高温能量媒介入口151、高温能量媒介出口152、低温能量媒介入口153、低温能量媒介出口154。事实上，在与上组合面120相对的下组合面140上设有与上组合面120上的四个接口相同的四个接口，下组合面140上的四个接口的位置与上组合面120上的四个接口的位置镜像对称；在与右组合面150相对的左组合面130(图1中的背面)上设有与右组合面150上的四个接口相同的四个接口，右组合面150上的四个接口的位置与左组合面130上的四个接口的位置镜像对称。这种上下左右相对称的设计，使得当两个换热单元10上下组合或左右组合时，传输同种能量媒介的接口相互正对并连接成一个整体。

需要说明的是，机身壳体110的六个外表面(前、后、左、右、上、下)都可以设置为组合面(前组合面、后组合面、左组合面、右组合面、上组合面、下组合面)。

请参照图3，图3为本发明实施例提供的换热单元10的装配***示意图。在图3中，机身壳体110的三个面被拆下，以露出能量媒介管道***。

能量媒介管道***包括高温能量媒介进入管310、高温能量媒介排出管320、低温能量媒介进入管330、低温能量媒介排出管340。

高温能量媒介进入管310、高温能量媒介排出管320、低温能量媒介进入管330、低温能量媒介排出管340由设置在管壳式换热器壳体210外表面上的多个凸起301形成。在机身壳体110装配完成后，凸起301与机身壳体110的内表面密封配合，从而使得能量媒介管道***与机身壳体110形成一个整体。

高温能量媒介进入管310整体为环状的管道，其与高温能量媒介入口121、151对应，同时也与左组合面130和下组合面140上相应的接口对应。高温能量媒介进入管310将高温能量媒介入口121、151以及左组合面130和下组合面140上相应的接口连通。同时，高温能量媒介进入管310还与管壳式换热器200的高温能量媒介通道221的进口连通。如此，使得换热单元10上的组合面均可同时或分别为管壳式换热器200引入高温能量媒介。

高温能量媒介排出管320整体为环状的管道，其与高温能量媒介出口122、152对应，同时也与左组合面130和下组合面140上相应的接口对应。高温能量媒介排出管320将高温能量媒介出口122、152以及左组合面130和下组合面140上相应的接口连通。同时，高温能量媒介排出管320还与管壳式换热器200的高温能量媒介通道221的出口连通。如此，使得换热单元10上的组合面均可同时或分别为管壳式换热器200引出高温能量媒介。

低温能量媒介进入管330整体为环状的管道，低温能量媒介入口123、153对应，同时也与左组合面130和下组合面140上相应的接口对应。低温能量媒介进入管330将低温能量媒介入口123、153以及左组合面130和下组合面140上相应的接口连通。同时低温能量媒介进入管330还与低温能量媒介通道211的进口(第一通孔212)连通。如此，使得换热单元10上的组合面均可同时或分别为管壳式换热器200引入低温能量媒介。

低温能量媒介排出管340整体为环状的管道，低温能量媒介出口124、154对应，同时也与左组合面130和下组合面140上相应的接口对应。低温能量媒介排出管340将低温能量媒介出口124、154以及左组合面130和下组合面140上相应的接口连通。同时低温能量媒介排出管340还与低温能量媒介通道211的出口(第二通孔213)连通。如此，使得换热单元10上的组合面均可同时或分别为管壳式换热器200引出低温能量媒介。

如此，能量媒介管道***将不同接口群里传输同种能量媒介的接口相互连通，使得换热单元通过任何一个接口群均可同时或分别引入引出能量媒介。在本实施例中，通过能量媒介管道***使得换热单元10从任何一个组合面均可同时或分别引入引出能量媒介。

请参照图4，图4为接口群中接口的结构示意图。接口为流体接口，接口包括插头440和插座410。插座410为筒状，在机身壳体110上开孔，插座410固定在机身壳体110上开设的孔中，使得机身壳体110内部空间和机身壳体110外部的空间相互连通。插座410的内表面设置有固定凸起411。二通接头420的两端为插头440，插头440的端部设置有倒钩441。倒钩441***并通过固定凸起411卡合在插座410的内壁，形成自锁结构。在插座410和插头440之间设置垫设有O型密封圈430，用于达到密封的目的。

请参照图5，图5示出了两个换热单元10对应的接口相互连接时的状态。二通接头420两端的插头440分别卡合在两个插座410中，从而将两个换热单元10相应的接口连接。

请参照图6，图6示出了换热单元10的接口需要封闭时的状态。截止接头450的一端为插头440，其另一端封闭。如此插头440卡合在插座410中，如此形成封闭的接口。

在需要将两个换热单元10相应的接口相互连接时，采用二通接头420，在需要将换热单元10上的接口封闭时，使用截止接头450。

参照图7，图7示出了相邻的换热单元通过左组合面和右组合面相互连接构成的单元组合式换热矩阵20。

如图7所示，作为一个实施例，当n(n＝3)个换热单元通过左组合面和右组合面相互连接时，构成n个换热单元组成的单元组合式换热矩阵20，n为≥2的整数。在图中，三个换热单元在水平方向上组合扩展，三个换热单元各自相邻组合面紧密贴合，其上的传输同种能量媒介的接口彼此插接。例如：各个换热单元的高温能量媒介入口与相邻换热单元的高温能量媒介入口连接在一起，从热源供给的高温能量媒介通过其中一个换热单元的高温能量媒介入口接入，然后进入每个换热单元，为换热单元的高温能量媒介通道221提供高温能量媒介。同理，从每个换热单元的高温能量媒介通道221的出口流出的高温能量媒介通过其中一个换热单元的高温能量媒介出口导出。低温能量媒介通过其中一个换热单元的低温能量媒介入口接入，然后进入每个换热单元，为换热单元的低温能量媒介通道211提供低温能量媒介。同理，从每个换热单元的低温能量媒介通道211的出口流出的低温能量媒介通过其中一个换热单元的低温能量媒介出口导出。相邻换热单元的左组合面和右组合面上的接口通过图5中示出的二通接头420连接。如此，三个换热单元构成3×1×1维的单元组合式换热矩阵20。以此类推，n个单元可构成n×1×1维的单元组合式换热矩阵。

参照图8，图8示出了相邻的换热单元通过上组合面和下组合面相互连接构成的单元组合式换热矩阵30。

如图8所示，作为一个实施例，当m(m＝3)个换热单元通过上组合面和下组合面相互连接时，构成m个换热单元组成的单元组合式换热矩阵30，m为≥2的整数。在图中，三个换热单元在垂直方向上组合扩展，三个换热单元各自相邻组合面紧密贴合，其上的传输同种能量媒介的接口彼此插接。例如：各个换热单元的高温能量媒介入口与相邻换热单元的高温能量媒介入口连接在一起，从热源供给的高温能量媒介通过其中一个换热单元的高温能量媒介入口接入，然后进入每个换热单元，为换热单元的高温能量媒介通道221提供高温能量媒介。同理，从每个换热单元的高温能量媒介通道221的出口流出的高温能量媒介通过其中一个换热单元的高温能量媒介出口导出。低温能量媒介通过其中一个换热单元的低温能量媒介入口接入，然后进入每个换热单元，为换热单元的低温能量媒介通道211提供低温能量媒介。同理，从每个换热单元的低温能量媒介通道211的出口流出的低温能量媒介通过其中一个换热单元的低温能量媒介出口导出。相邻换热单元的上组合面和下组合面上的接口通过图5中示出的二通接头420连接。如此，三个换热单元构成1×3×1维的单元组合式换热矩阵30。以此类推，m个单元可构成1×m×1维的单元组合式换热矩阵。

参照图9，图9中的换热单元与图7和图8中的不同，换热单元的六个面都为组合面。图9示出了相邻的换热单元通过前组合面和后组合面相互连接构成的单元组合式换热矩阵40。

如图9所示，作为一个实施例，当k(k＝3)个换热单元通过前组合面和后组合面相互连接时，构成k个换热单元组成的单元组合式换热矩阵40，k为≥2的整数。在图中，三个换热单元在水平方向上组合扩展，三个换热单元各自相邻组合面紧密贴合，其上的传输同种能量媒介的接口彼此插接。例如：各个换热单元的高温能量媒介入口与相邻换热单元的高温能量媒介入口连接在一起，从热源供给的高温能量媒介通过其中一个换热单元的高温能量媒介入口接入，然后进入每个换热单元，为换热单元的高温能量媒介通道221提供高温能量媒介。同理，从每个换热单元的高温能量媒介通道221的出口流出的高温能量媒介通过其中一个换热单元的高温能量媒介出口导出。低温能量媒介通过其中一个换热单元的低温能量媒介入口接入，然后进入每个换热单元，为换热单元的低温能量媒介通道211提供低温能量媒介。同理，从每个换热单元的低温能量媒介通道211的出口流出的低温能量媒介通过其中一个换热单元的低温能量媒介出口导出。相邻换热单元的前组合面和后组合面上的接口通过图5中示出的二通接头420连接。如此，三个换热单元构成1×1×3维的单元组合式换热矩阵40。以此类推，k个单元可构成1×1×k维的单元组合式换热矩阵。

参照图10，图10示出了相邻的换热单元通过上组合面、左组合面、下组合面和右组合面相互连接构成的单元组合式换热矩阵50。

如图10所示，作为一个实施例，当n行、m列的换热单元在上组合面、左组合面、下组合面和右组合面四个组合面相互连接时，构成n×m个换热单元组成的单元组合式换热矩阵50。其中n＝3、m＝3。在图中，九个换热单元在水平方向上组合扩展，九个换热单元各自相邻组合面紧密贴合，其上的传输同种能量媒介的接口彼此插接。例如：各个换热单元的高温能量媒介入口与相邻换热单元的高温能量媒介入口连接在一起，从热源供给的高温能量媒介通过其中一个换热单元的高温能量媒介入口接入，然后进入每个换热单元，为换热单元的高温能量媒介通道221提供高温能量媒介。同理，从每个换热单元的高温能量媒介通道221的出口流出的高温能量媒介通过其中一个换热单元的高温能量媒介出口导出。低温能量媒介通过其中一个换热单元的低温能量媒介入口接入，然后进入每个换热单元，为换热单元的低温能量媒介通道211提供低温能量媒介。同理，从每个换热单元的低温能量媒介通道211的出口流出的低温能量媒介通过其中一个换热单元的低温能量媒介出口导出。相邻换热单元的对应组合面上的接口通过图5中示出的二通接头420连接。如此，九个换热单元构成3×3×1维的单元组合式换热矩阵50。以此类推，n×m个换热单元可构成n×m×1维的单元组合式换热矩阵。

需要补充说明的是，n行、k层换热单元在左右、前后四个组合面相互连接呈水平排列时，其排列方式与图10类似，只是组合面有所不同。同理，m列、k层换热单元在上下、前后四个组合面相互连接呈竖直排列时，也是类似情形，在此不再赘述。

参照图11，图11中的换热单元与图9相同，其六个面都为组合面。图10示出了相邻的换热单元通过左右、上下、前后六个组合面连接构成的单元组合式换热矩阵60。

如图11所示，作为一个实施例，当n行、m列、k层换热单元在上下、左右、前后六个组合面相互连接时，构成n×m×k个换热单元组成的单元组合式换热矩阵60。其中n＝3、m＝3、k＝3。在图中，27个换热单元在水平、垂直三维方向上组合扩展，27个换热单元各自相邻组合面紧密贴合，其上的传输同种能量媒介的接口彼此插接。例如：各个换热单元的高温能量媒介入口与相邻换热单元的高温能量媒介入口连接在一起，从热源供给的高温能量媒介通过其中一个换热单元的高温能量媒介入口接入，然后进入每个换热单元，为换热单元的高温能量媒介通道221提供高温能量媒介。同理，从每个换热单元的高温能量媒介通道221的出口流出的高温能量媒介通过其中一个换热单元的高温能量媒介出口导出。低温能量媒介通过其中一个换热单元的低温能量媒介入口接入，然后进入每个换热单元，为换热单元的低温能量媒介通道211提供低温能量媒介。同理，从每个换热单元的低温能量媒介通道211的出口流出的低温能量媒介通过其中一个换热单元的低温能量媒介出口导出。相邻换热单元的对应组合面上的接口通过图5中示出的二通接头420连接。如此，27个换热单元构成3×3×3维的单元组合式换热矩阵50。以此类推，n×m×k个换热单元可构成n×m×k维的单元组合式换热矩阵。

图11所示的单元组合式换热矩阵60，其中是n、m、k均相同并连接构成规则的立方体矩阵。事实上，n、m、k可以不相同，每列、每行、每层上的换热单元根据实际使用环境，可以有所空缺，空缺位置的换热单元组合面使用截止接头密封即可，不影响单元组合式换热矩阵的使用。

在上述的单元组合式换热矩阵20、30、40、50、60中，构成单元组合式换热矩阵的第i个换热单元的换热功率为Pi，则单元组合式换热矩阵的换热功率P＝∑Pi。

本实施例提供的单元组合式换热矩阵，在使用时，用户能够对换热单元的数量进行增减，从而获得需要的换热功率，其扩展性强。如此，用户无需对换热器进行定制，从而大大提高了用户的生产效率、降低了成本和采购周期。制造商也无需按照用户需求定制换热器，只需要生产标准的换热单元，提高了生产效率低、降低了制造成本和生产周期。

需要说明的是，在本实施例中，换热单元10为长方体结构，其主要目的在于便于换热单元10之间的紧密连接，从而提高空间使用率。在其他具体的实施方式中，换热单元10的形状不限于长方体。

还需要说明的是，换热单元10的至少两个接口群可以设置在换热单元10的同一面上。在本实施例中，之所以将接口群分别设置在不同的组合面上，是为了便于相邻换热单元10之间的相互插接。

还需要说明的是，在本实施例中，换热单元10具备四个组合面，组合面的数量为偶数个。在其他具体实施方式中，组合面的数量也可以为奇数个。同时，本实施例中，长方体结构的换热单元10的六个面都可以构成组合面。

在本实施例中，换热单元10的换热器为管壳式换热器200。可以理解的，板式换热器也能够作为换热单元10的换热器。

以上所述仅为本发明的部分实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (26)

1.单元组合式换热矩阵，其特征在于：

包括至少两个换热单元；

所述换热单元包括机身壳体以及设置在所述机身壳体内的换热器；所述机身壳体上至少设置有两组接口群，每组接口群至少包括作为所述换热器的高温能量媒介的入口和出口的接口、作为所述换热器的低温能量媒介的入口和出口的接口；传输同种能量媒介的接口在所述换热单元内部相互导通；

相邻的所述换热单元通过所述接口相互连接，构成所述单元组合式换热矩阵。

2.根据权利要求1所述的单元组合式换热矩阵，其特征在于：

所述换热单元的机身壳体具备至少两个组合面；每个所述组合面上设有一组所述接口群；

相邻的所述换热单元通过所述组合面上的接口相互连接。

3.根据权利要求2所述的单元组合式换热矩阵，其特征在于：

所述换热单元的所述组合面用于与相邻的所述换热单元的所述组合面相互紧密贴合，以构成所述换热矩阵。

4.根据权利要求2所述的单元组合式换热矩阵，其特征在于：

所述组合面为偶数个，所述组合面两两相对设置。

5.根据权利要求4所述的单元组合式换热矩阵，其特征在于：

相对的所述组合面上的所述接口的位置相互镜像对称，使得一个所述换热单元与另一个所述换热单元相互连接时，两个所述换热单元相应所述组合面上的传输同种能量媒介的接口相互正对。

6.根据权利要求5所述的单元组合式换热矩阵，其特征在于：

所述机身壳体至少具备在垂直方向上相对的两个所述组合面，使得一个所述换热单元在垂直方向与另一个所述换热单元相互连接时，两个所述换热单元相应所述组合面上的传输同种能量媒介的接口相互正对。

7.根据权利要求5所述的单元组合式换热矩阵，其特征在于：

所述机身壳体至少具备在水平方向上相对的两个所述组合面，使得一个所述换热单元在水平方向与另一个所述换热单元相互连接时，两个所述换热单元相应所述组合面上的传输同种能量媒介的接口相互正对。

8.根据权利要求2所述的单元组合式换热矩阵，其特征在于：

所述换热单元的机身壳体为长方体，所述组合面为所述机身壳体的6个表面；

所述换热单元的6个组合面连接相邻的所述换热单元，构成所述单元组合式换热矩阵。

9.根据权利要求8所述的单元组合式换热矩阵，其特征在于：

6个所述组合面上接口的位置分布方式为：上下组合面的所述接口相互镜像对称；左右组合面的所述接口相互镜像对称，前后组合面的所述接口相互镜像对称。

10.根据权利要求8所述的单元组合式换热矩阵，其特征在于：

所述单元组合式换热矩阵通过相邻的所述换热单元的所述组合面相互紧密贴合连接组成。

11.根据权利要求8所述的单元组合式换热矩阵，其特征在于：

当n个所述换热单元在左右两侧组合面相互连接时，构成n个换热单元组成的单元组合式换热矩阵，n为≥2的整数。

12.根据权利要求8所述的单元组合式换热矩阵，其特征在于：

当m个所述换热单元在上下两侧组合面相互连接时，构成m个换热单元组成的单元组合式换热矩阵，m为≥2的整数。

13.根据权利要求8所述的单元组合式换热矩阵，其特征在于：

当k个所述换热单元在前后两侧组合面相互连接时，构成k个换热单元组成的单元组合式换热矩阵，k为≥2的整数。

14.根据权利要求8所述的单元组合式换热矩阵，其特征在于：

当n行、m列所述换热单元在左右、上下四个组合面，相互连接呈竖直面排列时，构成n×m个换热单元组成的平面式单元组合式换热矩阵，m、n为≥1的整数，且n×m为≥2的整数。

15.根据权利要求8所述的单元组合式换热矩阵，其特征在于：

当n行、k层所述换热单元在左右、前后四个组合面，相互连接呈水平面排列时，构成n×k个换热单元组成的平面式单元组合式换热矩阵，n、k为≥1的整数，且n×k为≥2的整数。

16.根据权利要求8所述的单元组合式换热矩阵，其特征在于：

当m列、k层所述换热单元在上下、前后四个组合面，相互连接呈竖直面排列时，构成m×k个换热单元组成的平面式单元组合式换热矩阵，m、k为≥1的整数，且m×k为≥2的整数。

17.根据权利要求8所述的单元组合式换热矩阵，其特征在于：

当n行、m列、k层所述换热单元在左右、上下、前后六个组合面，相互连接呈立体式排列时，构成n×m×k个换热单元组成的立体式单元组合式换热矩阵，m、n、k为≥1的整数，且n×m×k为≥2的整数。

18.根据权利要求1所述的单元组合式换热矩阵，其特征在于：

构成所述单元组合式换热矩阵的第i个所述换热单元的换热功率为Pi，则所述单元组合式换热矩阵的换热功率P＝∑Pi。

19.根据权利要求1所述的单元组合式换热矩阵，其特征在于：

所述高温能量媒介为高温流体；

所述低温能量媒介为低温流体；

所述接口为流体接口。

20.根据权利要求19所述的单元组合式换热矩阵，其特征在于：

所述高温流体为高温液体或高温气体；

所述低温流体为低温液体或低温气体。

21.根据权利要求19所述的单元组合式换热矩阵，其特征在于：

所述接口包括插座与插头；所述插座固定在所述换热单元的机身壳体上；

所述插头端部设有倒勾和O型密封圈；

所述倒勾***并卡合在所述插座的内壁，形成自锁结构；

所述O型密封圈垫设在所述插头与插座之间，用于达到密封的目的。

22.根据权利要求19所述的单元组合式换热矩阵，其特征在于：

还包括能量媒介管道***；

所述能量媒介管道***将不同所述接口群里传输同种能量媒介的接口相互连通，使得所述换热单元通过任何一个所述接口群均可同时或分别引入引出能量媒介。

23.根据权利要求22所述的单元组合式换热矩阵，其特征在于：

所述能量媒介管道***设置在所述机身壳体内，并与所述机身壳体形成一个整体。

24.根据权利要求22所述的单元组合式换热矩阵，其特征在于：

所述能量媒介管道***包括高温能量媒介进入管、高温能量媒介排出管、低温能量媒介进入管、低温能量媒介排出管；

所述高温能量媒介进入管连接高温能量媒介入口以及所述换热器的高温能量媒介通道的入口；

所述高温能量媒介排出管连接高温能量媒介出口以及所述换热器的高温能量媒介通道的出口；

所述低温能量媒介进入管连接低温能量媒介入口以及所述换热器的低温能量媒介通道的入口；

所述低温能量媒介排出管连接低温能量媒介出口以及所述换热器的低温能量媒介通道的出口。

25.根据权利要求1～24中任意一项所述的单元组合式换热矩阵，其特征在于：

所述换热器为管壳式换热器。

26.根据权利要求1～24中任意一项所述的单元组合式换热矩阵，其特征在于：

所述换热器为板式换热器。