CN101821576A - 换热器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种换热器(10)，其包括多个堆叠的框架。在相邻的框架(12)之间具有片材(14)，所述片材可以是能透水分的或者是不透水分的。每个框架都具有多个导流板(28)，在导流板之间定位有多个通道(34)。相邻框架的通道(34)倾斜大约90°。

Description

换热器
技术领域
本发明涉及换热器，更具体地，本发明涉及这样的换热器，多个流体流穿过该换热器以便在该换热器之间进行热传递，更具体地但非排它地，本发明涉及在空调设备和水蒸馏设备中使用的换热器。
背景技术
国际专利公开WO03，18360、美国专利6829900、6935132和5829513以及澳大利亚专利申请2004215315和2005266840中描述了各种换热器设备和空调设备。
上述专利文献中所述的换热器以及可获取的具有类似构造的换热器存在的缺点在于，它们会由于穿过其中的流体(气体)的流动限制而遭受效率的损失。
发明内容
本发明的目的在于克服或显著改善上述缺陷。
本文中公开了一种为大致矩形构造的换热器框架，其具有两个相对的侧部，所述框架具有多个导流板(baffle)，所述多个导流板在所述相对的侧部之间延伸，以便提供多个在所述相对的侧部之间延伸的通道，其中每个导流板包括纵向中心部分，所述纵向中心部分在纵向上相对于所述相对的侧部大致对角地延伸。
优选地，每个中心部分相对于所述侧部成锐角地延伸。
优选地，每个中心部分与所述相对的侧部成大约45°地延伸。
优选地，所述中心部分每个都是大致直线的。
本文中还公开了一种换热器，包括：
多个堆叠的框架，每个框架都是矩形构造，从而具有四个侧部，多个导流板在所述四个侧部中的两个相对的侧部之间延伸，使得相邻导流板限定出在所述相对的侧部之间延伸的通道；
片材，其位于相邻的框架之间并且覆盖相邻框架的通道，所述片材提供在相邻框架的通道之间经过的流体之间的热传递；以及其中
每个框架的多个通道包括入口通道部分、大致中心通道部分和出口通道部分，所述大致中心通道部分相对于所述相对的侧部对角地延伸。
优选地，对于每个通道，弓形通道部分将所述入口通道部分和所述出口通道部分连接至所述中心通道部分。
优选地，所述中心通道部分与所述相对的侧部成大约45°地延伸。
优选地，所述相对的侧部中的每个侧部包括第一侧部部分和第二侧部部分，所述第一侧部部分定位成彼此直接相对，所述第二侧部部分定位成彼此直接相对，其中，对于所述多个通道中的每个通道，所述入口部分从所述第一侧部部分中的第一个延伸，所述出口部分从另一个相对的侧部的第二侧部部分延伸。
优选地，每个侧部部分延伸相应侧部的大约一半的长度。
优选地，所述入口部分和所述出口部分与相应的侧部大致垂直地延伸。
优选地，所述框架布置成使得相邻框架的所述中心通道部分基本上是垂直的。
优选地，所述片材是基本上不透水分的。
在可选的优选形式中，优选地，所述片材是能透水分的。
在进一步优选的形式中，所述片材是Mylar(注册商标)片材。
本文中还公开了一种空调设备，其具有上述换热器。
优选地，所述空调设备包括水喷雾装置，用于将水传送至所述通道部分中的至少一些通道部分。
附图说明
现在将借助参考附图的例子来描述本发明的优选形式，其中：
图1是第一空调设备的示意正视图；
图2是第二空调设备的示意侧视图；
图3是图2的设备的示意正视图；
图4是第三空调设备的示意侧面剖视图；
图5是第四空调设备的示意侧面剖视图；
图6是第五空调设备的示意侧面剖视图；
图7是第六空调设备的示意侧面剖视图；
图8是包括框架和用于分开框架的片材的换热器的一部分的示意局部分解等轴测图；
图9是图8的换热器的一部分的示意端面剖视图；
图10是图8的换热器的一部分的示意侧面剖视图；
图11是图8的换热器中采用的框架的示意平面图；
图12是图11的框架的示意端视图；
图13是图11的框架的示意端视图；
图14是图11的框架的示意端视图；
图15是图11的框架的堆叠的示意等轴测图；
图16是图15的堆叠的示意俯视图；
图17是图15的堆叠的变型的示意俯视图；
图18是图17的堆叠的示意等轴测图；
图19是图17的堆叠的框架的一部分的示意剖视图；
图20是图17的堆叠的框架的一部分的示意剖视图；
图21是图17的堆叠的框架的一部分的示意剖视图；
图22是图17的堆叠中采用的框架的一部分的示意等轴测图。
具体实施方式
在附图中示出了换热器10。换热器10包括多个布置在堆叠13中的换热器框架12，相邻的框架由片材15的长度段14分开。长度段14沿着蜿蜒的路径布置，以便提供多个匣状部(pocket)16。位于每个匣状部中的是框架12中相应的一个框架。
在该实施例中，框架12中每个都是矩形构造，更特别地，每个都是正方形构造。堆叠13是平行六面体构造。
各个框架12是大致扁平的(大致平面的)，在该实施例中，各个框架12是正方形构造。每个框架12都具有四个侧部16、17、18和19。侧部17和19是大致平的带21并且不具有任何孔。相对的侧部16和18每个都包括第一侧部部分22或23以及第二侧部部分24或25。侧部部分23和24也是大致平的带并且不具有任何孔，而侧部部分22和25每个都具有多个孔26或27。
多个导流板28在侧部部分22和25之间延伸，该多个导流板28基本是带或凸缘，通道29位于每对相邻的导流板28之间。导流板28布置成使得各个孔26/27与通道29中相应的一个通道对准。优选的是，通道29中的至少一些被分隔导流板30纵向地分隔开。因此在操作中，流体可以经由孔26/27中的一个孔进入并且沿着相应的通道29流动，从而经由孔26/27中的另一个孔排出。相邻通道29中的通道29被长度段14分开。支撑部件31在侧部16、17、18和19之间延伸，以便帮助将导流板28和30支撑在所示的位置上。在这点上，应当理解，支撑部件31没有堵塞通道29。
通道29中每个都包括从侧部部分22延伸的第一通道部分32。每个通道29还包括从侧部部分25延伸的第二通道部分33。在这点上，通道部分32和33从相应的侧部部分22和25大致垂直地延伸。
每个通道29还包括对角的大致中心通道部分34，该通道部分34可被导流板30中相应的一个纵向地分隔开。每个通道部分34都通过弓形通道部分35连接至其相应的通道部分32和33。如图11中最佳地示出，每个对角的通道部分34都与侧部16或18中的至少一个成锐角地延伸，优选地与相对的侧部16和18成大约45°地延伸。因此，在通道部分34处，导流板28和30也与侧部16和18成大约45°地延伸。此外，通道部分34沿纵向长度是大致直线的。
侧部部分22和25设置有突起36，当框架12布置在堆叠13中时该突起36有助于管道安装到该侧部部分上。
优选的是，侧部16和18设置有脊部37，该脊部37与下一个相邻框架12中对应的纵向凹部38接合，以便提供框架12的对准和在该处固定在堆叠13中。
如图10中最佳地示出，每个框架12都具有凹部38，长度段14位于该凹部38中，以便通过脊部37在凹部38上的接合被紧固地附接至该框架12。
堆叠13具有四个侧面40至43，侧面41和43具有带21，使得侧面41和43基本上是封闭的。侧面40和42具有孔26和27，通道29在孔26和27之间延伸，使得流体可以在侧面40和42之间流动。
堆叠13具体地由按如下方式堆叠的多个框架12形成。各个交替的框架以如图11所示的定向进行布置。每隔一个框架布置有如图11所示但是绕横向轴线44旋转180°的框架12。因此，堆叠13提供四个侧面部分45、46、47和48。侧面部分45具有孔26，侧面部分46也具有孔26。侧面部分47和48具有孔27。从侧面部分46的孔26延伸的通道29与侧面部分48的孔27连通。同时，侧面部分45的通道29与侧面部分47的孔27连通。因此，相邻框架12的对角的通道部分34是大致垂直的。
因为长度段14插入在相邻的框架12之间，所以相邻框架12的通道29不会在流体流动方面进行连通，然而，在相邻框架12的相邻通道29之间存在热传递。例如，流体可以进入侧面部分46的孔26并且穿过通道29而经由侧面42中的孔27排出，同时，进入侧面部分47的孔27的流体将经由通道29流至侧面部分45的孔26，从而提供从由侧面部分46流至侧面部分48的流体到由侧面部分47流至侧面部分45的流体的热传递。
因此，在侧面部分46和48之间延伸的通道29提供第一流体路径，同时在侧面部分45和47之间延伸的通道29提供第二流体路径。
侧面部分45、46、47和48是大致平面的，孔26和27排成直行。侧面部分45的行相对于侧面部分46的行偏移，同时侧面部分48的行相对于侧面部分47的行偏移。
如图16中最佳地示出，相邻框架12的对角的部分34是大致垂直的。图16中标记的是两个对角的通道部分34，可以看出它们是大致垂直的。
在图17至31的实施例中，堆叠13被改变，具体地，框架12中每个都设置有排成行的凸缘49，提供歧管与堆叠13的接合，以便流体流到堆叠13以及流体从堆叠13流出。
如图19和20中最佳地示出，框架12的角部或者设置有通道170，或者设置有销171，销171容纳在下一个相邻的框架的通道170中，由此将相邻的框架12固定在一起。
为了帮助在各个框架12的周边周围密封地连接相邻的框架，设置有脊部172和凹部173，脊部172容纳在下一个相邻的框架12的凹部173中。在两个凹部173相邻定位的情况下，密封元件174位于其中，以便再次密封地连接相邻的框架12。
在图1中，示意性地示出了空调设备50。通常，该设备50是要安装在将建筑物内部53与建筑物外部54分开的房顶51中。
设备50包括壳体52，该壳体52内具有两个换热器10(如参考图8至16所述)，每个换热器10都提供有两个空气路径55和56。作为例子，空气路径55可以由从侧面部分45延伸至侧面部分47的通道29提供，同时路径56可以由从侧面部分48延伸至侧面部分46的通道29提供。
壳体52提供有入口57，空气通过该入口57由内部53进入，经由出口58排出到外部54。壳体52还提供有入口59，该入口59从外部54取得空气，所取得的空气经由出口60传送至内部53。风扇61位于出口60的紧上游，该风扇61从通道56中吸取空气并且在压力下将该空气传送至出口60。相应，从外部54取得的空气通过过滤器62并且被传送至路径56。
还位于出口60附近的是加热器63，该加热器63能够操作以加热经由出口60传送至内部53的空气。
还位于壳体52内部的是喷嘴64，喷嘴64产生水雾(喷雾)，水雾被传送至侧面部分45，水被吸入路径55，以便冷却穿过该路径的空气。穿过路径55的冷却的空气冷却穿过路径56的空气，由此降低进入内部53的空气的温度。如果需要的话，另外的喷嘴可以在侧面部分47处引导水雾，水滴再次进入路径55，以便帮助冷却穿过该路径55的空气。
过滤器66抑制水排出到外部54。水在下部部分67附近被收集，该下部部分67提供用于泵68的储蓄器，该泵68将水在压力下传送至喷嘴64和65。此外，还将会有将水供给至泵以便维持用于泵68操作所需的水平的装置(means)。
在上述设备50的操作中，当要降低内部53的空气温度时，来自外部54的空气被冷却并且被传送至内部53。然而，在冷的状况下，加热器63可以操作成使传送至内部53的空气的温度升高。
在出口58附近设置有风扇69，该风扇69通过路径55吸取空气，由此从内部53取得空气。
在图2和3中示意性地示出空调设备70。通常，该设备70安装在将建筑物内部71与建筑物外部72分开的壁88的附近。设备70包括壳体74，该壳体74包括一对换热器10。而且，该换热器10与前述换热器一致。
在该实施例中，换热器10提供有路径75和76，路径76在侧面部分48和46之间延伸，路径75在侧面部分47和45之间延伸。
壳体74具有入口77，通过风扇78从该入口77吸取空气。风扇78将空气在压力下传送至路径75，路径75最终将空气传送至出口79，出口79将空气排放至外部72。喷嘴80在压力下接收水，以便将水雾传送至路径75，以冷却穿过路径75的空气，由此冷却穿过路径76的空气。
壳体72还包括入口81，该入口81提供空气经由过滤器82至路径76的传送。经由风扇83通过路径76吸取空气，风扇83将空气传送至出口84，空气经由该出口84传送至内部71。如果需要加热传送至出口84的空气，那么还设置有加热器85。
壳体74具有下部部分86，该下部部分86提供用于泵87的储蓄器，该泵87将水在压力下传送至喷嘴80。
在上述设备70的操作中，沿着路径75通过的空气被经由喷嘴80传送至该路径75的空气冷却。然后，该冷却空气冷却沿着路径76通过的最终经由出口84传送至内部71的空气。
在图4中示意性地示出空调设备90，该空调设备90安装在建筑物的壁91的外部。壁91将内部92与外部93分开。设备90包括壳体94。前述换热器10位于该壳体94的内部。壳体94提供有从内部92取得空气的入口95，该空气经由风扇96传送至换热器10的路径97。路径97将空气传送至出口98。喷嘴99将水雾流传送至路径97，以便冷却沿着路径97通过的空气。
壳体94具有另外的入口100，该入口100从外部取得空气。风扇101从入口100取得空气并且将该空气传送至路径102，空气由该路径102传送至出口103，该出口将冷却空气传送至内部92。沿着路径97通过的冷却的空气冷却沿着路径102通过的空气。
下部部分104提供用于由泵105取得的水的储蓄器，该泵105将水在压力下传送至喷嘴99。
如果需要的话，在出口103的紧上游设置加热器106，该加热器106在需要时能操作成加热传送至出口103的空气。作为例子，路径97可以是多个从侧面部分47延伸的通道29，路径97延伸至侧面部分45。路径102可以是多个从侧面部分48延伸的通道29，路径102延伸至侧面部分46。
在图5的实施例中示意性地示出空调设备110，该空调设备110安装在将内部112与外部113分开的壁111上。该设备110具有壳体114，该壳体114提供有入口115，该入口115从内部112取得空气并且将该空气传送至风扇116。风扇116在压力下将空气传送至换热器10的路径117。从该路径117将空气传送至出口118，将空气排放至外部113。
壳体114提供有第二入口119，该第二入口119将空气经由过滤器120传送至路径121。风扇122通过路径121吸取空气并且将该空气传送至出口123，出口123将空气传送至内部112。
喷嘴124将水雾流传送至路径117，以冷却经过该路径117的空气，使得沿着路径121通过的空气在传送至出口113并由此传送至内部112之前被冷却。
加热器125能操作以加热传送至出口123的空气。
壳体114设置有下部部分126，该下部部分126提供用于泵127的储蓄器，该泵127将水在压力下传送至喷嘴124。
在图4中应当注意到，空气沿相同的总方向沿着路径97和102穿过换热器10。然而在图5的实施例中，空气沿相反的方向沿着路径117和121穿过换热器10。
在图6中示意性地示出空调设备130。该设备130安装在将内部132与外部133分开的壁131上。
该设备130具有壳体134，该壳体134提供有入口135，该入口135从内部132取得空气并且将该空气传送至换热器10。换热器10具有路径136，该路径136将空气传送至风扇137。喷嘴138位于路径136的下游，该喷嘴138将水雾引导至路径136，使得沿着路径136流动的水将冷却经过路径136的空气。过滤器139阻止水被吸入风扇137。
壳体134具有第二入口139，该第二入口139将空气经由过滤器141传送至路径140。路径140通向风扇142，该风扇142将空气传送至与内部132连通的第一出口143以及传送至通向管道145的另一个出口144，该管道145将经调节的空气传送至另一个远距离位置。
通常，路径136将在侧面部分46和侧面部分48之间延伸，同时路径140将从侧面部分45延伸至侧面部分47。
壳体134具有下部部分146，该下部部分146提供用于泵147的水储蓄器，该泵147将水在压力下传送至喷嘴138。
在上述设备130的操作中，沿着路径136通过的空气经由路径136中的水蒸发而被冷却，由此冷却沿着路径140通过而要被传送至内部130的空气。
加热器148能操作以加热被传送至出口143和144的空气。
沿着路径136和140通过的空气沿着相同的总方向穿过换热器10。
在图7中示意性地示出空调设备150。该设备150位于建筑物的外部151。在该实施例中，设备150具有壳体152，该壳体152提供有入口153，该入口153经由管道154从建筑物的内部151取得空气。来自入口153的空气经由风扇155传送至换热器10的路径156。喷嘴158将水雾传送至路径156，以便冷却经过该路径156的空气。
壳体152提供有入口159，该入口159从外部151取得空气，用于将空气传送至换热器10的路径160。路径160将空气传送至风扇161，风扇161将空气经由出口164传送至管道162，该管道162延伸至相关建筑物的内部。加热器163能操作以加热传送至管道162的空气。
壳体152包括下部部分165，该下部部分165提供用于泵166的水储蓄器，该泵166将水在压力下传送至喷嘴158。
在上述设备150的操作中，进入路径156的空气通过路径156中的水蒸发而被冷却，由此冷却沿着路径160通过的空气。
通常，路径160将在侧面部分46和侧面部分48之间延伸，同时路径156将从侧面部分47延伸至侧面部分45。从图7中可以看出，沿着路径156和160通过的空气沿基本上相反的方向穿过换热器10。
长度段14的片材15提供在相邻框架12的相邻通道29之间的热传递。在这点上，片材15优选地为Mylar(注册商标)。然而，片材15可以防止或者可以提供相邻框架12的相邻通道29之间的水分传递。

Claims (16)

1.一种大致矩形构造的换热器框架，它具有两个相对的侧部，所述框架具有多个导流板，所述多个导流板在所述相对的侧部之间延伸，以便提供多个在所述相对的侧部之间延伸的通道，其中每个导流板包括纵向中心部分，所述纵向中心部分在纵向上相对于所述相对的侧部大致对角地延伸。
2.根据权利要求1所述的框架，其中，每个中心部分相对于所述侧部成锐角地延伸。
3.根据权利要求1所述的框架，其中，每个中心部分与所述相对的侧部成大约45°地延伸。
4.根据权利要求1、2或3所述的装置，其中，所述中心部分每个都是大致直线的。
5.一种换热器，包括：
多个堆叠的框架，每个框架都是矩形构造，从而具有四个侧部，多个导流板在所述四个侧部中的两个相对的侧部之间延伸，使得相邻导流板限定出在所述相对的侧部之间延伸的通道；
片材，其位于相邻的框架之间并且覆盖相邻框架的通道，所述片材提供在相邻框架的通道之间经过的流体之间的热传递；以及其中
每个框架的多个通道都包括入口通道部分、大致中心的通道部分和出口通道部分，所述大致中心的通道部分相对于所述相对的侧部对角地延伸。
6.根据权利要求5所述的换热器，其中，对于每个通道，弓形通道部分将所述入口通道部分和所述出口通道部分连接至所述中心的通道部分。
7.根据权利要求5或6所述的换热器，其中，所述中心的通道部分与所述相对的侧部成大约45°地延伸。
8.根据权利要求5、6或7所述的换热器，其中，所述相对的侧部中的每个侧部都包括第一侧部部分和第二侧部部分，所述第一侧部部分定位成彼此直接相对，所述第二侧部部分定位成彼此直接相对，其中，对于所述多个通道中的每个通道，所述入口部分从所述第一侧部部分的第一个延伸，所述出口部分从另一个相对的侧部的第二侧部部分延伸。
9.根据权利要求8所述的换热器，其中，每个侧部部分都延伸相应侧部的大约一半的长度。
10.根据权利要求所述的换热器，其中，所述入口部分和所述出口部分与其相应的侧部大致垂直地延伸。
11.根据权利要求5至10中任一项所述的换热器，其中，所述框架布置成使得各相邻框架的所述中心通道部分基本上是垂直的。
12.根据权利要求5至11中任一项所述的换热器，其中，所述片材是基本上不透水分的。
13.根据权利要求5至10中任一项所述的换热器，其中，所述片材是能透水分的。
14.根据权利要求12所述的换热器，其中，所述片材是Mylar(注册商标)片材。
15.一种空调设备，其具有上述换热器。
16.根据权利要求15所述的设备，还包括水喷雾装置，用于将水传送至所述通道部分中的至少一些通道部分。
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