CN104596344B - 用于热交换器的回水箱 - Google Patents
用于热交换器的回水箱 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104596344B CN104596344B CN201410372192.9A CN201410372192A CN104596344B CN 104596344 B CN104596344 B CN 104596344B CN 201410372192 A CN201410372192 A CN 201410372192A CN 104596344 B CN104596344 B CN 104596344B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heat exchanger
- water
- insertion piece
- tube
- recovery tank
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
- F28D7/1607—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation with particular pattern of flow of the heat exchange media, e.g. change of flow direction
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/02—Header boxes; End plates
- F28F9/0229—Double end plates; Single end plates with hollow spaces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/02—Header boxes; End plates
- F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
- F28F9/0265—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits by using guiding means or impingement means inside the header box
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
本发明提供一种用于热交换器(例如壳管式热交换器)的回水箱。该回水箱可以包括插入件,用于引导该回水箱中的流体流动。在一些实施例中,例如双程热交换器中,该插入件可用于从热交换器管第一程中的一个部分接收水,并将接收到的水重定向至另一个热交换器管第二程中的部分。
Description
技术领域
本申请公开涉及用于热交换器的回水箱,例如冷却系统的壳管式热交换器。更具体而言,本申请公开涉及用于调节回水箱中的流体流动的方法、系统和装置。
背景技术
壳管式热交换器常用于例如冷却系统中,充当冷却系统中的冷凝器和/或蒸发器。典型地,壳管式热交换器配置为包括在密封壳内延伸的热交换器管。热交换器管限定了管侧,所述管侧用于装载第一流体(例如,水);而所述壳限定了壳侧,所述壳侧用于装载第二流体(例如,制冷剂)。管侧和壳侧能够形成热交换关系,以在第一流体和第二流体之间传热。
一些壳管式热交换器可以具有多程设计(例如,双程设计)。壳管式热交换器的一端可以设置为具有回水箱,所述回水箱通常用于接收来自管侧第一程中的第一流体,并将该第一流体返回至管侧第二程中。
发明内容
本申请公开了一种用于热交换器(例如壳管式热交换器)的回水箱。该回水箱通常可以用于令多程壳管式热交换器(尤其是在水总管并排配置的壳管式热交换器)中的流动方向反向。通常来说,术语“反向”指的是,相对于垂直方向,管侧上部(或下部)区域第一程中的流体流动分别重定向至管侧下部(或上部)区域第二程。该回水箱可以包括一种用于将回水箱分隔为至少两个室且在所述室中导引流体流动(例如,水流)的结构。在一些实施例中,该结构可以包括,例如,位于回水箱内、用于令流体流动反向的插入件。在一些实施例中,该回水箱可以包括一个或多个隔板,以将该回水箱分隔成多个回水箱外部的室和组件(例如流动通道),以在所述室之间导引流体流动。该回水箱可用于帮助减少热交换器中的水旁通。
本申请所公开的实施例通常指向一种热交换器的回水箱,用于导引水流动。但是,可知晓,此处所公开的实施例也能适用于其他流体。
在一些实施例中,该回水箱可配置为具有回水箱盖和插入件。该回水箱盖可以配置为具有开口端和密闭后端,共同限定一个空腔。该插入件可以位于回水箱盖的空腔中。所述回水箱盖的插入件和开口端可形成包含第一水流路径的前室;以及,所述插入件和回水箱盖后端可以形成包含第二水流路径的后室。
在一些实施例中,第一水流路径的方向和第二水流路径的方向可以不同。在一些实施例中,第一水流路径和第二水流路径的方向可以形成对角相对关系。
在一些实施例中,前室中包括第一水流路径,插入件可以具有流体连通的第一部分和第二部分。在一些实施例中,该第一部分可以配置为接收来自至少部分热交换器管的水,且该插入件可以配置为将接收到的水导引至第二部分。所述第二部分可以配置为将接收到的水导入至少部分热交换器管中。
在一些实施例中,该插入件可以配置为具有主分隔件和大致环绕所述主分隔件的壁。在一些实施例中,该主分隔件和壁的局部形状可以符合回水箱盖空腔内表面的轮廓。在一些实施例中,该第一部分和第二部分可以相对于回水箱的垂直方向处于对角的相对位置。
在一些实施例中,该插入件的第一部分可以用于接受来自相对靠近热交换器管束上部区域的至少部分热交换器管的水,而该插入件的第二部分可以用于将水倒入热交换器管束下部区域的至少部分热交换器管中。在一些实施例中,相对靠近热交换器管束上部区域的热交换器管可用导热性能和/或成本相对低于铜的材料(例如钢)制成。因此,该回水箱还可以帮助降低热交换器的成本。
在一些实施例中,回水箱的插入件和后端可以形成后室。在一些实施例中,插入件和开口端可以限定第一开口区域和第二开口区域,所述第一开口区域和第二开口区域可以通过回水箱盖的后室流体连通。在一些实施例中,第一开口区域可用于接收来自至少部分热交换器管的水,而该后端可用于将来自第一开口区域的水导向第二开口区域,而第二开口区域可用于将回水箱盖出来的水导入部分热交换器管中。
在一些实施例中,第一开口区域和第二开口区域可相对于回水箱盖的垂直方向呈对角线设置。
在一些实施例中,回水箱可包括一种位于回水箱外部的结构,该结构可用于令该水箱中的流体流动反向。在一些实施例中,该回水箱可用隔板分隔为多个室,例如4个室。该回水箱可包括外部流动通道,所述通道与多个室流体连通,以在多个室之间令水流方向反向。
参考下面的详细描述和附图,将有助于清楚地理解本申请实施例的其他特征和方面。
附图说明
参考下列附图;所有附图中的对应部分均采用了相似的标号。
图1A和1B展示了壳管式热交换器的示意图。图1A是壳管式热交换器的侧视示意图。图1B是并排设置的水总管的透视图。
图2A和2B展示了含插入件的回水箱的实施例。图2A是回水箱的正视透视图。图2B是回水箱的部件分解图。
图3展示了装设了带插入件的回水箱的壳管式热交换器的示意视图。其壳和部分被移除以便能清楚地进行展示。
图4展示了含插入件的回水箱的又一实施例的端视图。
图5A和5B展示了含外部流动通道的回水箱的又一实施例。图5A展示了该回水箱的前视图。图5B展示了该回水箱的后视图。
具体实施方式
一些加热、通风和空调系统(例如可以包括商用冷却装置)常常具有一个或多个壳管式热交换器,以起到冷凝器和/或蒸发器的作用。典型地,热交换器的管侧用于装载第一流体,例如水;而壳侧用于装载第二流体,例如制冷剂。当热交换器充当冷凝器时,壳侧一般用于装载制冷剂热蒸汽,而管侧用于装载工艺流体,例如水。制冷剂热蒸汽可在冷凝为液态制冷剂时将热传导给水。当热交换器充当蒸发器时,壳侧一般用于装载冷的液态制冷剂或制冷剂蒸汽/液体混合物,而管侧用于装载工艺流体,例如水。热量可在蒸发器中从水传递给制冷剂,从而在制冷剂蒸发的同时,使得水的温度下降。
在壳管式热交换器中,热交换器管典型地位于管侧内,并设置为纵向地延伸贯穿壳侧。热交换器管可设置为具有至少1个工艺流体程。在一些热交换器中,工艺流体可从壳的第一纵向端进入至少部分热交换器管中。在单程热交换器中,工艺流体通常从壳的第二纵向端离开热交换器。一些壳管式热交换器可以具有多程设计。在多程热交换器中,工艺流体可设置为从例如第一程中流入一个位于壳的第二纵向端的回水箱中,并被导入至少部分热交换器管道以流回所述壳的第一纵向端的例如第二程中。当工艺流体流经热交换器管的一个或多个程时,工艺流体和制冷剂之间可以发生热交换。
在一些热交换器中,例如在溢流式蒸发器中,热交换器管从蒸发器下部区域成束叠放。该热交换器管束上部区域附近的热交换器管与制冷剂之间可能无法有效率地进行热交换,因为制冷剂可能无法有效地浸湿靠近热交换器管束上部区域的热交换器管,在蒸发器中形成水旁通,而靠近热交换器管束下部区域的热交换器管能够更有效地冷却热交换器管中的水。术语“水旁通”通常指的是流经管侧的水与被制冷剂浸湿的热交换器管之间无法接触或接触受限。当此情况发生时,离开热交换器管束上部区域附近的热交换器管的温度较高的回程水,与离开热交换器管束下部区域附近的热交换器管的温度较低的水可能混合,形成两种温度之间的混合水温。为了补偿离开热交换器管束上部区域附近的热交换器管的水温的升高,压缩机可能需要提高其升力(例如,排气压力减去蒸发器压力),这可能使得冷却装置在某些操作条件下效率降低,例如在部分负载的情况下。可以对热交换器做出改进,以便例如减少水旁通。
本文所述的实施例提供了一种壳管式热交换器的回水箱,所述热交换器配置为将流体导入回水箱中。该回水箱可设置为与热交换器的管侧流体连通。在一些实施例中,回水箱的结构可以设置为从热交换器管的一个部分接收水,并将接收到的水重定向至热交换器管的另一个部分。在一些实施例中,该回水箱可设置为从一个相对靠近热交换器管束上部区域的热交换器管部分接收水,再将接收到的水重定向至另一相对靠近热交换器管束下部区域的热交换器管部分。在一些实施例中,该回水箱可设置为包括一个插入件,该插入件可设置为接收和重定向回水箱接收到的至少部分水。在一些实施例中,该插入件可配置为将回水箱相对于使用中的热交换器的纵向分为前室和后室。在接收和重定向水流方面,所述回水箱的前室可与回水箱后室作不同设置。回水箱可协助将水流导入热交换器管的不同部分中流动,以在壳侧的制冷剂中获得相似的热交换量。
参照本文的附图,其中以实例展示说明了实现实施例的实施方式。应当理解,本文所用的术语是出于描述附图和实施例的目的,而不应认为是对本申请的范围的限制。本申请所公开的实施例一般指向用于导引水流的热交换器。但应当注意,该热交换器还可以用于导引其他流体。
图1A和图1B展示了一种双水程的壳管式热交换器100的示意图,其可在例如商用冷却装置中用作冷凝器和/或蒸发器。该热交换器100包括:壳110,通常限定为壳侧112;以及热交换管120,通常限定为管侧122。热交换器管120叠放在壳110内以形成热交换器管束127,所述热交换器管束127相对于高度H1所限定的垂直方向具有上部区域120a和下部区域120b。
壳侧112可用于装载第一流体,例如制冷剂;管侧122可用于装载第二流体,例如水。壳侧112的第一流体可与管侧122的第二流体形成热交换关系。
热交换器100的壳110的长度L1限定为纵向方向。壳110沿纵向具有第一端123和第二端125。第一端123上连接有水总管130,且所述水总管130与热交换器管120和管侧122流体连通。回水箱140连接在第二端125上,且与热交换器管120和管侧122流体连通。
如图1B所示,水总管130包括进水口132和出水口134。进水口132可用于接收流体,例如,水;而出水口134可设置为将水引出热交换器100。水总管130可将从进水口132接收的水分配至管侧122,和/或从管侧122接收水并将水从出水口134导出热交换器100。
在图1B所示的实施例中,进水口132和出水口134并排设置。这仅为范例。在其他实施例中,进水口132和出水口134可以是例如上下设置,或其他适当的设置方式。
参考图1A,在运行中,水可以从进水口142流入管侧122的水总管130。水可纵向从第一端123经热交换器管120流向第二端125。水可从第二端125流出管侧122进入回水箱140。回水箱140中,水可被导入管侧122以流向第一端123。然后,水可从第一端123的出水口134导出水总管130。
壳侧112可配置为装载例如制冷剂。若热交换器100配置为充当冷凝器,则壳侧112通常配置为装载制冷剂热蒸汽。制冷剂热蒸汽可将热释放给管侧122的水,并冷凝为液态制冷剂。若热交换器100配置为充当蒸发器,则壳侧112可配置为装载例如冷的液态制冷剂或液体/蒸汽制冷剂混合物。管侧122的水可将热释放给液体制冷剂和/或制冷剂液体/蒸汽混合物,从而降低水温。
壳侧112的第一流体(例如,制冷剂)和管侧122的第二流体(例如,水)之间的热交换效率可受到多种因素的影响,例如热交换器管120被壳侧112的制冷剂浸湿的程度。例如,当热交换器100是溢流式蒸发器时,壳侧112通常包括用于浸湿热交换器管120的液体制冷剂。在例如壳侧112的液态制冷剂容量相对低和/或在某些部分加载情况下,相对靠近热交换器管束127的上部区域120a的热交换器管120可能容易发生浸湿低效。由此一来,与热交换器管束127的下部区域120b附近的热交换器管120相比,热交换器管束127的上部区域120a附近的热交换器管120中的水与壳侧112中制冷剂的热交换效率较低。当水总管130如图1B所示处于并排设置时,分配给热交换器管束127的上部区域120a附近的热交换器管120的水也很可能从回水箱140回到热交换器管束127的上部区域120a附近的热交换器管120中。由此,该部分水在该双程中可能无法与制冷剂进行有效率的热交换。当这部分水回到水总管130中时,该部分水的温度可能相对高于从其他热交换器管120(例如热交换器管束127的下部区域120b附近的热交换器管120的水)回来的部分水。发生该情况时,从热交换器管束127的上部区域120a附近的热交换器管120回到水总管130的部分水,其温度可能高于从热交换器管束127的下部区域120b附近的热交换器管120回到水总管130的水。当水总管130中的水混合时,水温可能高于期望温度。为了补偿从热交换器管束127的上部区域120a附近的热交换器管120回到水总管130的水升高的温度,压缩机升力(例如,排气压力减去蒸汽压力)可能必须增加,这可能使得冷却装置在某些工作状态下效率降低,例如在部分负载的情况下。这可能影响热交换器100的总体热交换效率。
图2A和2B展示了回水箱200,该回水箱200可与图1A中所示的热交换器100联用。回水箱200设置为包括一种结构,例如插入件210,所述插入件210可配置为接收水并将回水箱200中的水重定向。
回水箱200包括水箱盖220,在与图1A中L1所限定纵向方向相似的纵向方向L上,所述水箱盖220具有开口端220a和密闭后端220b。一般而言,回水箱200形成从开口端220a至后端220b的空腔。该空腔可配置为接收并重定向例如来自热交换器管(例如,如图1A所示的热交换器管120)的水。
参照图2B,插入件210包括沿插入件210的主分隔件210b的外周长而设的外壁210a。外壁210a和主分隔件210b限定了插入件210,插入件210可用于接收和重定向插入件210中的水。
插入件210可从开口端220a插入回水箱盖220的空腔中。外壁210a和主分隔件210b的至少部分设置为符合回水箱盖220空腔的轮廓或周长。当插入件210位于回水箱盖220中时,插入件210通常限定前室250a,而插入件210主分隔件210b和回水箱盖220后端220b之间的空间通常限定为后室250b。前室250a和后室250b在纵向方向L上相邻。前室250a和后室250b可配置为接收和重定向回水箱200中的水流,分别形成第一水流路径和第二水流路径。
回水箱200的H2所限定的垂直方向上,回水箱200可被大致位于高度H2中间位置的线m分隔为上部225a和下部225b。参考图1A,当回水箱200与热交换器100联用时,其上部225a的位置通常可以相对靠近热交换器管束127的上部区域120a;而其下部225b的位置通常可以相对靠近热交换器管束127的下部区域120b。线m通常位于热交换器管束127的中间部分,将其分割为上部区域120a和下部区域120b。
插入件210的形状设置为,当插入件210位于回水箱200的空腔中时,插入件210的第一部分228a通常位于回水箱200的上部225a,而插入件210的第二部分228b通常位于回水箱200的下部225b。第一部分228a和第二部分228b通常位于相对于由高度H2所限定的垂直方向沿对角线相对的位置,且两者流体连通。第一部分228a和第二部分228b流体连通且通常配置为导引前室250a中的第一水流。插入件210还能令水流转向流入回水箱200的后室250b中。
插入件210的形状还可以设置为,当插入件210位于回水箱200中时,外壁210a和开口端220a在回水箱200上部225a中限定第一开口区域226a,而在下部225b限定第二开口区域226b。第一开口区域226a和第二开口区域226b流体连通,并配置为允许水从后端220b和插入件210之间的空间流入并通过回水箱200的后室250b。第一开口区域226a和第二开口区域226b通常相对于由高度H2限定的垂直方向呈对角线设置。
回水箱,例如回水箱200,能与例如图1A所示的热交换器100联用。图3展示了热交换器300的透视图,移除了壳和部分热交换器管以提供更清楚的视图。
热交换器300包括水总管330,水总管330具有进水口332和出水口334。进水口332和出水口334具有如图所示的并排配置,但可以知晓,也可以采用其他配置方式。
热交换器300还包括回水箱320,其配置类似于如图2所示的回水箱220。回水箱320配置为包括插入件310,插入件310配置为包括流体连通的第一部分328a和第二部分328b。插入件310的形状设置还在于,与回水箱320的盖360形成第一开口区域326a和第二开口区域326b。
热交换器300的纵向方向由长度L3所限定。 在该纵向方向上,热交换器300具有第一端323和第二端325。水总管330连接在热交换器300的第一端323上;而回水箱320连接在热交换器的第二端325上。热交换器管350在第一端323和第二端325之间纵向延伸。热交换器300配置为具有双程配置。
U型箭头和笔直箭头展示了热交换器300在运行时回水箱320中的水流方向示例。水可以从进水口332导入水总管330,并导入至少部分热交换器管350。水沿纵向方向通过热交换器管350,并流入回水箱320。这形成了第一水程。在所示方向上,第一水程中的水通常由插入件310的第一部分328a(见U型箭头)和第二开口区域326b(见笔直箭头)所接收。
插入件第一部分328a和第二开口区域326b所接收到的水可在回水箱300中分别形成两条方向不同的水流。如图3中的U型箭头所示,第一部分328a所接收到的水通常沿着相对于由热交换器300的高度H3所定义的垂直方向的对角方向,被导向第二部分328b,形成第一水流路径。第二开口区域326b所接收到的水通常沿着相对于垂直方向的对角方向导向第一开口区域326a,形成第二水流路径(见笔直箭头)。水从第一开口区域326a和第二部分328b离开回水箱320。然后,水可以再次进入热交换器管350,以流回水总管330并流出出水口334,形成第二水程。第一水流路径和第二水流路径的方向在回水箱320中形成对角的相对关系。
相对于H3所限定的垂直方向,第一部分328a和第一开口区域326a通常位于上部(作为举例说明,参见图2A中回水箱200的上部225a);而第二部分328b和第二开口区域326b通常位于下部(作为举例说明,参见图2A中回水箱200的下部225b)。通过使用插入件310,来自第一水程并被上部的第一部分328a所接收的水可被导向下部的第二部分328b,以通过第二水程进入热交换器管350。来自第一水程并被下部的第二开口区域326b所接收的水被导向上部325a的第一开口区域326a,以通过第二水程进入热交换器管350。
结合参考图1和图3,本文所述的水流模式可辅助水流方向从第一水程转向第二水程。相对靠近热交换器管束上部的热交换器管320(例如,参见图1中的热交换器管束127的上部区域120a)的第一水程的水,被相对靠近导向热交换器管束下部的热交换器管350(例如,参见图1中的热交换器管束127的下部区域120b)的第二水程。流入相对靠近热交换器管束上部的热交换器管350的第一水程的水流,被重定向至相对靠近热交换器管束下部的热交换器管350的第二水程。在双程的末端,管侧(例如图1A中的管侧122a)的水通常流经热交换器管束上部和下部的热交换器管350(例如,令该双程中的水流反向)。水流相对于垂直方向的反向,能帮助热交换器管350中的水在双程中获得相对均匀的热交换。这也有助于水在经过双程后具有相对均匀的温度。
应当知晓,在一些实施例中,水总管330的进水口332和出水口334的配置能够对调。水可以从出水口334导入水总管330,从入水口332流出水总管330。
应当理解,该回水箱中的水流模式可能通过改变插入件(例如图2A中的插入件)的配置来改变。可以通过配置插入件来获得期望的水流模式(例如,反向)。如图2A、2B和3中所示的实施例,能帮助热交换器管中的水流在垂直方向上从第一水程到第二水程发生反向。术语“反向”可以是相对于垂直方向。此仅为范例。回水箱和插入件也可以配置为,在回水箱中形成其他的水流模式。一般来说,插入件可以配置为,将第一水程热交换器管的第一选定部分中的水流导入第二水程热交换器管的第二选定部分中。为了达成这一目的,部分插入件在回水箱中的位置可与热交换器管的第一选定部分相对应,设置为接收来自第一水程热交换器管的第一选定部分的水。插入件的另一部分在回水箱中的位置可与热交换器管的第二选定部分相对应,设置为将水导入热交换器管的第二选定部分。插入件的第一部分和第二部分可设置为流体连通,由此可达到来自热交换器管的第一选定部分和热交换器管的第二选定部分的期望水流模式。
插入件的形状还可以设置为,令回水箱的第一开口区域(由回水箱盖和插入件限定)可设置为从热交换器管第一水程的一个部分接收水。回水箱的第二开口区域可配置为,将水导入热交换器管的另一部分。回水箱还可以配置为包括多个插入件,每个插入件用于引导回水箱中的不同水流模式。
在传统设计中,热交换器管典型地以相对高效的导热材料制成,例如铜。热交换器管的直径还可以针对热交换效率进行优化。但是,在传统设计中,热交换器管束的顶部无法在热交换器中进行高效热交换,这是因为,例如,水旁通的存在。本文所公开的实施例能帮助减少水旁通。由此,可能容易发生水旁通的区域中的热交换器管可以是未进行高效热交换优化的热交换器管,由此可以例如降低热交换器的制作成本。 在一些实施例中,部分热交换器管,例如如图1A所示的相对靠近热交换器管束127的上部区域120a的热交换器管120,可以用比铜的热交换性能低和/或成本便宜的材料制成,例如钢。在一些实施例中,由于所述热交换管暴露在可能容易发生水旁通的区域中,所述热交换器管的直径对达成某个热交换效率而言可能并不是至关重要的。例如,可以在这些区域中使用预制钢管(或其他非技术性管型的管)。在一些实施例中,相对靠近热交换器管束127的上部区域120a的热交换器管120的直径可以大于热交换器管束127的下部区域120b附近的热交换器管120(或典型热交换器管),以降低热交换器管120的成本和安装人工成本,因为使用较大直径的热交换器管时,所需热交换器管120的根数就低。管板的大小也可以配置为适应各种热交换器管的设置。管板和/或具有较大直径的热交换器管120还能帮助强化管板以控制偏转。在一些实施例中,插入件和回水箱可设置为,使得一个水程中相对低效导热材料制成的热交换器管中的水可以导入其他水程中相对高效导热材料制成的热交换器管。一个水程中相对高效导热材料制成的热交换器管中的水流可导入其他水程中相对低效导热材料制成的热交换器管。由于相对低效的热交换器管中的水流可流入相对高效的热交换器管中,反之亦然,因此,相对于上部热交换器管未被制冷剂完全浸湿的情况,热交换器的性能可以得到提高,或至少近似提高。使用直径相对较大的钢管和/或热交换器管能够有助于降低热交换器成本,同时仍然维持热交换器的总体热交换效率和/或均匀水温。
在一些实施例中,该插入件(例如,插入件310)可用于翻新改进现有的壳管式热交换器,例如蒸发器或冷凝器。可在例如维护过程中,将该插入件安装在所述热交换器上。
在一些实施例中,该插入件可配置为用于具有双程以上的壳管式热交换器中。图4展示了可用于三程热交换器(未显示)的回水箱400的一个实施例。回水箱400被隔板413分为两室,第一室412和第二室415。第一室412具有水口430,可配置为接收水或降水从热交换器排出。第二室415设有插入件410,可将第二室415分隔为前室450和后室452。第二室415的配置类似于如图2A所示的回水箱200。前室450具有第一部分450a和第二部分450b。后室452具有第一开口区域452a和第二开口区域452b。
在运行时,水可从水口430导入热交换器中,并导入热交换器管(未显示)中形成第一水程。第二室415可接收第二水程中的水。插入件410和第二室415可形成两条水流路径,以便,例如, 在水流出第二室415时,相对于由高度H4限定的垂直方向令水流反向。如图所示,前室450的第一部分450a和第二部分450b可形成第一水流路径,而后室452的第一开口区域452a和452b可形成第二水流路径,且第二水流路径通常与第一水流路径方向不同。
可知晓,插入件410仅出于举例说明的目的。插入件410在其他实施例中可具有不同配置。
可知晓,热交换器(例如,图1中的热交换器100)可具有2个配置与回水箱400类似的回水箱,其中一个可以位于热交换器的第一端(例如,热交换器100的第一端123),而另一个可位于热交换器的第二端(例如,热交换器100的第二端125)。
图5A和5B展示了另一个实施例的回水箱500。如图5A所示,回水箱500包括空腔520。空腔520可被隔板510分为多个室550a、550b、550c和 550d。在如图所示的实施例中,隔板510配置为将空腔520划分为4个室,即550a-550d,其中隔板510可配置为将空腔520划分为其他数量的室。一般而言,室550a和550b设置在空腔520的相对上部,而室550c和550d设置在空腔520的相对下部。
参照图5A和5B,每个室520a-550d都与一条外部流道560a-560b流体连通。术语“外部”通常意味着流道560a和560b并不位于回水箱500的空腔520内部。外部流道560a和560b通常设置为将流体从一个室导向另一个室。
在图示实施例中,室550a和550c与第一流道560a流体连通。室550b和550d与第二流道560b流体连通。第一流道560a和第二流道560b通常处在对角线关系。流道560a和560b通常可以反转图示实施例中的回水箱500中的流动方向。
可知晓,回水箱500可分为其他数量的室,且流道可以配置为以其他模式引导液流方向。
可知晓,本文所述的回水箱可与各种类型的壳管式热交换器联用,例如降膜式蒸发器,溢流式蒸发器,以及冷凝器。
以下各方面中,1-7中的任一方面均可与8-22中的任一方面相结合。8-9中的任一方面均可与10-22中的任一方面相结合。10-19中的任一方面均可与20-22中的任一方面相结合。第21方面可与第22方面相结合。
发明方面
第1方面:用于热交换器的回水箱,包括:
回水箱盖,具有开口端和后端;以及
插入件,位于回水箱盖内;
其中,该插入件限定了第一水流路径,且插入件和回水箱盖后端之间的空间限定了第二水流路径。
第2方面:第1方面中的回水箱,其中,相对于回水箱的垂直方向,第一水流路径和第二水流路径的方向互不相同。
第3方面:第1、2方面中的回水箱,其中,第一水流路径和第二水流路径的方向构成对角线关系。
第4方面:第1-3方面的回水箱,其中,所述插入件具有流体连通的第一部分和第二部分,该第一部分配置为接收水,而插入件配置为将接收到的水引导至第二部分。
第5方面:第4方面中的回水箱,其中,所述第一部分的至少部分和所述第二部分的至少部分设置为符合该开口端轮廓的形状,且该第一部分和第二部分相对于回水箱的垂直方向而呈对角线设置。
第6方面:第1-5方面中的回水箱,其中,所述插入件和开口端设置为形成第一开口区域和第二开口区域,且第一开口区域和第二开口区域通过插入件和回水箱后端之间的空间流体连通,所述第一开口区域用于接收水,而第二端用于将水导出回水箱。
第7方面:第6方面的回水箱,其中,第一开口区域和第二开口区域相对于回水箱的垂直方向呈对角线设置。
第8方面:用于热交换器的回水箱,包括:
回水箱;
隔板,将回水箱分为第一室和第二室;以及
第一流道,位于回水箱盖外部,在第一室和第二室之间形成流体连通。
第9方面:第8方面中用于热交换器的回水箱,进一步包括:
第三室和第四室,两者由隔板分隔开;以及
第二流道;
其中,第二流道位于回水箱盖外部,并在第三室和第四室之间形成流体连通。
第10方面:壳管式热交换器,包括:
壳;
热交换器管,在该壳中纵向延伸;以及
回水箱盖,位于热交换器的第一纵向端,该回水箱盖具有开口端和后端;以及
插入件,位于该回水箱盖内;
其中,该插入件限定了第一水流路径,而该插入件和回水箱后端之间的空间限定了第二水流路径。
第11方面:第10方面的壳管式热交换器,其中第一水流路径和第二水流路径的方向不同。
第12方面:第10-11方面的壳管式热交换器,其中第一水流路径和第二水流路径的方向处于对角线关系。
第13方面:第10-12方面的壳管式热交换器,其中,所述插入件具有流体连通的第一部分和第二部分,所述第一部分配置为从热交换器管的第一部分接收水,所述插入件配置为将接收到的水导入第二部分,且第二部分配置为将接收到的水导入热交换器管的第二部分。
第14方面:第13方面的壳管式热交换器,其中,第一部分的至少部分和第二部分的至少部分具有符合开口端轮廓的形状,且该第一部分和第二部分相对于回水箱的垂直方向呈对角线设置。
第15方面:第10-14方面的壳管式热交换器,其中该插入件和开口端配置为形成第一开口区域和第二开口区域,且第一开口区域和第二开口区域通过回水箱盖后端流体连通,所述第一开口区域配置为从热交换器管的第一部分接收水,所述后端配置为从第一开口区域将水导入第二开口区域,且该第二开口区域配置为将水导出回水箱盖并导入热交换器管的第二部分。
第16方面:第15方面的壳管式热交换器,其中,所述第一开口区域和第二开口区域相对于回水箱盖的垂直方向呈对角线设置。
第17方面:第10-16方面的壳管式热交换器,其中该插入件的第一部分配置为从相对靠近热交换器管上部的至少部分热交换器管中接收水,且该插入件的第二部分配置为将水导入相对靠近热交换器管下部的至少部分热交换器管中。
第18方面:第10-17方面的壳管式热交换器,其中相对靠近热交换器管上部的热交换器管以导热性能低于铜的材料制成。
第19方面:第10-18方面的壳管式热交换器,其中相对靠近热交换器管上部的热交换器管的直径配置为大于相对靠近热交换器管下部的热交换器管。
第20方面:一种管理热交换器管侧中的流体流动的方法,包括:
在所述热交换器的第一端,将部分流体导入位于热交换器上部区域内的热交换器管;
在所述热交换器的第二端,接收来自所述热交换器上部区域内的热交换器管的所述部分流体;
在所述热交换器的第二端,将从所述热交换器上部区域内的热交换器管接收到的所述部分流体导向位于热交换器下部区域内的热交换器管;以及
在所述热交换器的第一端,接收来自热交换器下部区域内的热交换器管的所述部分流体。
第21方面:一种管理热交换器管侧中的流体流动的方法,包括:
在所述热交换器的第一端,将部分流体导入位于热交换器下部区域内的热交换器管;
在所述热交换器的第二端,接收来自所述热交换器下部区域内的热交换器管的所述部分流体;
在所述热交换器的第二端,将从所述热交换器下部区域内的热交换器管接收到的所述部分流体导向位于热交换器上部区域内的热交换器管;以及
在所述热交换器的第一端,接收来自热交换器上部区域内的热交换器管的所述部分流体。
第22方面:一种加热、通风及空调系统,包括:
热交换器,包括第一端和第二端;
所述第一端包括水总管,所述水总管配置为将流体导入热交换器的管侧;
所述第二端包括回水箱,所述回水箱配置为从该热交换器的管侧接收所述流体并将其重定向至热交换器的管侧内;
所述回水箱包括:
开口端和后端;以及
插入件,位于所述水箱中;其中,所述插入件限定了第一水流路径,且所述插入件和所述回水箱后端之间的空间限定了第二水流路径。
关于上述描述,应当理解,可以在不脱离本发明范围的前提下对细节做出改变。本说明书及所述实施例仅应被看作为范例,本发明的真实范围和思路由权利要求的最广泛含义来限定。
Claims (18)
1.一种用于热交换器的回水箱,包括:
回水箱盖,其具有开口端和后端;以及
插入件,其位于所述回水箱盖内部,并用于接收和重定向所述插入件中的水,所述插入件包括主分隔件和外壁,所述外壁从所述主分隔件的表面向外延伸,并至少部分设置在所述主分隔件的外周长上,
其中,所述插入件限定了所述插入件内部的第一水流路径,且所述主分隔件和所述回水箱盖后端之间的空间限定了第二水流路径。
2.根据权利要求1所述的回水箱,其特征在于,所述第一水流路径的方向和所述第二水流路径的方向相对于所述回水箱的垂直方向互不相同。
3.根据权利要求1所述的回水箱,其特征在于,第一水流路径的方向和第二水流路径的方向构成对角线关系。
4.根据权利要求1所述的回水箱,其特征在于,所述插入件具有流体连通的第一部分和第二部分,所述第一部分用于接收水,而所述插入件用于将接收到的水引导至所述第二部分。
5.根据权利要求4所述的回水箱,其特征在于,所述第一部分的至少一部分和所述第二部分的至少一部分被设置为符合所述开口端轮廓的形状,且所述第一部分和第二部分相对于回水箱的垂直方向呈对角线设置。
6.根据权利要求1所述的回水箱,其特征在于,所述插入件和所述开口端设置为形成第一开口区域和第二开口区域,且所述第一开口区域和第二开口区域通过所述主分隔件和所述回水箱后端之间的空间流体连通,所述第一开口区域用于接收水,而所述第二开口区域用于将水导出所述回水箱。
7.根据权利要求6所述的回水箱,其特征在于,所述第一开口区域和所述第二开口区域相对于所述回水箱的垂直方向呈对角线设置。
8.一种壳管式热交换器,包括:
壳;
热交换器管,其在所述壳中纵向延伸;以及
回水箱盖,其位于热交换器的第一纵向端,且所述回水箱盖具有开口端和后端;以及
插入件,其位于所述回水箱盖内,并用于接收和重定向所述插入件中的水,所述插入件包括主分隔件和外壁,所述外壁从所述主分隔件的表面向外延伸,并至少部分设置在所述主分隔件的外周长上,
其中,所述插入件限定了所述插入件内的第一水流路径,而所述主分隔件和回水箱后端之间的空间限定了第二水流路径。
9.根据权利要求8所述的壳管式热交换器,其特征在于,所述第一水流路径的方向和第二水流路径的方向相对于所述回水箱的垂直方向互不相同。
10.根据权利要求9所述的壳管式热交换器,其特征在于,所述第一水流路径的方向和第二水流路径的方向为对角线关系。
11.根据权利要求8所述的壳管式热交换器,其特征在于,所述插入件具有流体连通的第一部分和第二部分,所述插入件的第一部分用于从所述热交换器管的第一部分接收水,所述插入件用于将接收到的水导入所述插入件的第二部分,且所述插入件的第二部分用于将接收到的水导入所述热交换器管的第二部分。
12.根据权利要求11所述的壳管式热交换器,其特征在于,所述插入件的第一部分的至少一部分和所述插入件的第二部分的至少一部分具有符合所述开口端轮廓的形状,且所述插入件的第一部分和第二部分相对于所述回水箱的垂直方向呈对角线设置。
13.根据权利要求8所述的壳管式热交换器,其特征在于,所述插入件和开口端配置为形成第一开口区域和第二开口区域,且所述第一开口区域和第二开口区域通过所述主分隔件和所述回水箱盖后端之间的空间流体连通,所述第一开口区域用于从所述热交换器管的第一部分接收水,所述后端用于从所述第一开口区域将水导入第二开口区域,且所述第二开口区域用于将水导出所述回水箱盖并导入所述热交换器管的第二部分。
14.根据权利要求13所述的壳管式热交换器,其特征在于,所述第一开口区域和第二开口区域相对于所述回水箱盖的垂直方向呈对角线设置。
15.根据权利要求8所述的壳管式热交换器,其特征在于,所述插入件的第一部分用于从相对靠近所述热交换器管上部的至少部分热交换器管中接收水,且所述插入件的第二部分用于将水导入相对靠近所述热交换器管下部的至少部分热交换器管中。
16.根据权利要求8所述的壳管式热交换器,其特征在于,相对靠近所述热交换器管上部的热交换器管由导热性能低于铜的材料制成。
17.根据权利要求10所述的壳管式热交换器,其特征在于,相对靠近所述热交换器管上部的热交换器管的直径大于相对靠近所述热交换器管下部的热交换器管的直径。
18.一种管理热交换器管侧中的流体流动的方法,包括:
在所述热交换器的第一端,将第一部分流体导入位于热交换器上部区域内的热交换器管;
在所述热交换器的第二端,接收来自所述热交换器上部区域内的热交换器管的所述第一部分流体,并将从所述热交换器上部区域内的热交换器管接收到的所述第一部分流体导向位于热交换器下部区域内的热交换器管;
在所述热交换器的第一端,将第二部分流体导入位于热交换器下部区域内的热交换器管;和
在所述热交换器的第二端,接收来自所述热交换器下部区域内的热交换器管的所述第二部分流体,并将从所述热交换器下部区域内的热交换器管接收到的所述第二部分流体导向位于热交换器上部区域内的热交换器管。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201361860480P | 2013-07-31 | 2013-07-31 | |
US61/860480 | 2013-07-31 | ||
US14/445905 | 2014-07-29 | ||
US14/445,905 US9733023B2 (en) | 2013-07-31 | 2014-07-29 | Return waterbox for heat exchanger |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104596344A CN104596344A (zh) | 2015-05-06 |
CN104596344B true CN104596344B (zh) | 2019-04-12 |
Family
ID=52426584
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201410372192.9A Active CN104596344B (zh) | 2013-07-31 | 2014-07-31 | 用于热交换器的回水箱 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US9733023B2 (zh) |
CN (1) | CN104596344B (zh) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DK177774B1 (en) | 2013-04-11 | 2014-06-23 | Spx Flow Technology Danmark As | HYGIENIC HEAT EXCHANGE AND METHOD FOR PREPARING A HYGIENIC HEAT EXCHANGE |
US9733023B2 (en) * | 2013-07-31 | 2017-08-15 | Trane International Inc. | Return waterbox for heat exchanger |
CN107257836B (zh) | 2014-11-11 | 2021-06-08 | 特灵国际有限公司 | 制冷剂组合物和使用方法 |
US9556372B2 (en) | 2014-11-26 | 2017-01-31 | Trane International Inc. | Refrigerant compositions |
EP4111109A1 (en) * | 2020-02-27 | 2023-01-04 | Johnson Controls Tyco IP Holdings LLP | Water box mixing manifold |
CN116718065B (zh) * | 2023-08-09 | 2023-10-20 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 用于大型连续式风洞气温均匀性控制的水冷管道安装方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4502530A (en) * | 1982-09-23 | 1985-03-05 | Carrier Corporation | Waterbox for a shell and tube heat exchanger |
US5558157A (en) * | 1994-12-19 | 1996-09-24 | Makowski; James | Apparatus and method of removing microfouling from the waterside of a heat exchanger |
CN201811609U (zh) * | 2010-09-29 | 2011-04-27 | 中原工学院 | 一种箱式多壳程逆流增速型管壳式换热器 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US267797A (en) | 1882-11-21 | Feed-water heater | ||
US1725322A (en) | 1927-06-08 | 1929-08-20 | Vezie Melbourne Euguene | Heating apparatus |
US1989430A (en) | 1931-12-24 | 1935-01-29 | Sulzer Ag | Combined condensing and evaporating apparatus |
US3802498A (en) | 1970-02-02 | 1974-04-09 | N Romanos | Shell and tube heat exchanger with central conduit |
US4089368A (en) | 1976-12-22 | 1978-05-16 | Carrier Corporation | Flow divider for evaporator coil |
US4474011A (en) | 1983-05-12 | 1984-10-02 | Shell California Production Inc. | Once-through steam generator |
US4520867A (en) | 1984-02-06 | 1985-06-04 | General Motors Corporation | Single inlet/outlet-tank U-shaped tube heat exchanger |
US4660632A (en) | 1984-08-30 | 1987-04-28 | Ga Technologies Inc. | Heat exchanger |
US4972903A (en) | 1990-01-25 | 1990-11-27 | Phillips Petroleum Company | Heat exchanger |
US6161613A (en) | 1996-11-21 | 2000-12-19 | Carrier Corporation | Low pressure drop heat exchanger |
JP2003090690A (ja) | 2001-09-18 | 2003-03-28 | Hitachi Ltd | 積層型熱交換器及び冷凍サイクル |
US6883347B2 (en) | 2003-09-23 | 2005-04-26 | Zahid Hussain Ayub | End bonnets for shell and tube DX evaporator |
US7261148B2 (en) | 2005-05-31 | 2007-08-28 | York International Corporation | Direct expansion cooler high velocity dished head |
US9234673B2 (en) | 2011-10-18 | 2016-01-12 | Trane International Inc. | Heat exchanger with subcooling circuit |
US9733023B2 (en) * | 2013-07-31 | 2017-08-15 | Trane International Inc. | Return waterbox for heat exchanger |
-
2014
- 2014-07-29 US US14/445,905 patent/US9733023B2/en active Active
- 2014-07-31 CN CN201410372192.9A patent/CN104596344B/zh active Active
-
2017
- 2017-08-14 US US15/676,208 patent/US10295265B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4502530A (en) * | 1982-09-23 | 1985-03-05 | Carrier Corporation | Waterbox for a shell and tube heat exchanger |
US5558157A (en) * | 1994-12-19 | 1996-09-24 | Makowski; James | Apparatus and method of removing microfouling from the waterside of a heat exchanger |
CN201811609U (zh) * | 2010-09-29 | 2011-04-27 | 中原工学院 | 一种箱式多壳程逆流增速型管壳式换热器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20150034284A1 (en) | 2015-02-05 |
US20180010858A1 (en) | 2018-01-11 |
CN104596344A (zh) | 2015-05-06 |
US10295265B2 (en) | 2019-05-21 |
US9733023B2 (en) | 2017-08-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104596344B (zh) | 用于热交换器的回水箱 | |
JP3879032B2 (ja) | 冷却装置 | |
WO2014091972A1 (ja) | 熱交換器及びそれを用いたヒートポンプシステム | |
US10625564B2 (en) | Outdoor heat exchanger | |
KR20110079052A (ko) | 냉매사이클 연동 물 순환 시스템 | |
CN102287951B (zh) | 吸收热泵 | |
CN101738016A (zh) | 一种高效冷凝器及安装有该冷凝器的空调器 | |
EP3059519B1 (en) | Refrigeration cycle device | |
JP6846614B2 (ja) | 高エネルギ効率構造を有する空調及びヒートポンプタワー | |
EP2504655A2 (en) | A heat exchanger with a suction line heat exchanger | |
US20220082327A1 (en) | Heat Pump Drying System | |
CN108351188A (zh) | 热交换器及空调 | |
KR102545184B1 (ko) | 칠러용 응축기 기기 | |
US20020144810A1 (en) | Heat exchanger and vehicle heating or air-conditioning system including same | |
JP4422023B2 (ja) | 車両空調装置用熱交換器配置および暖房/冷房回路、そして空調装置の暖房/冷房回路を制御および/または調節するための方法 | |
CN108266923A (zh) | 具有重定向过程流体流动的蒸发器 | |
EP3842724B1 (en) | Heat exchanger and heat exchange system including the same | |
WO2021192903A1 (ja) | 熱交換器 | |
CN211011723U (zh) | 一种空调冷液一体系统 | |
CN107388639A (zh) | 一种套管式冷凝蒸发器 | |
CN106839211A (zh) | 一拖多空调器及其运行制热模式时的控制方法 | |
US9834061B2 (en) | Assembly including a heat exchanger and a mounting on which said exchanger is mounted | |
CN115265002B (zh) | 热泵系统 | |
CN109405583A (zh) | 冷却设备 | |
CN217357638U (zh) | 换热器和空调器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |