CN110260707B - 一种可调式换热系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了可调式换热系统，属于换热技术领域。该可调式换热系统包括：至少两个换热支路，每一所述换热支路均包括串联的泵和待换热的换热部件；多个换热芯体，其内部用于流通冷却介质，每一所述换热芯体包括至少一个冷却介质进口和至少一个冷却介质出口，每一所述换热芯体均与每一所述换热支路串联形成换热回路；多个阀门，设置于所述换热回路的不同位置；和控制器，用于根据所述换热支路的需求控制所述多个阀门的开闭状态，从而控制每个所述换热支路所接入的换热芯体的数量。本发明的可调式换热系统可以解决现有换热系统重量大、体积庞大、布置难度和成本高以及产品使用性能低的问题。

Description

一种可调式换热系统

技术领域

本发明涉及换热技术领域，特别是涉及一种可调式换热系统。

背景技术

能量在转化/转换过程中不可避免的会有热量产生，对于大多数能量转化/转换部件来说，过高的能量积聚会导致其损毁。因此，适当的换热系统对于这些能量转换部件来说是非常必要的。

为减小整个产品或系统中换热器的个数，现有换热系统通常的做法是将相同温度水平的零部件布置在同一个换热回路里，然后由一个热交换器统一将整个回路里产生的热量带入终冷介质中。但不同的换热回路大多会使用不同的换热器。

上述的换热系统由于不同回路使用不同的换热器，因此整个换热系统重量体积大、布置难度高、成本高和产品使用性能低的问题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种可调式换热系统，可以解决现有换热系统重量大、体积庞大、布置难度和成本高以及产品使用性能低的问题。

本发明的一个进一步的目的是要解决现有换热器性能不均，无法协调的问题。

特别地，本发明提供了一种可调式换热系统，包括：

至少两个换热支路，每一所述换热支路均包括串联的泵和待换热的换热部件；

多个换热芯体，其内部用于流通冷却介质，每一所述换热芯体包括至少一个冷却介质进口和至少一个冷却介质出口，每一所述换热芯体均与每一所述换热支路串联形成换热回路；

多个阀门，设置于所述换热回路的不同位置；和

控制器，用于根据所述换热支路的需求控制所述多个阀门的开闭状态，从而控制每个所述换热支路所接入的换热芯体的数量。

可选地，所述多个阀门包括：

至少一个三通阀，至少一个所述换热芯体与两个所述换热支路的连接处设有所述三通阀。

可选地，所述多个阀门包括：

至少一个二通阀，至少一个所述换热芯体的所述冷却介质进口处设置有所述二通阀，用于控制所述冷却介质进口与每一所述换热支路的通断。

可选地，至少一个所述换热芯体的所述冷却介质出口处设置有所述二通阀，用于控制所述冷却介质出口与每一所述换热支路的通断。

可选地，至少一对相邻的所述换热芯体的所述冷却介质出口的连接管路上设有所述二通阀。

可选地，至少一对相邻的所述换热芯体的所述冷却介质进口的连接管路上设有所述二通阀。

可选地，所述换热芯体为扁管翅片式换热器，包括：

多个依次排列的扁管；

两个集液管，分别设置于所述扁管的两端，且与所有所述扁管连通；和

换热翅片，设置于相邻的所述扁管之间；其中，

所述两个集液管分别设有所述冷却介质进口和所述冷却介质出口。

可选地，一个所述集液管设有一个所述冷却介质进口，另一个所述集液管设有一个所述冷却介质出口。

可选地，一个所述集液管设有一个所述冷却介质进口，另一个所述集液管设有多个所述冷却介质出口。

可选地，一个所述集液管设有多个所述冷却介质进口，另一个所述集液管设有多个所述冷却介质出口。

本发明的可调式换热系统将多个换热芯体的冷却介质进口和冷却介质出口均与换热支路连通，形成可供所有换热支路共享的换热芯体，并在管路的不同位置设置的阀门，通过控制器控制阀门的开闭来控制每个换热支路接入的换热芯体的数量。由于不同的换热支路可以共享换热芯体，因此可以节省换热芯体的数量，避免了现有换热系统重量大、体积庞大、布置难度和成本高以及产品使用性能低的问题。

进一步地，这种可以自由分配换热芯体的可调式换热系统可以根据各个换热支路的实际需求来分配接入的换热芯体，从而合理高效的利用了所有换热芯体的换热性能。当某一换热支路换热需求高而另一换热支路的换热需求低时，通过调整阀门的状态实现各换热支路之间换热能力的协调，避免了现有换热器性能不均，无法协调的问题。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明第一个实施例的可调式换热系统的结构示意图；

图2是根据本发明第二个实施例的可调式换热系统的结构示意图；

图3是根据本发明第三个实施例的可调式换热系统的结构示意图；

图4是根据本发明第四个实施例的可调式换热系统的结构示意图。

具体实施方式

图1是根据本发明第一个实施例的可调式换热系统的结构示意图。如图1所示，本发明提供了一种可调式换热系统100，其一般性地可以包括至少两个换热支路10、多个换热芯体20、多个阀门30和控制器(未示出)。每一换热支路10均包括串联的泵11和待换热的换热部件12。换热芯体20的内部用于流通冷却介质，每一换热芯体20包括至少一个冷却介质进口21和至少一个冷却介质出口22，每一换热芯体20均与每一换热支路10串联形成换热回路。阀门30设置于换热回路的不同位置。控制器用于据换热支路10的需求控制多个阀门30的开闭状态，从而控制每个换热支路10所接入的换热芯体20的数量。

本实施例的可调式换热系统100将多个换热芯体20的冷却介质进口21和冷却介质出口22均与换热支路10连通，形成可供所有换热支路10共享的换热芯体20，并在管路的不同位置设置的阀门30，通过控制器控制阀门30的开闭来控制每个换热支路10接入的换热芯体20的数量。由于不同的换热支路10可以共享换热芯体20，因此可以节省换热芯体20的数量，避免了现有换热系统重量大、体积庞大、布置难度和成本高以及产品使用性能低的问题。

现有的换热器设计方案由于结构是固定不变的，因此无论换热部件的需求换热量如何变化，用于该换热部件的换热回路的换热器性能就是不变的。因此为保证换热部件的工作正常，在设计上通常根据每个回路的最大换热需求，为该回路匹配相应性能的换热器。在使用过程中可能存在，回路A的中换热器换热能力不足时，回路B中换热器换热能力却有较大富余；而当回路B换热能力不足时，回路A换热器换热能力却有较大富余；即虽然总的换热能力是富余的，但各回路的换热性能却是拮据甚至不足。

本实施例中可以自由分配换热芯体20的可调式换热系统100可以根据各个换热支路10的实际需求来分配接入的换热芯体20，从而合理高效的利用了所有换热芯体20的换热性能。当某一换热支路10换热需求高而另一换热支路10的换热需求低时，通过调整阀门30的状态实现各换热支路10之间换热能力的协调，避免了现有换热器性能不均，无法协调的问题。

一个实施例中，多个阀门30包括至少一个三通阀31，至少一个换热芯体20与两个换热支路10的连接处设有三通阀31。

如图1所示的实施例中，可调式换热系统100设有换热支路10a、换热支路10b和多个换热芯体20，其中部分换热芯体20与换热支路10a、换热支路10b的连接处均设有三通阀31。如图1所示的状态，将左起第二个换热芯体20的两端的三通阀31调节为只与换热支路10a连通，其他换热芯体20两端的三通阀31调节为与换热支路10a和换热支路10b均连通，此时换热支路10a的接入了左侧两个换热芯体20，换热支路10b接入了其他换热芯体20。本实施例的可调式换热系统100适用于换热支路10a的换热需求较低、换热支路10b的换热需求较高的情况。

通过调节图1中的三通阀31的开闭状态，能够调节换热支路10a和换热支路10b接入的换热芯体20的个数。图1的实施例中左侧第一个换热芯体20的两端未设置三通阀31，在其他实施例中，设置三通阀31的换热芯体20的数量也可以进行调整。

在其他未示出的实施例中，也可以将换热支路10b近端的换热芯体20与换热支路10b连通、与换热支路10a断开，以适应换热支路10b的换热需求较低、换热支路10a的换热需求较高的情况。另一个实施例中，多个阀门30包括至少一个二通阀32(如图2所示)，至少一个换热芯体20的冷却介质进口21处设置有二通阀32，用于控制冷却介质进口21与每一换热支路的通断。

可选地，至少一个换热芯体20的冷却介质出口22处设置有二通阀32，用于控制冷却介质出口22与每一换热支路的通断。

可选地，至少一对相邻的换热芯体20的冷却介质出口22的连接管路上设有二通阀32。

可选地，至少一对相邻的换热芯体20的冷却介质进口21的连接管路上设有二通阀32。

图2是根据本发明第二个实施例的可调式换热系统的结构示意图。如图2所示的实施例，该可调式换热系统100设有换热支路10a、换热支路10b和多个换热芯体20，在每一个换热芯体20的冷却介质出口22处设置了一个二通阀32，在相邻的换热芯体20的冷却介质出口22的连接管路上均设置了二通阀32。通过开闭二通阀32可以控制换热支路10a和换热支路10b接入的换热芯体20的个数，具体的原理与上述设置三通阀31的实施例一样，在此不再赘述。

图3是根据本发明第三个实施例的可调式换热系统的结构示意图。如图3所示的实施例中，该可调式换热系统100设有换热支路10a、换热支路10b和多个换热芯体20，其中至少一组相邻的两个换热芯体20的同侧的一个集液管23连通形成换热体40(参见图3)，将连通的一侧的集液管23设置一个进水口且该冷却介质进口21处设置一个二通阀32，另一侧的集液管23设置两个冷却介质出口22，且两个冷却介质出口22处均设有二通阀32，并且在此处的两个冷却介质出口22之间的管路上也设置了二通阀32。其他的换热芯体20的冷却介质出口22处设置了一个二通阀32，且在相邻的换热芯体20的冷却介质出口22的连接管路上均设置了二通阀32。同样地，通过开闭二通阀32可以控制换热支路10a和换热支路10b接入的换热芯体20的个数。

图4是根据本发明第四个实施例的可调式换热系统的结构示意图。如图4所示的实施例中，该可调式换热系统100设有换热支路10a、换热支路10b、换热支路10c和多个换热芯体20。图4所示的实施例包括一个上述形式的换热体40和多个换热芯体20。在其他实施例中也可以包括多个换热体40或者不包括换热体40。本实施例中的换热芯体20和换热体40与换热支路10a、换热支路10b、换热支路10c均相连，在管路的不同位置设置有二通阀32。同样地，通过开闭二通阀32可以控制换热支路10a、换热支路10b和换热支路10c接入的换热芯体20的个数。在其他实施例中，也可以在管路中设置三通阀31，通过选择三通阀31的连通方向可以控制换热支路10a、换热支路10b和换热支路10c接入的换热芯体20的个数。

参见图1，一个实施例中，换热芯体20为扁管翅片式换热器，包括多个依次排列的扁管、两个集液管23和换热翅片。两个集液管23分别设置于扁管的两端，且与所有扁管连通。换热翅片设置于相邻的扁管之间。两个集液管23分别设有冷却介质进口21和冷却介质出口22。

可选地，一个集液管23设有一个冷却介质进口21，另一个集液管23设有一个冷却介质出口22。

可选地，一个集液管23设有多个冷却介质进口21，另一个集液管23设有一个冷却介质出口22。

另一个实施例中，一个集液管23设有一个冷却介质进口21，另一个集液管23设有多个冷却介质出口22。

一个实施例中，一个集液管23设有多个冷却介质进口21，另一个集液管23设有多个冷却介质出口22。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (5)

1.一种可调式换热系统，其特征在于，包括：

至少两个换热支路，每一所述换热支路均包括串联的泵和待换热的换热部件；

多个换热芯体，其内部用于流通冷却介质，每一所述换热芯体包括至少一个冷却介质进口和至少一个冷却介质出口，每一所述换热芯体均与每一所述换热支路串联形成换热回路；

多个阀门，设置于所述换热回路的不同位置；和

控制器，用于根据所述换热支路的需求控制所述多个阀门的开闭状态，从而控制每个所述换热支路所接入的换热芯体的数量，并使得至少部分所述换热芯体能够被多个所述换热支路共享；

所述多个阀门包括至少一个三通阀或多个二通阀，所述三通阀的三个口分别连接一个所述换热芯体以及两个所述换热支路，至少一个换热芯体的所述冷却介质进口或所述冷却介质出口处设置有所述二通阀，且至少一对相邻的所述换热芯体的所述冷却介质进口的连接管路上或所述冷却介质出口的连接管路上设有所述二通阀。

2.根据权利要求1所述的可调式换热系统，其特征在于，所述换热芯体为扁管翅片式换热器，包括：

多个依次排列的扁管；

两个集液管，分别设置于所述扁管的两端，且与所有所述扁管连通；和

换热翅片，设置于相邻的所述扁管之间；其中，

所述两个集液管分别设有所述冷却介质进口和所述冷却介质出口。

3.根据权利要求2所述的可调式换热系统，其特征在于，

一个所述集液管设有一个所述冷却介质进口，另一个所述集液管设有一个所述冷却介质出口。

4.根据权利要求2所述的可调式换热系统，其特征在于，

一个所述集液管设有一个所述冷却介质进口，另一个所述集液管设有多个所述冷却介质出口。

5.根据权利要求2所述的可调式换热系统，其特征在于，

一个所述集液管设有多个所述冷却介质进口，另一个所述集液管设有多个所述冷却介质出口。

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