CN113267074A - 包括两个热交换器的交换器系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种交换器系统(100)，其包括两个热交换器(102a‑b)、在入口(106a)与出口(106b)之间延伸的旁通管线(104)、连接在每个热交换器(102a‑b)的第一孔口(108a‑b)与旁通管线(104)之间的管线(112a‑b)、连接到两个热交换器(102a‑b)的两个第二孔口(110a‑b)且连接到旁通管线(104)的回流管线(114)、三个阀(116a‑c)和指令每个阀(116a‑c)交替打开或关闭的控制单元。借助这种布置，由于塞引起的压力峰值的强度受到传热流体在两条并联管线上的流动分布的限制。

Description

包括两个热交换器的交换器系统
技术领域
本发明涉及一种允许热量在两种流体之间交换的交换器系统，该交换器系统包括两个热交换器和成组的阀。
背景技术
为了冷却某些设备，已知的实践是使用包括热交换器的交换器系统，在该热交换器中，诸如油之类的传热流体在其中循环，并且热交换器放置在空气流中以冷却该传热流体。传热流体例如通过泵循环。
热交换器包括通道网络，通道网络在入口与出口之间延伸，并且传热流体在其中循环。
交换器系统还包括管线，该管线从热交换器中伸出并穿过待冷却的设备。
通过在管线中循环并经过设备，传热流体会充注热量，并且通过经过热交换器，传热流体会将其热量排放到空气中。
交换器系统通常包括旁通回路，该旁通回路具有在入口与出口之间的旁通管线以及具有在旁通管线上的旁通阀。旁通阀可以交替打开或关闭。
当旁通阀关闭时，传热流体不流经旁通管线，而是流经热交换器以确保冷却。
当旁通阀打开时，传热流体流经旁通管线，而不经过热交换器。
尽管这样设备令人满意，但是在某些情况下，可能会在传热流体中发现空气，并且当打开旁通阀时，空气会在热交换器的最高点中积聚，因此形成液压塞。然后，当旁通阀关闭时，传热流体在热交换器中重新开始循环并遇到该液压塞，液压塞需要一定的时间才能清除，之后传热流体才能再次在热交换器中正常循环。碰到所述液压塞会导致在供应管线上出现压力峰值。
因此，需要找到一种交换器系统，该系统限制了由于热交换器中的液压塞而造成的压力峰值的强度。
发明内容
本发明一个目标是提出一种交换器系统，该系统包括两个热交换器和成组的阀，在成组的阀中根据使用条件交替地控制每个阀打开或关闭。
为此，提出了一种热交换器系统，其包含传热流体并包括：
-第一热交换器和第二热交换器，其中，每个热交换器包括第一孔口和第二孔口，
-在入口与出口之间延伸的旁通管线，
-在旁通管线与旁通管线的入口和出口之间的第一热交换器的第一孔口之间流体连接的第一管线，
-在旁通管线与第一管线和旁通管线的出口之间的第二热交换器的第一孔口之间流体连接的第二管线，
-流体连接到两个热交换器的两个第二孔口和连接到第二管线与旁通管线的出口之间的回流管线，
-安装在第一管线与第二管线之间的旁通管线上的第一阀，
-安装在第二管线与回流管线之间的旁通管线上的第二阀，
-安装在两个第二孔口与旁通管线之间的回流管线上的第三阀，
-控制单元，其交替指令每个阀打开或关闭。
借助这种布置，由于塞引起的压力峰值的强度受到传热流体在两条平行(并联)管线上的流动分布的限制。
有利地，从第一阀的打开位置、从第二阀的打开位置以及从第三阀的关闭位置，控制单元设计成指令第三阀的打开和第二阀的关闭。
有利地，从如此达到的状态出发，控制单元设计成指令第一阀的关闭、第二阀的打开和第三阀的关闭。
附图说明
通过阅读下面关于附图给出的对示例性实施例的描述，本发明的上述特征将变得更明了，附图中：
图1是根据第一种使用情况的本发明交换器系统的示意图，
图2是根据第二种使用情况的本发明交换器系统的示意图，以及
图3是根据第三种使用情况的本发明交换器系统的示意图，
具体实施方式
图1至3示出组件20，组件20具有设备10和本发明的交换器系统100，该交换器系统设计为冷却所述设备10。
交换器系统100包括第一热交换器102a和第二热交换器102b。
交换器系统100包括在入口106a与出口106b之间延伸的旁通管线104。
每个热交换器102a-b包括第一孔口108a-b和第二孔口110a-b。如下所述，孔口108a-b、110a-b可根据运行模式而为入口或出口。
交换器系统100还包括流体连接在旁通管线104和第一热交换器102a的第一孔口108a之间的第一管线112a。与旁通管线104的连接在旁通管线104的入口106a与出口106b之间进行。
交换器系统100还包括流体连接在旁通管线104和第二热交换器102b的第一孔口108b之间的第二管线112b。与旁通管线104的连接在旁通管线104的出口102b与第一管线112a之间进行。
交换器系统100还包括回流管线114，回流管线114流体连接到两个热交换器102a-b的两个第二孔口110a-b和连接到旁通管线104。与旁通管线104的连接在旁通管线104的出口106b与第二管线112b之间进行。
交换器系统100还包括第一阀116a，其安装在第一管线112a与第二管线112b之间的旁通管线104上。
交换器系统100还包括第二阀116b，其安装在第二管线112b与回流管线114之间的旁通管线104上。
交换器系统100还包括第三阀116c，其安装在两个第二孔口110a-b与旁通管线104之间的回流管线114上。
每个阀116a-c由例如为处理器类型的控制单元交替地指令打开或关闭，该控制单元根据交换器系统100的需要来控制每个阀116a-c的位置。控制单元可以是交换器系统100内部的控制单元，或者它可以是用于控制组件20的更通用的控制单元。
组件20还包括传输管线22，该传输管线22穿过设备10而在旁通管线104的出口106b和入口106a之间延伸。
诸如油之类的传热流体经由例如安装在该传输管线22上的泵30而在传输管线22与交换器系统100中循环。通过经过设备10，传热流体被充注热量(卡路里)。
因此，在输送管线22中驱动油，然后，根据阀116a-c的位置，油将在旁通管线104的入口106a与出口106b之间循环，并且尤其可能在热交换器102a-b中循环。
热交换器102a-b布置在空气流F中，空气流F使得热量从传热流体排放到空气中。
在图1所示的运行模式中，第一阀116a关闭，第二阀116b打开，而第三阀116c关闭。
然后，传热流体从旁通管线104的入口106a依次循环通过第一管线112a、第一交换器102a、回流管线114、第二交换器102b和第二管线112b，以通过第二阀116b重新汇入旁通管线104及其出口106b。
在图1所示的运行模式中，传热流体依次通过两个热交换器102a-b，以最大程度地冷却。在这种模式中，传热流体的流量和速度最大。
在这种运行模式中，在热交换器102a-b中行进的距离长并且速度快，这引起强烈的压降。
当传热流体的温度高于高阈值时，更特定地使用这种运行模式。
在图2所示的运行模式中，第一阀116a打开，第二阀116b关闭，而第三阀116c打开。
然后，传热流体从旁通管线104的入口106a循环通过第一管线112a、并通过第一阀116a通过第二管线112b，接着通过每个交换器102a-b、回流管线114，以通过第三阀116c重新汇入旁通管线104及其出口106b。
在图2所示的运行模式中，冷却不是最大的，并且传热流体的流量在两个热交换器102a-b之间进行分配，因此，对于每个热交换器102a-b，流量和速度除以二。
在该运行模式中，与之前的运行模式相比，传热流体在热交换器102a-b中行进的距离被除以二，并且与之前的运行模式相比，流量也除以二，这意味着与之前的运行模式相比，压降减小了4至8倍。
当传热流体的温度高于低阈值而低于比所述低阈值高的高阈值时，更特定地使用这种运行模式。
该运行模式还适合于在启动时确保系统的预热，并且特别适合于确保对热交换器102a-b除冰。
在图3所示的运行模式中，第一阀116a打开，第二阀116b打开，而第三阀116c关闭。
然后，传热流体仅从入口106a在旁通管线104中循环，以通过第一阀116a和第二阀116b重新汇入出口106b。
在图3所示的运行模式中，传热流体的温度低于低阈值，并且传热流体不通过热交换器102a-b，因为它不需要被冷却。
图3的运行模式对应于旁通模式。
此外，当从图1所示的运行模式切换到图2所示的运行模式时，可能位于系统中的空气没有时间停留或形成液压塞，因为交换器始终充满。
切换到三种运行模式中的一种或另一种是由控制单元执行的，例如，基于由与控制单元相联的温度探头测得的传热流体的温度。
然后，可以从对应于旁通模式的图3所示的运行模式切换到图2所示的运行模式，因此，即使液压塞已经出现在热交换器102a-b中，传热流体在第一管线112a和第二管线112b中的分布也使得可以限制当传热流体遇到这些液压塞时产生的压力峰值的强度。
在一定时间之后，接着可以按需并且根据传热流体的温度切换到图1所示的运行模式。
因此，控制单元设计为从图3所示的运行模式指令阀116a-c切换到图2所示的运行模式，然后可能切换到图1所示的运行模式。
因此，从第一阀116a的打开位置、从第二阀116b的打开位置以及从第三阀116c的关闭位置，控制单元设计成指令第三阀116c的打开和第二阀116的关闭。
接着，从如此达到的状态出发，控制单元设计成指令第一阀116a的关闭、第二阀116b的打开和第三阀116c的关闭。
为了避免突然的湍动，也通过图2所示的运行模式执行从图1所示的运行模式到图3所示的运行模式的切换。
各个阀116a-c例如是电磁阀。
为了即使在失效情况下也能确保交换器系统100的运行，优选地，设置第一阀116a常开、第二阀116b常闭，且第三阀116c常开。

Claims (3)

1.一种交换器系统(100)，所述交换器系统包含传热流体，并且包括：
-第一热交换器(102a)和第二热交换器(102b)，其中，每个热交换器(102a-b)包括第一孔口(108a-b)和第二孔口(110a-b)，
-在入口(106a)与出口(106b)之间延伸的旁通管线(104)，
-第一管线(112a)，所述第一管线流体连接在所述旁通管线(104)与所述旁通管线(104)的所述入口(106a)和所述出口(106b)之间的所述第一热交换器(102a)的所述第一孔口(108a)之间，
-第二管线(112b)，所述第二管线流体连接在所述旁通管线(104)与所述第一管线(112a)和所述旁通管线(104)的出口(106b)之间的第二热交换器(102b)的第一孔口(108b)之间，
-回流管线(114)，所述回流管线流体连接到两个所述热交换器(102a-b)的两个第二孔口(110a-b)和连接到所述第二管线(112b)与所述旁通管线(104)的所述出口(106b)之间的所述旁通管线(104)，
-安装在所述第一管线(112a)与所述第二管线(112b)之间的所述旁通管线(104)上的第一阀(116a)，
-安装在所述第二管线(112b)与所述回流管线(114)之间的所述旁通管线(104)上的第二阀(116b)，
-安装在两个所述第二孔口(110a、110b)与所述旁通管线(104)之间的所述回流管线(114)上的第三阀(116c)，以及
-控制单元，所述控制单元交替指令每个阀控制(116a-c)打开或关闭。
2.如权利要求1所述的交换器系统(100)，其特征在于，从所述第一阀(116a)的打开位置、从所述第二阀(116b)的打开位置以及从所述第三阀(116c)的关闭位置，所述控制单元设计成指令所述第三阀(116c)的打开和所述第二阀(116b)的关闭。
3.如权利要求2所述的交换器系统(100)，其特征在于，从因此达到的状态出发，所述控制单元设计成指令所述第一阀(116a)的关闭、所述第二阀(116b)的打开和所述第三阀(116c)的关闭。
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