RU2635673C1

RU2635673C1 - Heat exchanger with secondary folding

Info

Publication number: RU2635673C1
Application number: RU2015144175A
Authority: RU
Inventors: Гари Г. МАНТЕР; Брайан Р. ФИНСТАД; Тони Х. СТАМЕНОВ
Original assignee: Флексэнерджи Энерджи Системз, Инк.
Priority date: 2010-12-22
Filing date: 2011-12-22
Publication date: 2017-11-15
Also published as: WO2012088466A1; EP2654983A4; EP2654983A1; RU2013133855A; US20120160451A1; RU2568230C2

Abstract

FIELD: heating system.

SUBSTANCE: each heat exchange element is made of a ribbed sheet having a plurality of hollow ribs to create an internal volume. At the same time, it has an inlet and an outlet and a hole. The flow divider is placed in the internal space between the intake manifold and the outlet line with internal vertices of the hollow fins in contact with the flow divider. The base element is connected above the opening of the inner volume. And the base element contains the input and output, placed with a fluid communication with the intake manifold and the exhaust line, respectively.

EFFECT: technological possibilities are expanding and heat transfer between fluid flows is improved.

20 cl, 15 dwg

Description

Перекрестная ссылка на «родственные» заявкиCross reference to "related" applications

Настоящая заявка испрашивает приоритет по Предварительной заявке США № 61/425840, поданной 22 декабря 2010 г., которая включена сюда в качестве ссылки.This application claims priority to Provisional Application US No. 61/425840, filed December 22, 2010, which is incorporated herein by reference.

Предпосылки к созданию изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится в общем к системам и способам переноса тепла между текучими средами и, в частности, к теплообменникам, приспособленным для переноса тепла между непрерывными потоками двух текучих сред.The present invention relates generally to systems and methods for transferring heat between fluids and, in particular, to heat exchangers adapted for transferring heat between continuous flows of two fluids.

Уровень техникиState of the art

Промышленные процессы и потребительские продукты часто действуют путем переноса тепла между двумя текучими средами. Примером может служить бытовой холодильник, в котором в очень упрощенном виде циркулирующий хладагент поглощает тепло из охлаждаемого пространства и затем отводит тепло в окружающий воздух. Теплообменные части обычных систем переноса тепла обычно имеют такие, как показано на фиг.1А и 1В, ребра, прикрепленные к трубам, несущим в себе хладагент. Эти виды теплообменников могут быть сложными в изготовлении и имеют предел эксплуатационных характеристик, который определяется площадью внутренней поверхности трубы и средним путем, которым должно проходить тепло от текучей среды до воздуха.Industrial processes and consumer products often operate by transferring heat between two fluids. An example is a domestic refrigerator, in which, in a very simplified form, the circulating refrigerant absorbs heat from the refrigerated space and then removes heat to the surrounding air. The heat exchange parts of conventional heat transfer systems typically have, as shown in FIGS. 1A and 1B, fins attached to pipes containing refrigerant. These types of heat exchangers can be difficult to manufacture and have a performance limit, which is determined by the area of the inner surface of the pipe and the average path by which heat must pass from the fluid to the air.

Трубки, имеющие круговые гофры, часто используются для того, чтобы позволить системам металлических труб вмещать отклонения и угловые смещения. На фиг.1С показана типичная секция гибкой трубы, имеющая круговые гофры. Поскольку гофры ориентированы перпендикулярно потоку через трубу, текучая среда внутри складок гофров может застаиваться или создавать значительное сопротивление потоку текучей среды через эту секцию.Tubes having circular corrugations are often used to allow metal pipe systems to accommodate deflections and angular displacements. On figs shows a typical section of a flexible pipe having circular corrugations. Since the corrugations are oriented perpendicular to the flow through the pipe, the fluid inside the corrugations of the corrugations can stagnate or create significant resistance to the flow of fluid through this section.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Одним из недостатков обычных теплообменников является то, что охлаждаемая текучая среда открыта только на ограниченной площади поверхности, обычно внутренней поверхности гладкой цилиндрической трубы. Другим недостатком является трудность прикрепления ребер к трубе, несущей в себе подлежащую охлаждению текучую среду для улучшения тепловой связи трубы и наружного воздуха. Ребра могут быть выполнены отдельно, и затем помещены вокруг трубы, что может обеспечить качественную тепловую связь между ребрами и трубой, или же ребра могут быть припаяны или скреплены иным термическим способом с трубой в ходе вторичного этапа. С другой стороны, теплообменник может быть выполнен из толстостенной трубы с ребрами, выточенными непосредственно на трубе или сформированными путем спиральной совместной экструзии ребер на трубе с центральным потоком, причем оба этих способа обеспечивают качественную тепловую связь между трубой и ребрами, однако высокая стоимость этих технических решений обычно ограничивает их использование только аэрокосмической отраслью, в которой улучшение рабочих характеристик стоит приращения издержек. Кроме того, рабочие характеристики ребристого теплообменника типа, показанного на фиг.1А и 1В, ограничиваются длинным средним путем, которым должно проходить тепло от внутренней стенки трубы через ребра для достижения воздуха или другой охлаждающей текучей среды.One of the disadvantages of conventional heat exchangers is that the cooled fluid is open only on a limited surface area, usually the inner surface of a smooth cylindrical pipe. Another disadvantage is the difficulty of attaching the ribs to the pipe, carrying the fluid to be cooled in order to improve the thermal connection of the pipe and the outside air. The ribs can be made separately, and then placed around the pipe, which can provide high-quality thermal connection between the ribs and the pipe, or the ribs can be soldered or otherwise thermally bonded to the pipe during the secondary stage. On the other hand, the heat exchanger can be made of a thick-walled pipe with ribs machined directly on the pipe or formed by spiral co-extrusion of the ribs on the pipe with a central flow, both of which provide high-quality thermal connection between the pipe and the ribs, however, the high cost of these technical solutions their use is usually limited only to the aerospace industry, in which performance improvements are worth the increment in costs. In addition, the performance of a finned heat exchanger of the type shown in FIGS. 1A and 1B is limited by the long average path through which heat must pass from the inner wall of the pipe through the fins to reach air or other cooling fluid.

Теплообменный элемент и теплообменники, описанные здесь, устраняют недостатки обычных теплообменников путем получения большой площади поверхности, находящейся в контакте с предназначенной для охлаждения текучей средой и/или площади поверхности, находящейся в контакте с охлаждающей текучей средой, и коротким средним путем прохождения тепла между двумя текучими средами. Теплообменники, содержащие описанные теплообменные элементы, могут быть менее дорогостоящими при изготовлении и могут обладать более высокими рабочими характеристиками по сравнению с обычными теплообменниками.The heat exchanger element and heat exchangers described herein address the disadvantages of conventional heat exchangers by obtaining a large surface area in contact with the fluid to be cooled and / or a surface area in contact with the cooling fluid and a short average heat path between the two fluids environments. Heat exchangers containing the described heat exchange elements may be less expensive to manufacture and may have higher performance than conventional heat exchangers.

В некоторых вариантах описан теплообменный элемент, который включает в себя складчатый лист, повторно согнутый и соединенный по первой кромке и по второй кромке с образованием внутреннего объема, имеющего впускную магистраль, рядом с первой кромкой, выпускную магистраль, рядом со второй кромкой и отверстие, противоположное вторичной складчатости на складчатом листе. Складчатый лист содержит множество полых ребер. Теплообменный элемент включает также в себя делитель потока, расположенный во внутреннем объеме между впускной магистралью и выпускной магистралью. Множество внутренних вершин множества полых ребер находятся в контакте с делителем потока. Теплообменный элемент включает также в себя базовый элемент, соединенный с периметром отверстия внутреннего объема. Базовый элемент содержит вход и выход, находящиеся в сообщении по текучей среде с впускной магистралью и выпускной магистралью соответственно.In some embodiments, a heat exchange element is described that includes a folded sheet re-bent and joined along the first edge and along the second edge to form an internal volume having an inlet line next to the first edge, an outlet line next to the second edge and an opening opposite secondary folding on the folded sheet. The folded sheet contains many hollow ribs. The heat exchange element also includes a flow divider located in the internal volume between the inlet pipe and the outlet pipe. The plurality of interior vertices of the plurality of hollow edges are in contact with the flow divider. The heat exchange element also includes a base element connected to the perimeter of the opening of the internal volume. The base element contains an input and an output in fluid communication with the intake manifold and the exhaust manifold, respectively.

При некоторых конфигурациях множество полых ребер обжимают вдоль первой кромки и второй кромки так, чтобы соответственно формировать первую плоскую кромку и вторую плоскую кромку, и складчатый лист соединяют по первой плоской кромке и второй плоской кромке с целью образования внутреннего объема. При некоторых конфигурациях первая и вторая плоские кромки являются параллельными и смещенными относительно плоскости, проходящей через множество внутренних вершин множества полых ребер. При некоторых конфигурациях соединение первой и второй плоских кромок выполняется одним из способов, входящих в группу, содержащую сварку, пайку, низкотемпературную пайку и обжатие. При некоторых конфигурациях делитель потока разнесен от первой и второй кромки, и пространство внутри внутреннего объема между делителем потока и первой кромкой образует впускную магистраль и пространство внутри внутреннего объема между делителем потока и второй кромкой образует выпускную магистраль. При некоторых конфигурациях делитель потока содержит первую и вторую поверхности, являющиеся по существу плоскими и параллельными друг другу, а внутренние вершины множества полых ребер находятся по существу в постоянном контакте с делителем потока по всей длине делителя потока. При некоторых конфигурациях множество полых ребер и делитель потока образуют множество изолированных проходов от впускной магистрали до выпускной магистрали, и по существу весь путь потока от впускной магистрали до выпускной магистрали идет через множество проходов в ребрах. При некоторых конфигурациях каждый проход содержит внутреннюю высоту и внутреннюю ширину основания, причем большинство из множества проходов имеют первую высоту и первую ширину основания, а отношение первой высоты к первой ширине основания превышает 0,5. При некоторых конфигурациях отношение первой высоты к первой ширине основания превышает 1,0. При некоторых конфигурациях отношение первой высоты к первой ширине основания превышает 2,0. При некоторых конфигурациях каждое из полых ребер содержит пару боковых стенок, боковые стенки большинства полых ребер являются в общем параллельными друг другу, образуя таким образом в общем прямоугольный проход, имеющий ширину, и отношение высоты прямоугольного прохода к ширине прямоугольного прохода превышает 2,0.In some configurations, a plurality of hollow ribs are crimped along the first edge and the second edge so as to form a first flat edge and a second flat edge, respectively, and the folded sheet is joined along the first flat edge and the second flat edge to form an internal volume. In some configurations, the first and second flat edges are parallel and offset relative to a plane passing through the plurality of interior vertices of the plurality of hollow edges. In some configurations, the connection of the first and second flat edges is performed by one of the methods included in the group comprising welding, soldering, low-temperature soldering and crimping. In some configurations, the flow divider is spaced apart from the first and second edges, and the space within the internal volume between the flow divider and the first edge forms an inlet line and the space within the internal volume between the flow divider and the second edge forms an exhaust line. In some configurations, the flow divider comprises first and second surfaces that are substantially flat and parallel to each other, and the interior vertices of the plurality of hollow ribs are substantially in constant contact with the flow divider along the entire length of the flow divider. In some configurations, the plurality of hollow ribs and the flow divider form a plurality of isolated passages from the inlet manifold to the outlet manifold, and essentially the entire flow path from the inlet manifold to the outlet manifold goes through the multiple passages in the ribs. In some configurations, each passage contains an internal height and an internal width of the base, with most of the multiple passages having a first height and a first width of the base, and the ratio of the first height to the first width of the base exceeds 0.5. In some configurations, the ratio of the first height to the first width of the base exceeds 1.0. In some configurations, the ratio of the first height to the first width of the base exceeds 2.0. In some configurations, each of the hollow ribs contains a pair of side walls, the side walls of most hollow ribs are generally parallel to each other, thus forming a generally rectangular passage having a width, and the ratio of the height of the rectangular passage to the width of the rectangular passage exceeds 2.0.

При некоторых конфигурациях описан складчатый теплообменник, предназначенный для передачи тепла от первой текучей среды ко второй текучей среде. Теплообменник содержит множество теплообменных элементов. Каждый теплообменный элемент включает в себя складчатый лист с вторичной складчатостью, повторно согнутый и соединенный по первой кромке и по второй кромке с образованием внутреннего объема, имеющего впускную магистраль рядом с первой кромкой, выпускную магистраль рядом со второй кромкой и отверстие, противоположное вторичной складчатости на сложенном листе. Складчатый лист содержит множество полых ребер. Каждый теплообменный элемент включает также в себя делитель потока, расположенный во внутреннем объеме между впускной магистралью и выпускной магистралью. Множество внутренних вершин множества полых ребер находятся в контакте с делителем потока. Каждый теплообменный элемент включает также в себя базовый элемент, соединенный с периметром отверстия внутреннего объема. Базовый элемент содержит вход и выход, находящиеся в сообщении по текучей среде с впускной магистралью и выпускной магистралью соответственно. Первая кромка первого теплообменного элемента не скрепляется с первой кромкой прилегающего второго теплообменного элемента.With some configurations, a pleated heat exchanger is described for transferring heat from a first fluid to a second fluid. A heat exchanger contains a plurality of heat exchange elements. Each heat exchange element includes a folded sheet with secondary folding, repeatedly bent and connected along the first edge and along the second edge to form an internal volume having an inlet pipe near the first edge, an outlet pipe near the second edge and an opening opposite to the secondary folding sheet. The folded sheet contains many hollow ribs. Each heat exchange element also includes a flow divider located in the internal volume between the inlet pipe and the outlet pipe. The plurality of interior vertices of the plurality of hollow edges are in contact with the flow divider. Each heat exchange element also includes a base element connected to the perimeter of the opening of the internal volume. The base element contains an input and an output in fluid communication with the intake manifold and the exhaust manifold, respectively. The first edge of the first heat exchange element is not bonded to the first edge of the adjacent second heat exchange element.

При некоторых конфигурациях множество полых ребер обжимают вдоль первой кромки и второй кромки так, чтобы соответственно формировать первую плоскую кромку и вторую плоскую кромку, и первую плоскую кромку и вторую плоскую кромку соединяют с целью образования внутреннего объема. При некоторых конфигурациях первая и вторая плоские кромки являются параллельными и смещенными относительно плоскости, проходящей через множество внутренних вершин множества полых ребер. При некоторых конфигурациях соединение первой и второй плоских кромок выполняется одним из способов, входящих в группу, содержащую сварку, пайку, низкотемпературную пайку и обжатие. При некоторых конфигурациях делитель потока разнесен от первой и второй кромки и пространство внутри внутреннего объема между делителем потока и первой кромкой образует впускную магистраль и пространство внутри внутреннего объема между делителем потока и второй кромкой образует выпускную магистраль. При некоторых конфигурациях делитель потока содержит первую и вторую поверхности, являющиеся по существу плоскими и параллельными друг другу, а внутренние вершины множества полых ребер находятся по существу в постоянном контакте с делителем потока по всей длине делителя потока. При некоторых конфигурациях множество полых ребер и делитель потока образуют множество изолированных проходов от впускной магистрали до выпускной магистрали, и по существу весь путь потока от впускной магистрали до выпускной магистрали идет через множество проходов в ребрах. При некоторых конфигурациях каждый проход содержит внутреннюю высоту и внутреннюю ширину основания, причем большинство из множества проходов имеют первую высоту и первую ширину основания, а отношение первой высоты к первой ширине основания превышает 0,5. При некоторых конфигурациях отношение первой высоты к первой ширине основания превышает 1,0. При некоторых конфигурациях отношение первой высоты к первой ширине основания превышает 2,0. При некоторых конфигурациях каждое из полых ребер содержит пару боковых стенок, боковые стенки большинства полых ребер являются в общем параллельными друг другу, образуя таким образом в общем прямоугольный проход, имеющий ширину, и отношение высоты прямоугольного прохода к ширине прямоугольного прохода превышает 2,0.In some configurations, a plurality of hollow ribs are crimped along the first edge and the second edge so as to respectively form a first flat edge and a second flat edge, and the first flat edge and the second flat edge are connected to form an internal volume. In some configurations, the first and second flat edges are parallel and offset relative to a plane passing through the plurality of interior vertices of the plurality of hollow edges. In some configurations, the connection of the first and second flat edges is performed by one of the methods included in the group comprising welding, soldering, low-temperature soldering and crimping. In some configurations, the flow divider is spaced apart from the first and second edges and the space within the internal volume between the flow divider and the first edge forms an inlet line and the space within the internal volume between the flow divider and the second edge forms an exhaust line. In some configurations, the flow divider comprises first and second surfaces that are substantially flat and parallel to each other, and the interior vertices of the plurality of hollow ribs are substantially in constant contact with the flow divider along the entire length of the flow divider. In some configurations, the plurality of hollow ribs and the flow divider form a plurality of isolated passages from the inlet manifold to the outlet manifold, and essentially the entire flow path from the inlet manifold to the outlet manifold goes through the multiple passages in the ribs. In some configurations, each passage contains an internal height and an internal width of the base, with most of the multiple passages having a first height and a first width of the base, and the ratio of the first height to the first width of the base exceeds 0.5. In some configurations, the ratio of the first height to the first width of the base exceeds 1.0. In some configurations, the ratio of the first height to the first width of the base exceeds 2.0. In some configurations, each of the hollow ribs contains a pair of side walls, the side walls of most hollow ribs are generally parallel to each other, thus forming a generally rectangular passage having a width, and the ratio of the height of the rectangular passage to the width of the rectangular passage exceeds 2.0.

При некоторых конфигурациях описан способ формирования теплообменного элемента. Способ включает в себя этапы складывания листа материала для формирования полых ребер по ширине листа для формирования складчатого листа, сплющивания первой кромки и второй кромки складчатого листа для соответственного формирования первой и второй плоских кромок, подъема части первой кромки и части второй кромки, повторно сгибают складчатый лист так, что первая часть складчатого листа близка ко второй части складчатого листа для формирования складчатого листа с вторичной складчатостью, соединение первой плоской кромки и второй плоской кромки складчатого листа с вторичной складчатостью для образования внутреннего объема, содержащего впускную магистраль рядом с первой плоской кромкой и выпускной магистралью рядом со второй плоской кромкой, и отверстия, противоположного вторичной складчатости на сложенном листе, и присоединения базового элемента, содержащего вход и выход над отверстием так, что вход и выход сообщаются по текучей среде с впускной магистралью и выпускной магистралью соответственно.With some configurations, a method for forming a heat exchange element is described. The method includes the steps of folding a sheet of material to form hollow ribs across the width of the sheet to form a folded sheet, flattening the first edge and the second edge of the folded sheet to appropriately form the first and second flat edges, raising a portion of the first edge and part of the second edge, folding the folded sheet again so that the first part of the folded sheet is close to the second part of the folded sheet to form a folded sheet with secondary folding, the connection of the first flat edge and the second plane the second edge of the folded sheet with secondary folding to form an internal volume containing an inlet pipe next to the first flat edge and an exhaust pipe next to the second flat edge, and an opening opposite to the secondary folding on the folded sheet, and attaching a base element containing an input and output above the hole so that the inlet and outlet are in fluid communication with the intake manifold and the exhaust manifold, respectively.

При некоторых конфигурациях соединение первой и второй плоских кромок выполняется одним из способов, входящих в группу, содержащую сварку, пайку, низкотемпературную пайку и обжатие. При некоторых конфигурациях этап соединения выполняется одним из способов, входящих в группу, содержащую сварку, низкотемпературную пайку и обжатие. При некоторых конфигурациях способ включает также в себя предварительную сварку первой плоской кромки и второй плоской кромки. При некоторых конфигурациях способ также содержит вставку делителя потока во внутренний объем между впускной магистралью и выпускной магистралью. При некоторых конфигурациях этап складывания содержит формирование полых ребер, имеющих внутреннюю высоту и ширину внутреннего основания, и отношение внутренней высоты к ширине внутреннего основания превышает 0,5. При некоторых конфигурациях это отношение больше 1,0. При некоторых конфигурациях этап складывания содержит формирование в общем прямоугольных полых ребер, содержащих внутреннюю ширину, где отношение внутренней высоты к внутренней ширине превышает 2,0.In some configurations, the connection of the first and second flat edges is performed by one of the methods included in the group comprising welding, soldering, low-temperature soldering and crimping. With some configurations, the joining step is performed by one of the methods included in the group comprising welding, low-temperature soldering and crimping. In some configurations, the method also includes pre-welding the first flat edge and the second flat edge. With some configurations, the method also comprises inserting a flow divider into the internal volume between the intake manifold and the exhaust manifold. In some configurations, the folding step comprises forming hollow ribs having an inner height and width of the inner base, and the ratio of the inner height to the width of the inner base exceeds 0.5. With some configurations, this ratio is greater than 1.0. In some configurations, the folding step comprises forming generally rectangular hollow ribs containing an inner width, where the ratio of the inner height to the inner width exceeds 2.0.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Прилагаемые чертежи, которые включены сюда для того, чтобы обеспечить лучшее понимание и образуют часть настоящего описания, иллюстрируют описанные конфигурации и совместно с описанием служат для объяснения описанных конфигураций.The accompanying drawings, which are included here to provide a better understanding and form part of the present description, illustrate the described configurations and together with the description serve to explain the described configurations.

На фиг.1А-1В изображены обычные теплообменники;On figa-1B depicts conventional heat exchangers;

на фиг.1С изображен обычный гибкий трубный сегмент;on figs shows a conventional flexible pipe segment;

на фиг.1D и 1Е изображен обычный гофрированный теплообменник;on fig.1D and 1E shows a conventional corrugated heat exchanger;

на фиг.1F изображен обычный процесс изготовления гофрированного теплообменника;FIG. 1F depicts a typical corrugated heat exchanger manufacturing process;

на фиг.2А изображена типовая первичная поверхность теплообменника, которая содержит множество теплообменных элементов согласно определенным аспектам этого описания;on figa shows a typical primary surface of the heat exchanger, which contains many heat transfer elements according to certain aspects of this description;

на фиг.2В показан вид нижней стороны первичной поверхности теплообменника с фиг.2А согласно некоторым аспектам описания;on figv shows a view of the lower side of the primary surface of the heat exchanger of figa according to some aspects of the description;

на фиг.3А-3В изображены детали конструкции типовой первичной поверхности теплообменного элемента согласно определенным аспектам описания;3A-3B show structural details of a typical primary surface of a heat exchange element according to certain aspects of the description;

на фиг.3С-3G изображен типовой процесс изготовления первичной поверхности теплообменного элемента согласно определенным аспектам этого описания;on figs-3G depicts a typical process of manufacturing the primary surface of the heat exchange element in accordance with certain aspects of this description;

на фиг.4А-4Е изображена другая конфигурация первичной поверхности теплообменного элемента согласно определенным аспектам этого описания;on figa-4E depicts another configuration of the primary surface of the heat exchange element according to certain aspects of this description;

на фиг.5А-5С изображена другая конфигурация первичной поверхности теплообменного элемента согласно определенным аспектам этого описания;on figa-5C depicts another configuration of the primary surface of the heat exchange element according to certain aspects of this description;

на фиг.6 схематически изображен поток двух текучих сред относительно первичной поверхности теплообменника с фиг.2А согласно определенным аспектам этого описания;FIG. 6 schematically shows a flow of two fluids with respect to the primary surface of the heat exchanger of FIG. 2A according to certain aspects of this description;

на фиг.7А изображены два примера свернутых теплообменников, выполненных из первичной поверхности теплообменных элементов согласно определенным аспектам этого описания;on figa shows two examples of rolled heat exchangers made of the primary surface of the heat exchange elements according to certain aspects of this description;

на фиг.7В-7С проиллюстрирована первая конфигурация первичной поверхности теплообменника, где ребра являются прямыми согласно определенным аспектам этого описания;on figv-7C illustrates the first configuration of the primary surface of the heat exchanger, where the ribs are straight according to certain aspects of this description;

на фиг.7D-7E проиллюстрирована вторая конфигурация первичной поверхности теплообменника, где ребра имеют волнистую форму согласно определенным аспектам этого описания;on fig.7D-7E illustrates a second configuration of the primary surface of the heat exchanger, where the ribs have a wavy shape according to certain aspects of this description;

на фиг.7F изображены высота и ширина основания пути потока в обычном гофрированном теплообменнике;7F shows the height and width of the base of the flow path in a conventional corrugated heat exchanger;

на фиг.7G изображены высота и ширина в общем прямоугольного прохода внутри ребра на первичной поверхности теплообменного элемента согласно определенным аспектам этого описания;FIG. 7G shows the height and width of a generally rectangular passage inside the rib on the primary surface of the heat exchange element according to certain aspects of this description;

на фиг.8А изображен типовой процесс изготовления примера листового теплообменного элемента с ребрами согласно определенным аспектам этого описания;on figa depicts a typical manufacturing process of an example of a sheet of a heat exchange element with fins according to certain aspects of this description;

на фиг.8В-8С изображены детали конструкции теплообменного листа, изготовленного с использованием процесса, изображенного на фиг.8А согласно определенным аспектам этого описания;on figv-8C depicts the structural details of the heat transfer sheet manufactured using the process depicted in figa according to certain aspects of this description;

на фиг.9 показан перспективный вид в разрезе другого примера конфигурации листового теплообменного элемента с ребрами согласно определенным аспектам этого описания;FIG. 9 is a perspective cross-sectional view of another example configuration of a sheet heat exchange element with fins in accordance with certain aspects of this description;

на фиг.10А-10В изображены детали конструкции листового теплообменника с ребрами, показанного на фиг.9, согласно определенным аспектам этого описания;on figa-10B shows the structural details of the sheet heat exchanger with fins shown in Fig.9, according to certain aspects of this description;

на фиг.11А-11В изображен теплообменник, содержащий теплообменные элементы первичной поверхности согласно определенным аспектам этого описания;11A-11B illustrate a heat exchanger comprising heat exchange elements of a primary surface according to certain aspects of this description;

на фиг.12А изображена типовая теплообменная система, содержащая складчатый теплообменник согласно определенным аспектам этого описания;on figa depicts a typical heat exchange system containing a folded heat exchanger according to certain aspects of this description;

на фиг.12В изображена работа теплообменной системы с фиг.12А согласно определенным аспектам этого описания;on figv depicts the operation of the heat exchange system of figa according to certain aspects of this description;

на фиг.13А-13С изображена конструкция большой теплообменной системы, содержащей теплообменные элементы согласно определенным аспектам этого описания;on figa-13C depicts the design of a large heat exchange system containing heat transfer elements according to certain aspects of this description;

на фиг.14 изображен типовой процесс изготовления теплообменного элемента первичной поверхности согласно определенным аспектам этого описания;on Fig depicts a typical process of manufacturing a heat exchange element of the primary surface in accordance with certain aspects of this description;

на фиг.15 изображен типовой процесс изготовления листового теплообменного элемента с ребрами согласно определенным аспектам этого описания.on Fig depicts a typical process of manufacturing a sheet of a heat exchange element with fins according to certain aspects of this description.

Подробное описание Detailed description

Следующее описание включает в себя примеры теплообменных элементов, имеющих ребристую стенку, обеспечивающую улучшенную тепловую связь между текучими средами с противоположных сторон стенки. Стенки этих теплообменников свернуты для образования ряда полых ребер, имеющих относительно большое соотношение высоты и ширины по сравнению с обычными теплообменниками и, поэтому, большую поверхность чем круглая труба, имеющая такую же площадь поперечного сечения.The following description includes examples of heat exchange elements having a ribbed wall providing improved thermal communication between fluids from opposite sides of the wall. The walls of these heat exchangers are folded to form a series of hollow ribs having a relatively large height-to-width ratio compared to conventional heat exchangers and, therefore, a larger surface than a round pipe having the same cross-sectional area.

Один общий тип описанных теплообменных элементов, упоминаемый здесь как теплообменные элементы «первичной поверхности», спроектирован так, чтобы текучие среды разделялись только толщиной стенки, которая выполнена в виде последовательности полых ребер. Текучая среда внутри теплообменного элемента протекает, в первую очередь, через проходы в полых ребрах, образуя таким образом очень короткий средний тепловой путь между текучими средами. Теплообменник первичной поверхности более чем в 11 раз более эффективен, на объемном основании, чем обычный кожухотрубный теплообменник. Процесс изготовления теплообменного элемента первичной поверхности может легко модифицироваться для формирования ребер, имеющих различную высоту, ширину и разделения, так же как производить теплообменные элементы, имеющие разную ширину в направлении потока и позволяя таким образом легко приспосабливать характеристики переноса тепла к разным областям применения. Использование оснастки определенных размеров уменьшается или исключается, упрощая таким образом процесс изготовления и процесс замены для перестройки производственной линии с целью производства теплообменного элемента иных размеров.One general type of heat transfer elements described herein, referred to herein as “primary surface” heat transfer elements, is designed so that fluids are only separated by a wall thickness that is made up of a series of hollow ribs. The fluid inside the heat exchange element flows primarily through the passages in the hollow ribs, thus forming a very short average heat path between the fluids. The primary surface heat exchanger is more than 11 times more efficient on a volumetric base than a conventional shell-and-tube heat exchanger. The manufacturing process of the heat exchange element of the primary surface can be easily modified to form fins having different heights, widths and separations, as well as produce heat exchange elements having different widths in the direction of flow and thus allowing the heat transfer characteristics to be easily adapted to different applications. The use of equipment of certain sizes is reduced or eliminated, thereby simplifying the manufacturing process and the replacement process for the reconstruction of the production line in order to produce a heat exchange element of other sizes.

Другой общий тип теплообменного элемента, упоминающийся здесь как листовые теплообменные элементы с ребрами, имеет разделительную стенку с ребристыми передающими тепло стенками, прикрепленными и термически связанными с одной или обеими сторонами, увеличивая таким образом площадь поверхности, открытую для текучей среды на этой стороне разделительной стенки. Поскольку перенос тепла через поверхность раздела от текучей среды в стенку является ограничивающим фактором для эффективности теплообменника, дополнительная площадь поверхности, образуемая пропускающими тепло стенками, улучшает интенсивность переноса тепла. Листовый теплообменник с ребрами может быть более чем в 4 раза более эффективным, на объемном основании, чем обычный кожухотрубный теплообменник. Подобно теплообменнику первичной поверхности процесс изготовления листового теплообменного элемента с ребрами может легко модифицироваться для получения теплообменных элементов с широким диапазоном ширины, длин и размеров ребер, что обеспечивает широкий диапазон рабочих характеристик.Another common type of heat exchange element, referred to here as sheet heat exchange elements with fins, has a dividing wall with ribbed heat transfer walls attached and thermally bonded to one or both sides, thereby increasing the surface area exposed to the fluid on this side of the dividing wall. Since heat transfer through the interface from the fluid to the wall is a limiting factor for the efficiency of the heat exchanger, the additional surface area formed by the heat-transmitting walls improves the heat transfer rate. A sheet heat exchanger with fins can be more than 4 times more efficient on a volume base than a conventional shell-and-tube heat exchanger. Like a primary surface heat exchanger, the manufacturing process of a sheet heat exchange element with fins can be easily modified to produce heat exchange elements with a wide range of widths, lengths and sizes of fins, which provides a wide range of performance.

Теплообменники, сооруженные с каждой из сторон теплообменного элемента, являются блочными и удлиняемыми, обеспечивая непосредственную активность для получения теплообменников с широким диапазоном размеров и возможностей, как здесь показано. Улучшенные характеристики первичной поверхности или листовых теплообменников с ребрами позволяют использовать в заданной области теплообменник, порядок величины которого меньше, чем у обычного устройства.The heat exchangers built on each side of the heat exchanger element are block and extendable, providing direct activity to produce heat exchangers with a wide range of sizes and capabilities, as shown here. Improved characteristics of the primary surface or sheet heat exchangers with fins allow the use of a heat exchanger in a given area, the order of magnitude of which is less than that of a conventional device.

В следующем подробном описании изложены многочисленные конкретные детали для того, чтобы обеспечить понимание настоящего описания. Любому специалисту в данной области техники должно быть ясно, однако, что конфигурации настоящего описания могут практически применяться без некоторых из конкретных деталей. В других примерах хорошо известные структуры и процессы не показаны в подробностях, так, чтобы не затемнять описание.The following detailed description sets forth numerous specific details in order to provide an understanding of the present description. It should be clear to any person skilled in the art, however, that the configurations of the present disclosure may be practiced without some of the specific details. In other examples, well-known structures and processes are not shown in detail so as not to obscure the description.

Способ и система, описанные здесь, представлены противоточными теплообменниками, приспособленными для передачи тепла от первой текучей среды второй текучей среде. Специалисту в данной области техники будет ясно, что описанные здесь теплообменные элементы могут использоваться в других видах теплообменников, таких как погружные теплообменники, в которых наружная текучая среда не осуществляет активной циркуляции. Кроме того, теплообменные элементы представлены как изготовленные из листового металла в ходе процесса последовательной формовки, в то время как специалисту в данной области техники будет ясно, что описанные структуры могут быть изготовлены из других материалов и/или с использованием других процессов, таких как экструзия пластика. Ничто в этом описании не должно рассматриваться, если только такое не оговорено специально, как ограничивающее применение любого способа или системы, описанных здесь для конкретного материала, формфактора или процесса изготовления. Специалистам в данной области техники известны другие конфигурации систем переноса тепла, и применение компонентов и принципов, описанных здесь, для других систем будет очевидным.The method and system described herein are countercurrent heat exchangers adapted to transfer heat from a first fluid to a second fluid. One skilled in the art will appreciate that the heat exchangers described herein can be used in other types of heat exchangers, such as immersion heat exchangers, in which the external fluid does not actively circulate. In addition, heat transfer elements are presented as being made of sheet metal during a sequential molding process, while it will be clear to a person skilled in the art that the structures described can be made of other materials and / or using other processes, such as plastic extrusion . Nothing in this description should be construed, unless it is specifically indicated as limiting the use of any method or system described herein for a particular material, form factor or manufacturing process. Other configurations of heat transfer systems are known to those skilled in the art, and the application of the components and principles described herein to other systems will be apparent.

На фиг.1А и 1В изображены обычные теплообменники 10 и 20. На фиг.1А показан вид в разрезе обычного теплообменника 10, имеющего центральную трубу 12 и радиальные ребра 14, прикрепленные к наружной стенке трубы 12. Ребра 14 могут быть отдельными в общем плоскими ребрами или одним или больше спиральными ребрами, идущими непрерывно вдоль трубы 12. На фиг.1В изображен теплообменник 20, имеющий ребра 14, размещенные продольно вдоль гладкостенной трубы 12, подобной трубе 12 с фиг.1А.FIGS. 1A and 1B show conventional heat exchangers 10 and 20. FIG. 1A is a cross-sectional view of a conventional heat exchanger 10 having a central pipe 12 and radial ribs 14 attached to the outer wall of the pipe 12. The ribs 14 may be separate generally flat ribs or one or more spiral ribs running continuously along pipe 12. FIG. 1B shows a heat exchanger 20 having fins 14 arranged longitudinally along a smooth-walled pipe 12 similar to pipe 12 of FIG. 1A.

На фиг.1С изображен обычный гибкий трубный сегмент 22. Труба 15 имеет ряд круговых гофров, выполненных на боковой стенке. Круговые гофры 16 предназначены исключительно для того, чтобы позволить трубе 15 изгибаться в стороны без сплющивания трубы 15 или без уменьшения площади поперечного сечения. Круговые гофры 16 могут создавать дополнительное сопротивление потоку, когда путь потока через трубу 15 перпендикулярен гофрам 16.On figs shows a conventional flexible pipe segment 22. The pipe 15 has a number of circular corrugations made on the side wall. The circular corrugations 16 are intended solely to allow the pipe 15 to bend to the sides without flattening the pipe 15 or without reducing the cross-sectional area. Circular corrugations 16 can create additional flow resistance when the flow path through the pipe 15 is perpendicular to the corrugation 16.

На фиг.1D и 1Е изображен обычный гофрированный теплообменник, описанный в опубликованной патентной заявке США № 2005/0217836. На фиг.1D показана внутренняя структура 23, выполненная из непрерывного гофрированного листа 24, свернутого в зигзагообразной форме, с гофрированными образными листами 25, вставленными между каждым сгибом. Гофры непрерывного листа 24 и обрезных листов 25 выполнены в обоих случаях по зигзагообразной схеме под углом 45°, т.е. с чередованием прямых участков, где каждый прямой участок находится под прямым углом к обоим прилегающим прямым участкам. Четыре формованных держателя 26 соединяются с четырьмя углами внутренней структуры 23, как показано на фиг.1D.On fig.1D and 1E depicts a conventional corrugated heat exchanger described in published patent application US No. 2005/0217836. FIG. 1D shows an internal structure 23 made of a continuous corrugated sheet 24 folded in a zigzag shape with corrugated shaped sheets 25 inserted between each fold. The corrugations of the continuous sheet 24 and cut sheets 25 are made in both cases in a zigzag pattern at an angle of 45 °, i.e. with alternating straight sections, where each straight section is at right angles to both adjacent straight sections. Four molded holders 26 are connected to the four corners of the internal structure 23, as shown in fig.1D.

На фиг.1Е показан в сборе обычный гофрированный теплообменник, в котором внутренняя структура 23 показана закрытой по концам и по открытым сторонам герметизирующим составом 27. Пара держателей 26, 26’ с каждой стороны соединяются по текучей среде так, что поток 28 будет поступать во входной держатель 26 спереди на правой стороне и выходить из выходного держателя 26’ на правой стороне. Поскольку ширина листов 25 равна ширине непрерывного листа 24, на любом конце отсутствует внутреннее коллекторное пространство. Поток 28 должен зигзагообразно проходить через гофры на обрезных листах и поперечно ориентированные гофры непрерывного листа 24 для того, чтобы достичь дальней стороны внутренних объемов, соединенных с держателем 26. В то время как поток 28 показан отдельной линией с угловыми поворотами, в действительности поток 28 является диффузным потоком, который распространяется от держателя поперек и вниз и затем сходится к выходному держателю 26’. Аналогичным образом отдельный поток 29, поступающий во входной держатель сзади и слева, будет течь в виде диффузной схемы через промежутки между обрезными листами 25 и непрерывным листом 24, и затем выходить из выпускного держателя 26’ спереди на левой стороне.FIG. 1E shows a complete assembly of a conventional corrugated heat exchanger in which the internal structure 23 is shown to be sealed at both ends and open by a sealing compound 27. A pair of holders 26, 26 ′ are fluidically connected on each side so that stream 28 will enter the inlet holder 26 in front on the right side and exit from the output holder 26 'on the right side. Since the width of the sheets 25 is equal to the width of the continuous sheet 24, there is no internal collector space at either end. The stream 28 must zigzag through the corrugations on the cut sheets and the transversely oriented corrugations of the continuous sheet 24 in order to reach the far side of the internal volumes connected to the holder 26. While the stream 28 is shown as a separate line with angled turns, in reality, the stream 28 is diffuse flow, which extends from the holder across and down and then converges to the output holder 26 '. Similarly, a separate stream 29 entering the inlet holder from the back and to the left will flow in the form of a diffuse pattern through the gaps between the cut sheets 25 and the continuous sheet 24, and then exit the outlet holder 26 ’in front on the left side.

Теплообменник с фиг.1D и 1Е может быть сложным в изготовлении, поскольку держатели 26, 26’ или штампуются и свертываются из листового металла, или прессоваться с приданием конечной формы, однако в любом случае существуют четыре дополнительных изделия, которые нужно сформировать, хранить в запасах, доставлять и крепить к внутренней структуре 23. Кроме того, применение герметизирующего состава 27 является сложной задачей, и ее может оказаться трудным осуществить без образования протечек. Кроме того, в то время как потоки 28 и 29 показаны в противотоке во внутренней структуре 23, извилистый путь между входным держателем 26 и выходным держателем 26’ не обеспечивает эффективного использования всего замкнутого объема, и некоторые части внутреннего объема, например углы, могут оказаться мертвыми пространствами.The heat exchanger of FIGS. 1D and 1E can be difficult to manufacture, since the holders 26, 26 'are either stamped and rolled from sheet metal, or pressed into a final shape, however, in any case, there are four additional products that need to be formed, stored in stock , deliver and attach to the internal structure 23. In addition, the use of the sealing composition 27 is a complex task, and it may be difficult to carry out without leakage. In addition, while the streams 28 and 29 are shown in countercurrent in the internal structure 23, the winding path between the inlet holder 26 and the outlet holder 26 'does not provide efficient use of the entire enclosed volume, and some parts of the internal volume, such as corners, may be dead spaces.

На фиг.1F изображен обычный процесс, описанный в патенте США № 6915675, для изготовления гофрированного теплообменного материала. Лист 211 из формуемого материала подают в пару состыкованных гофрирующих валков 214, 215, которые образуют гофры на листе 211. Эти гофры ограничиваются по форме профилями не подрезанных зубцов зубчатых колес. Это ограничивает характеристическое соотношение, т.е. отношение высоты гофров к ширине основания гофров. Плунжер 216 приспособлен выдвигаться в то время, когда гладкие участки листа 211 помещаются под плунжером 216, образуя таким образом соединенные последовательности гофрированных складчатых участков 230.FIG. 1F shows a conventional process described in US Pat. No. 6,915,675 for the manufacture of corrugated heat exchange material. A sheet 211 of moldable material is fed into a pair of joined corrugating rolls 214, 215, which form corrugations on the sheet 211. These corrugations are limited in shape to the profiles of uncut gear teeth. This limits the characteristic relationship, i.e. the ratio of the height of the corrugations to the width of the base of the corrugations. The plunger 216 is adapted to extend at a time when smooth sections of the sheet 211 are placed under the plunger 216, thereby forming a connected sequence of corrugated folded sections 230.

На фиг.2А изображен типовой складчатый теплообменник 30 с вторичной складчатостью, который содержит множество теплообменных элементов первичной поверхности 32 согласно определенным аспектам этого описания. При этой конфигурации теплообменные элементы 32 выполнены из непрерывного листа свернутого металла, т.е. листа, имеющего ряд ребер, выполненных путем складывания гладкого листа, который затем подвергнут образованию вторичной складчатости для образования стенок 40 и торцов 42 на каждом из теплообменных элементов. Конструкция теплообменного элемента 32 первичной поверхности рассматривается более подробно со ссылкой на фиг.3А-3G.FIG. 2A shows a typical folded heat exchanger 30 with secondary folding, which comprises a plurality of heat exchange elements of the primary surface 32 according to certain aspects of this description. With this configuration, the heat exchange elements 32 are made of a continuous sheet of rolled metal, i.e. a sheet having a series of ribs made by folding a smooth sheet, which is then subjected to secondary folding to form walls 40 and ends 42 on each of the heat exchange elements. The design of the heat exchange element 32 of the primary surface is discussed in more detail with reference to figa-3G.

На фиг.2В показан вид с нижней стороны теплообменника 30 с вторичной складчатостью с фиг.2А, согласно определенным аспектам этого описания. Базовый элемент, содержащий панели 34А-34С, присоединен к отверстиям, образованным свернутым металлическим листом с вторичной складчатостью так, чтобы образовать входы 36 и выходы 38 во всех теплообменных элементах 32.FIG. 2B is a bottom view of the secondary folding heat exchanger 30 of FIG. 2A, in accordance with certain aspects of this description. A base element comprising panels 34A-34C is connected to holes formed by a folded metal sheet with secondary folding to form inlets 36 and outlets 38 in all heat exchange elements 32.

На фиг.3А-3В изображены детали конструкции типового теплообменного элемента 32 первичной поверхности согласно определенным аспектам этого описания. На фиг.3А часть стенок 40 и торца 42 удалена для того, чтобы сделать видимым внутренний объем 44 и показать, как делитель потока 46 помещается во внутреннем объеме 44. Можно видеть, как ребристый лист стенки 40 продолжается от нижней кромки обеих стенок с изгибом на 180° для формирования стенки прилегающих теплообменных элементов 32 (не показаны) так, чтобы совместно образовать теплообменник 30 с вторичной складчатостью, такой, как показан на фиг.2А.3A-3B show structural details of a typical primary surface heat exchange element 32 according to certain aspects of this description. On figa part of the walls 40 and the end 42 is removed in order to make visible the inner volume 44 and to show how the flow divider 46 is placed in the inner volume 44. You can see how the ribbed sheet of the wall 40 extends from the lower edge of both walls with a bend on 180 ° to form a wall of adjacent heat exchange elements 32 (not shown) so as to jointly form a heat exchanger 30 with secondary folding, such as that shown in FIG. 2A.

На фиг.3В показан в увеличенном масштабе вид торца 42 теплообменного элемента 32, иллюстрирующий, каким образом ребра 45, описанные более подробно со ссылкой на фиг.3D и 4D, двух стенок 40, сплющены для образования плоских кромок 42А, 42В, которые герметизированы между собой для образования торца 42. При некоторых конфигурациях плоские кромки 42А, 42В смещены относительно плоскости, ограниченной вершинами ребер 45 стенок 40. При некоторых конфигурациях плоские кромки 42А, 42В сварены между собой. При некоторых конфигурациях плоские кромки 42А, 42В спаяны между собой. При некоторых конфигурациях плоские кромки 42А, 42В спаяны низкотемпературной пайкой. При некоторых конфигурациях плоские кромки 42А, 42В скреплены между собой.FIG. 3B is an enlarged view of the end face 42 of the heat exchange element 32, illustrating how the ribs 45, described in more detail with reference to FIGS. 3D and 4D, of the two walls 40, are flattened to form flat edges 42A, 42B that are sealed between themselves for the formation of the end face 42. In some configurations, the flat edges 42A, 42B are offset from the plane bounded by the vertices of the ribs 45 of the walls 40. In some configurations, the flat edges 42A, 42B are welded together. In some configurations, the flat edges 42A, 42B are welded together. In some configurations, the flat edges 42A, 42B are soldered by low-temperature soldering. In some configurations, the flat edges 42A, 42B are bonded to each other.

На фиг.3С-3G показан типовой процесс изготовления 80 теплообменного элемента 32 первичной поверхности согласно определенным аспектам описания. На фиг.3С изображена вся производственная линия 80, начиная от рулонов 82 листового металла или другого формуемого материала, например, термоформуемой пластмассы. В некоторых вариантах реализации листовым материалом является металлическая фольга толщиной в диапазоне 0,003-0,010 дюймов (0,076-0,25 мм). Не подвергнутый формовке непрерывный лист 83А подают из рулона 82 в станок формирования ребер 84, который в этом примере формирует по всей ширине листа 83А последовательность ребер, производя таким образом складчатый лист 83В. В некоторых вариантах реализации складчатый лист 83В имеет 20-45 ребер на дюйм (на 25,4 мм). Складчатый лист 83В пропускают через пару формирователей кромок 86 (на фиг.3С и фиг.3Е виден только ближний формирователь 86), которые сплющивают концы ребер 45 для образования плоской кромки 42С и формируют/поднимают плоскую кромку 42С вдоль кромки складчатого листа 83В для образования формованного складчатого листа 83С, имеющего смещенную плоскую кромку 42С, как видно на фиг.3F, вдоль каждой кромки.FIGS. 3C-3G illustrate a typical manufacturing process 80 of a primary surface heat exchange element 32 according to certain aspects of the description. On figs depicts the entire production line 80, starting from rolls 82 of sheet metal or other molded material, for example, thermoformed plastic. In some embodiments, the sheet material is a metal foil with a thickness in the range of 0.003-0.010 inches (0.076-0.25 mm). The unformed continuous sheet 83A is fed from the roll 82 to the rib forming machine 84, which in this example forms a sequence of ribs over the entire width of the sheet 83A, thereby producing a folded sheet 83B. In some embodiments, the folded sheet 83B has 20-45 ribs per inch (25.4 mm). The folded sheet 83B is passed through a pair of edge shapers 86 (only the near shaper 86 is visible in FIGS. 3C and 3E), which flatten the ends of the ribs 45 to form a flat edge 42C and form / raise the flat edge 42C along the edge of the folded sheet 83B to form a molded a folded sheet 83C having an offset flat edge 42C, as seen in FIG. 3F, along each edge.

Формованный складчатый лист 83С дополнительно сгибается в последовательный ряд двухслойных панелей. На фиг.3G показан процесс дополнительного сгибания в устройстве, удаленном для наглядности. После процесса дополнительного сгибания соседние кромки двухслойных панелей соединяются (соединительное устройство не показано на фиг.3С) между собой, например, путем сварки, пайки, низкотемпературной пайки, адгезивного скрепления или иной технологии соединения. В некоторых вариантах реализации свободные кромки листа 83С подвергаются предварительной сварке, т.е. плавятся для формирования наплавленного металла вдоль свободной кромки. В некоторых вариантах реализации предварительную сварку выполняют с использованием стандартного процесса сварки/нагрева, такого как электродуговая сварка, сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа и лазерная сварка. Эта предварительная сварка консолидирует сплющенную часть смещенной плоской кромки 42С, добавляя прочность и легкость в обращении с листом 83С. В некоторых вариантах реализации дополнительный материал, например, полосу фольги, помещают вдоль кромки перед процессом предварительной сварки, и плавят, превращая в наплавленный металл, увеличивая таким образом жесткость кромки листа 83С. В вариантах реализации, при которых кромки дополнительно сложенных двухслойных панелей сваривают друг с другом, качество сварных швов улучшается за счет предварительной сварки кромок.The formed pleated sheet 83C is further folded into a consecutive row of two-ply panels. On Fig shows the process of additional bending in the device, remote for clarity. After the additional bending process, the adjacent edges of the two-layer panels are connected (the connecting device is not shown in FIG. 3C) with each other, for example, by welding, brazing, low-temperature brazing, adhesive bonding or other bonding technology. In some embodiments, the free edges of the sheet 83C are pre-welded, i.e. melted to form a weld metal along the free edge. In some embodiments, pre-welding is performed using a standard welding / heating process, such as electric arc welding, inert gas tungsten electrode welding, and laser welding. This pre-welding consolidates the flattened portion of the offset flat edge 42C, adding strength and ease of handling to the sheet 83C. In some embodiments, additional material, such as a strip of foil, is placed along the edge before the pre-welding process, and melted, turning into a weld metal, thereby increasing the rigidity of the edge of the sheet 83C. In embodiments where the edges of the additionally folded two-layer panels are welded together, the quality of the welds is improved by pre-welding the edges.

Базовый элемент, в данном примере непрерывные листы металла, полученные из рулонов 90А, 90В и 90С, соединяют (соединительное устройство не показано на фиг.3С) с нижней стороной соединенных (заделанных) двухслойных панелей для образования панелей 34А, 34В и 34С, наблюдаемых на фиг.2В, для формирования входов 36 и выходов 38 (не видны на фиг.3С, но видны также на фиг.2В) и для получения непрерывных последовательностей теплообменных элементов 32. Соединенная последовательность теплообменных элементов первичной поверхности разделяется (процесс на фиг.3С не показан) на группы для формирования теплообменников 30 с вторичной складчатостью или других конфигураций теплообменников с вторичной складчатостью. В другом аспекте производственная линия 80 включает в себя установочный участок (не показан на фиг.3С) между формовочными инструментами 88 и добавление панелей 34А, 34В и 34С для установки делителей потока 45 во внутреннем пространстве 44 каждой двухслойной панели.The base element, in this example, continuous sheets of metal obtained from rolls 90A, 90B and 90C, are connected (a connecting device not shown in FIG. 3C) with the underside of the connected (embedded) two-layer panels to form panels 34A, 34B and 34C, observed on figv, for the formation of inputs 36 and outputs 38 (not visible in figs, but also visible in figv) and to obtain continuous sequences of heat exchange elements 32. The connected sequence of heat exchange elements of the primary surface is divided (the process in figsshown) into groups for forming heat exchangers 30 with secondary folding or other configurations of heat exchangers with secondary folding. In another aspect, production line 80 includes an installation portion (not shown in FIG. 3C) between molding tools 88 and the addition of panels 34A, 34B and 34C for installing flow dividers 45 in the interior space 44 of each two-layer panel.

На фиг.3D показан вид в увеличенном масштабе участка, обозначенного пунктирным прямоугольником 3D на фиг.3С. В этом примере лист 83А сложен в ребра 45, имеющие закругленные вершины и основания с первичной шириной 92 и вторичной шириной 94 при высоте ребра 96. В некоторых примерах вершины и основания ребер 45 имеют закругленные профили. Значения ширины 92, 94 могут быть равны в некоторых случаях, в то время как в других случаях значения ширины 92, 94 различаются. Значения ширины 92, 94 определяют количество ребер на дюйм (FPI) теплообменника со вторичной складкой 30. В некоторых случаях высота 96 ребер 45 может варьироваться по длине листа 83В и в теплообменниках 32.3D is an enlarged view of a portion indicated by a dotted rectangle 3D in FIG. 3C. In this example, sheet 83A is folded into ribs 45 having rounded peaks and bases with a primary width of 92 and a secondary width of 94 with a height of rib 96. In some examples, the vertices and bases of the ribs 45 have rounded profiles. The widths 92, 94 may be equal in some cases, while in other cases the widths 92, 94 are different. The width values 92, 94 determine the number of fins per inch (FPI) of the heat exchanger with the secondary fold 30. In some cases, the height of 96 fins 45 may vary along the length of the sheet 83B and in the heat exchangers 32.

На фиг.3Е показан вид в увеличенном масштабе участка, обозначенного пунктирным прямоугольником 3Е на фиг.3С. Лист 83В, имеющие ребра, выполненные поперек листа на полную ширину, подается в устройство по формированию кромок 86, которое сплющивает или сминает ребра вдоль кромки с образованием плоской кромки 42С для формирования листа 83С.FIG. 3E shows an enlarged view of a portion indicated by a dashed rectangle 3E in FIG. 3C. A sheet 83B having ribs made across the sheet to its full width is fed to an edge forming apparatus 86, which flattenes or creases the ribs along the edge to form a flat edge 42C to form the sheet 83C.

На фиг.3F показан вид в увеличенном масштабе участка, обозначенного пунктирным прямоугольником 3F на фиг.3С, демонстрирующий плоскую кромку 42С и центральные ребра 45, ранее показанные на фиг.3А и 3В. Можно видеть, что плоская кромка 42С смещена от основания ребер в центральную часть листа 83С.FIG. 3F is an enlarged view of a portion indicated by a dashed rectangle 3F in FIG. 3C showing a flat edge 42C and center ribs 45 previously shown in FIGS. 3A and 3B. It can be seen that the flat edge 42C is offset from the base of the ribs to the center of the sheet 83C.

В других аспектах настоящего описания плоский лист 83А может быть выполнен с гофрами поперек только центральной части листа (не показана), оставляя участки 42С вдоль каждой кромки, таким образом устраняя необходимость получения плоской кромки из ребристого профиля. Способность к формированию конфигурации листа 83С, имеющего ребра в центре и плоские кромки в зависимости по меньшей частично от материала и толщины листа 83А.In other aspects of the present description, the flat sheet 83A can be made with corrugations across only the central part of the sheet (not shown), leaving portions 42C along each edge, thereby eliminating the need for a flat edge from the ribbed profile. The ability to configure a sheet 83C having ribs in the center and flat edges, depending at least in part on the material and thickness of the sheet 83A.

Другие производственные процессы могут включать в себя штамповку (не показано) металлических или пластиковых листов для непосредственного формирования непрерывных листов или отдельных панелей (не показаны), имеющих ребра 45 и плоские кромки 42С формованного складчатого листа 83С, а также вакуумную формовку, формовку под давлением или гидроформинг (все они не показаны) ребер 45 и кромок 42С. В некоторых случаях верхние кромки и/или нижние кромки отдельных панелей могут соединяться с держателем и/или основаниями (не показаны) для образования теплообменных элементов 32. В некоторых случаях боковые элементы (не показаны) могут использоваться вместо сплющенных участков 42С для соединения боковых кромок отдельных двухслойных панелей. В некоторых случаях сыпучий материал, такой как термореактивная смола, может быть подвергнута формовке, такой как формование под давлением или инжекционное формование, с непосредственным приданием ему формы ребристого листа 83С подходящих размеров для формирования боковых стенок 40 теплообменного элемента 32.Other manufacturing processes may include stamping (not shown) metal or plastic sheets to directly form continuous sheets or individual panels (not shown) having ribs 45 and flat edges 42C of molded folded sheet 83C, as well as vacuum molding, pressure molding or hydroforming (all not shown) of ribs 45 and edges 42C. In some cases, the upper edges and / or lower edges of the individual panels can be connected to the holder and / or bases (not shown) to form heat exchange elements 32. In some cases, side elements (not shown) can be used instead of flattened portions 42C to connect the side edges of the individual two-layer panels. In some cases, the bulk material, such as a thermosetting resin, can be molded, such as injection molding or injection molding, to directly shape it to a ribbed sheet 83C of suitable dimensions to form the side walls 40 of the heat exchange element 32.

На фиг.3G показан вид в увеличенном масштабе участка, обозначенного пунктирным прямоугольником 3G на фиг.3С, демонстрирующий сгибание формованного складчатого листа 83С сгибающим устройством, удаленным для проявления процесса формовки. Можно видеть, как плоские кромки 42С двухслойной панели помещаются рядом друг с другом для скрепления между собой, например, припоем, для формирования кромки 42 теплообменного элемент 32. Эти непрерывные последовательности теплообменных элементов 32 могут быть разделены на группы так, чтобы получить теплообменники с вторичной складчатостью 30, как показано на фиг.7А.FIG. 3G is an enlarged view of a portion indicated by the dotted rectangle 3G in FIG. 3C, showing the folding of the molded folded sheet 83C by a folding device removed to manifest the molding process. You can see how the flat edges 42C of the two-layer panel are placed next to each other for bonding, for example, solder, to form the edge 42 of the heat exchange element 32. These continuous sequences of heat exchange elements 32 can be divided into groups so as to obtain heat exchangers with secondary folding 30, as shown in FIG. 7A.

На фиг.4А-4Е изображена конфигурация теплообменных элементов 32А первичной поверхности согласно определенным аспектам этого описания. При этой конфигурации делитель потока 46 опущен и внутренние вершины 56 и ребра 45 двух стенок 40А и 40В соприкасаются. На фиг.4А показан вид в разрезе теплообменного элемента 32А, где видна внутренняя поверхность стенки 40А. На каждом конце участки 42, которые скреплены с ближней стенкой 40В (удалена на этом изображении) показаны как заштрихованные участки 42 на левом и правом краях стенки 40А. Прилегающие участки 48В и 48С, заштрихованные под углом, противоположным штрихованию концов 42, являются объемами с гладкими стенками, которые образуют впускную магистраль 48В и выпускную магистраль 48С. В середине теплообменного элемента 32А ребра 45 проходят от впускной магистрали 48В к выпускной магистрали 48С. Кромки нижних панелей 34А, 34В и 34С видны вдоль основания стенки 40А.4A-4E illustrate a configuration of primary surface heat exchange elements 32A according to certain aspects of this description. With this configuration, the flow divider 46 is omitted and the inner vertices 56 and ribs 45 of the two walls 40A and 40B are in contact. FIG. 4A shows a cross-sectional view of a heat exchange element 32A, where the inner surface of the wall 40A is visible. At each end, portions 42 that are bonded to proximal wall 40B (removed in this image) are shown as shaded portions 42 on the left and right edges of wall 40A. The adjacent portions 48B and 48C, shaded at an angle opposite to the hatching of the ends 42, are volumes with smooth walls that form the inlet line 48B and the outlet line 48C. In the middle of the heat exchange element 32A, ribs 45 extend from the intake manifold 48B to the exhaust manifold 48C. The edges of the lower panels 34A, 34B and 34C are visible along the base of the wall 40A.

На фиг.4В показан вид в поперечном разрезе всего теплообменного элемента первичной поверхности 32А, выполненный вдоль линии разреза 4В-4В на фиг.4А. Стенки 40А и 40В являются гладкими при полной ширине теплообменного элемента 32А, разделяющего стенки 40А, 40В так, чтобы образовать впускную магистраль 48В. Шов 42d между фланцами 42А и 42В виден на фиг.4В как вертикальная линия на внутренней поверхности конца 42.FIG. 4B is a cross-sectional view of the entire heat exchange element of the primary surface 32A taken along the section line 4B-4B in FIG. 4A. The walls 40A and 40B are smooth with the full width of the heat exchange element 32A separating the walls 40A, 40B so as to form an inlet line 48B. The seam 42d between the flanges 42A and 42B is visible in FIG. 4B as a vertical line on the inner surface of the end 42.

На фиг.4С показан вид в поперечном разрезе всего теплообменного элемента первичной поверхности 32А, выполненный вдоль линии разреза 4С-4С на фиг.4А. Ребра 45 на стенках 40А и 40В могут быть видны как касающиеся друг друга. Заштрихованные участки обозначают внутренний объем теплообменного элемента 32А, который должен смачиваться текучей средой, содержащейся во внутреннем объеме 44. Можно также видеть, как ребристый лист, образующий стенку 40А, сгибается под углом 180° для образования вершины 43 и последующего продолжения как части стенки 40В.On figs shows a cross-sectional view of the entire heat exchange element of the primary surface 32A, made along the section line 4C-4C in figa. Ribs 45 on walls 40A and 40B may be seen as touching each other. The shaded areas indicate the internal volume of the heat exchange element 32A, which should be wetted by the fluid contained in the internal volume 44. You can also see how the ribbed sheet forming the wall 40A is folded at an angle of 180 ° to form a vertex 43 and then continue as part of the wall 40B.

На фиг.4D показан в увеличенном масштабе участок с фиг.4С, замкнутый в пунктирном круге 4D. Можно видеть, как последовательность полых ребер 45 формируется как последовательность выпуклых сгибов 52, которые чередуются с вогнутыми сгибами 54. Выпуклые и вогнутые сгибы 52, 54 поочередно соединяются с боковыми стенками 58. Каждый вогнутый сгиб 54 имеет вершину 56 на стороне, обращенной к внутреннему объему 44. Каждое ребро имеет внутренний проход 44А, ограниченный выпуклым сгибом 52, две боковые стенки 58А и 58В, соединенные с выпуклым сгибом 52, и плоскостью, соединяющей вершины 56А, 56В двух вогнутых сгибов 54А, 54В, соединенных с соответствующими боковыми стенками 58А, 58В. Возвращаясь к фиг.4С, можно видеть, как только пути потока от впускной магистрали 48В к выпускной магистрали 48С проходят через один из внутренних проходов 44А во множестве ребер 45, образованных ребристыми ребрами стенок 40А или 40В.FIG. 4D shows, on an enlarged scale, the portion of FIG. 4C closed in a dashed circle 4D. You can see how the sequence of hollow ribs 45 is formed as a sequence of convex bends 52, which alternate with concave bends 54. Convex and concave bends 52, 54 are alternately connected to the side walls 58. Each concave bend 54 has a vertex 56 on the side facing the inner volume 44. Each rib has an inner passage 44A bounded by a convex fold 52, two side walls 58A and 58B connected to a convex fold 52, and a plane connecting the vertices 56A, 56B of two concave folds 54A, 54B connected to the corresponding ovymi walls 58A, 58B. Returning to FIG. 4C, it can be seen that as soon as the flow paths from the inlet line 48B to the outlet line 48C pass through one of the inner passages 44A in a plurality of ribs 45 formed by ribbed ribs of the walls 40A or 40B.

На фиг.4E показан вид в поперечном разрезе всего теплообменного элемента первичной поверхности 32А, выполненный вдоль линии разреза 4E-4E на фиг.4А. Двухступенчатое смещение в областях впускной и выпускной магистрали 48В, 48С образуют пространство для потока после узкой секции для того, чтобы позволить текучей среде проходить вдоль наружной стороны ребер 45 в то время, когда два теплообменных элемента 32А помещаются рядом друг с другом при ребрах 45 в контакте. Можно видеть, как внутренние проходы 44А любой из стенок 40А и 40В являются единственными путями для текучей среды между впускной магистралью 48В и выпускной магистралью 48С.FIG. 4E is a cross-sectional view of the entire heat exchange element of the primary surface 32A formed along the section line 4E-4E in FIG. 4A. Two-stage displacement in the areas of the intake and exhaust lines 48B, 48C form a flow space after the narrow section in order to allow fluid to flow along the outside of the fins 45 while two heat exchange elements 32A are placed next to each other with fins 45 in contact . You can see how the internal passages 44A of any of the walls 40A and 40B are the only fluid paths between the intake manifold 48B and the exhaust manifold 48C.

На фиг.5А-5С изображена другая конфигурация первичной поверхности теплообменного элемента 32В согласно определенным аспектам этого описания. На фиг.5А показан вид сбоку в разрезе теплообменного элемента 32В, в котором видны делитель потока 46 и внутренняя поверхность стенки 40А. При этой конфигурации ребра 45 отходят от одного конца 42 к другому концу 42. При этой конфигурации делитель потока 46 располагается во внутреннем объеме 44 между входом 36 и выходом 38.5A-5C show another configuration of the primary surface of the heat exchange element 32B according to certain aspects of this description. FIG. 5A shows a cross-sectional side view of a heat exchange element 32B in which a flow divider 46 and an inner surface of a wall 40A are visible. With this configuration, the ribs 45 extend from one end 42 to the other end 42. With this configuration, the flow divider 46 is located in the internal volume 44 between the input 36 and the output 38.

Делитель потока 46 служит для того, чтобы направлять по существу весь поток текучей среды, проходящий от впускной магистрали 48В к выпускной магистрали 48С через проходы 44А, образованные внутри полых ребер 45, увеличивая таким образом длительность времени, в течение которого каждый элемент текучей среды находится в тесной близости к стенке 45 и улучшая таким образом перенос тепла от текучей среды к стенке 45. В некоторых вариантах реализации делитель потока 46 содержит сплошную часть, имеющую две параллельные плоские сплошные поверхности, как показано на фиг.3А. В некоторых вариантах реализации делитель потока 46 содержит вспененный материал. В некоторых вариантах реализации делитель потока 46 содержит покрытие поверх вспененного сердечника. В некоторых вариантах реализации делитель потока 46 содержит металл, которому придана полая или сплошная форма. Делитель потока может быть выполнен в виде любой структуры, которая блокирует поток текучей среды между впускной магистралью 48В и выпускной магистралью 48С снаружи внутренних проходов 44А. The flow divider 46 serves to direct essentially the entire fluid flow passing from the intake manifold 48B to the exhaust manifold 48C through the passages 44A formed inside the hollow ribs 45, thereby increasing the length of time that each fluid element is in close proximity to the wall 45 and thereby improving heat transfer from the fluid to the wall 45. In some embodiments, the flow divider 46 comprises a solid portion having two parallel planar solid surfaces, such as It seemed 3A. In some embodiments, a flow divider 46 comprises foam material. In some embodiments, the flow divider 46 comprises a coating over a foam core. In some embodiments, the flow divider 46 comprises a metal that is hollow or solid. The flow divider may be in the form of any structure that blocks the flow of fluid between the intake manifold 48B and the exhaust manifold 48C outside the internal passages 44A.

На фиг.5В показан вид в поперечном разрезе всего теплообменного элемента первичной поверхности 32А, выполненный вдоль линии разреза 5В-5В через впускную магистраль на фиг.5А. Можно видеть, как вершины 56 стенок 40А и 40В разделяются расстоянием, равным толщине делителя потока 46, показанного пунктиром на фиг.46А на фиг.5В.Fig. 5B is a cross-sectional view of the entire heat exchange element of the primary surface 32A, made along the section line 5B-5B through the inlet pipe of Fig. 5A. You can see how the vertices 56 of the walls 40A and 40B are separated by a distance equal to the thickness of the flow divider 46 shown by the dotted line in FIG. 46A in FIG. 5B.

На фиг.5С показан вид в поперечном разрезе всего теплообменного элемента первичной поверхности 32А, выполненный вдоль линии разреза 5С-5С на фиг.5А. Можно видеть, что делитель потока 46 заполняет внутренний объем 44 и вершины 56 ребер 45 соприкасаются с делителем потока 46. Как было предварительно показано в отношении теплообменного элемента 32А на фиг.4А-4Е, можно видеть, что внутренние проходы 44А любой из стенок 40А или 40В являются единственным путем для текучей среды между впускной магистралью 48В и выпускной магистралью 48С.On figs shows a view in cross section of the entire heat exchange element of the primary surface 32A, made along the cut line 5C-5C in figa. You can see that the flow divider 46 fills the inner volume 44 and the vertices 56 of the ribs 45 are in contact with the flow divider 46. As previously shown with respect to the heat exchange element 32A in FIGS. 4A-4E, it can be seen that the inner passages 44A of any of the walls 40A or 40B is the only fluid path between the intake manifold 48B and the exhaust manifold 48C.

На фиг.6 схематически изображен поток двух текучих сред 50 и 60 относительно теплообменного элемента с вторичной складчатостью 32 с фиг.2А согласно определенным аспектам описания. На фиг.6 показан вид сбоку в разрезе теплообменного элемента 32В, в котором видны делитель потока 46 и внутренняя поверхность ребер 45 стенки 40А. Текучая среда 50 находится в контакте с наружными поверхностями теплообменного элемента 32 в то время, когда текучая среда 60 поступает на вход 36 и удаляется из выхода 38 через наружный канал (не показан на фиг.6). Текучая среда течет справа налево, если смотреть на фиг.6, и находится в контакте с наружными поверхностями ребер 45 и видимой стенки 40А, и удаленной стенки 40В. Текучая среда 60 поступает через вход 36 во впускную магистраль 48В, который служит для распределения текучей среды пол множеству ребер на обеих стенках 40А и 40В. Текучая среда 60 течет через внутренние проходы 44А множества ребер 45 и поступает в выпускную магистраль 48С. Наличие открытых впускной и выпускной магистралей 48В, 48С служит для равномерного распределения потока по всем проходам 44А, т.е. без различий в падении давления от входа до каждого из внутренних проходов 44А, так что улучшаются общие рабочие характеристики теплообменного элемента 32В первичной поверхности. Текучая среда в выпускной магистрали выходит через выход 38. Можно видеть, что теплообменный элемент 32 выполнен как часть теплообменника в противотоке, в котором направление потока текучей среды 60 внутри теплообменного элемента 32 противоположно направлению потока текучей среды 50. При некоторых конфигурациях текучая среда 60 является хладагентом, отдающим тепло текучей среде 50. При некоторых конфигурациях текучей средой 50 является газ. При некоторых конфигурациях текучей средой 50 является окружающий воздух. При некоторых конфигурациях текучей средой является жидкость.FIG. 6 schematically depicts a flow of two fluids 50 and 60 relative to a secondary folding element 32 of FIG. 2A according to certain aspects of the description. FIG. 6 shows a sectional side view of a heat exchange element 32B in which a flow divider 46 and an inner surface of the fins 45 of the wall 40A are visible. The fluid 50 is in contact with the outer surfaces of the heat exchange element 32 at a time when the fluid 60 enters the inlet 36 and is removed from the outlet 38 through an external channel (not shown in FIG. 6). The fluid flows from right to left, as viewed in FIG. 6, and is in contact with the outer surfaces of the ribs 45 and the visible wall 40A and the remote wall 40B. The fluid 60 enters through an inlet 36 to the intake manifold 48B, which serves to distribute the floor fluid to a plurality of ribs on both walls 40A and 40B. The fluid 60 flows through the internal passages 44A of the plurality of ribs 45 and enters the exhaust manifold 48C. The presence of open inlet and outlet lines 48B, 48C serves to evenly distribute the flow across all passages 44A, i.e. no difference in pressure drop from the inlet to each of the inner passages 44A, so that the overall performance of the primary surface heat exchange element 32B is improved. The fluid in the exhaust manifold exits through the outlet 38. It can be seen that the heat exchanger element 32 is configured as a part of the heat exchanger in countercurrent, in which the flow direction of the fluid 60 inside the heat exchanger element 32 is opposite to the flow direction of the fluid 50. In some configurations, the fluid 60 is a refrigerant heat-transferring fluid 50. In some configurations, the fluid 50 is a gas. In some configurations, the fluid 50 is ambient air. In some configurations, the fluid is a fluid.

На фиг.7А изображены два примера теплообменников 30D и 30Е с вторичной складчатостью, выполненных из конфигураций 32D и 32Е соответственно, теплообменных элементов 32 первичной поверхности согласно определенным аспектам этого описания. Сравнение двух теплообменников 30D и 30Е с вторичной складчатостью показывает, как высота теплообменных элементов 32 может быть легко изменена согласно потребностям определенной сферы применения. Аналогичным образом ширина теплообменных элементов, разделение теплообменных элементов, и высота и ширина ребер 45 могут легко варьироваться для приспособления конструкции к определенной сфере применения. Можно видеть, что ребра 45 теплообменников 30D и 30Е выполнены по волнистой схеме по длине ребер 45. Эта схема является предпочтительной для того, чтобы предотвратить вложение ребер 45 прилегающих теплообменных элементов 32, как рассматривается более подробно со ссылкой на фиг.7В и 7С.FIG. 7A shows two examples of secondary folding heat exchangers 30D and 30E made from configurations 32D and 32E, respectively, of primary surface heat exchangers 32 according to certain aspects of this description. A comparison of the two heat exchangers 30D and 30E with secondary folding shows how the height of the heat exchange elements 32 can be easily changed according to the needs of a particular application. Similarly, the width of the heat exchange elements, the separation of the heat exchange elements, and the height and width of the ribs 45 can easily vary to adapt the design to a specific application. It can be seen that the fins 45 of the heat exchangers 30D and 30E are made in a wavy pattern along the length of the fins 45. This pattern is preferred in order to prevent the fins 45 from being attached to the adjacent heat exchange elements 32, as discussed in more detail with reference to FIGS. 7B and 7C.

На фиг.7В-7С иллюстрируется первый пример конфигурации теплообменного элемента 32 первичной поверхности, при котором ребра 45 являются прямыми, т.е. без волнистой схемы, наблюдающейся на фиг.7А, согласно определенным аспектам этого описания. На фиг.7В ребра первого теплообменного элемента 32 размещаются с пиком каждого ребра 45, помещенном так, как обозначено сплошными линиями 65. Ребра 45 второго прилегающего теплообменного элемента 32 размещаются так, что пики ребер второго прилегающего теплообменного элемента 32 помещаются так, как обозначено пунктирными линиями 64. Если две группы ребер 45 прижимаются друг к другу, ребра 45 двух теплообменных элементов 32 становятся перемежающимися.7B-7C illustrate a first configuration example of a heat exchange element 32 of a primary surface in which the ribs 45 are straight, i.e. without the wave pattern observed in FIG. 7A, according to certain aspects of this description. 7B, the ribs of the first heat-exchange element 32 are placed with the peak of each rib 45 placed as indicated by solid lines 65. The ribs 45 of the second adjacent heat-exchange element 32 are placed so that the peaks of the ribs of the second adjacent heat-exchange element 32 are placed as indicated by dashed lines 64. If two groups of ribs 45 are pressed against each other, the ribs 45 of the two heat exchange elements 32 become interleaved.

На фиг.7С показан поперечный разрез компоновки ребер с фиг.7В, выполненный по линии разреза 7С-7С. На фиг.7С показано, как ребра 45 могут оказаться вложенными, когда пики 66, 67 смещены относительно друг друга при прямых ребрах 45. Это смещение может уменьшить эффективность теплообменника 30 и, возможно, повредить теплообменные элементы 32.On figs shows a cross section of the layout of the ribs with figv, made along the cut line 7C-7C. FIG. 7C shows how ribs 45 can be nested when peaks 66, 67 are offset relative to each other with straight ribs 45. This offset can reduce the efficiency of heat exchanger 30 and possibly damage the heat transfer elements 32.

На фиг.7D-7T иллюстрируется второй пример конфигурации теплообменного элемента 32 первичной поверхности, при котором ребра 45 выполнены по волнистой схеме, как показано на фиг.7А, согласно определенным аспектам этого описания. Подобно иллюстрации на фиг.7В, пики каждого ребра 45 первого теплообменного элемента 32 помещаются так, как обозначено сплошными линиями 67. Пики ребер 45 прилегающего теплообменного элемента 32 помещаются так, как обозначено пунктирными линиями 66. Можно видеть, что волновая схема реверсирована и поэтому линии 66 и 67 повторно пересекаются по длине теплообменного элемента 32. Если две группы ребер 45 прижимаются друг к другу, ребра 45 двух теплообменных элементов 32 не могут оказаться вложенными между собой.FIGS. 7D-7T illustrate a second configuration example of a primary surface heat exchange element 32, in which the fins 45 are made in a wavy pattern, as shown in FIG. 7A, according to certain aspects of this description. Similar to the illustration in FIG. 7B, the peaks of each fin 45 of the first heat exchanger element 32 are placed as indicated by solid lines 67. The peaks of the ribs 45 of the adjacent heat exchanger element 32 are placed as indicated by dashed lines 66. It can be seen that the wave pattern is reversed and therefore the lines 66 and 67 intersect again along the length of the heat exchange element 32. If two groups of ribs 45 are pressed against each other, the ribs 45 of the two heat exchange elements 32 cannot be nested with each other.

На фиг.7Е показан поперечный разрез компоновки ребер с фиг.7D, выполненный по линии разреза 7Е-7Е. На фиг.7Е расположение ребер 45 на плоскости поперечного разреза 7Е-7Е показано с затенением, в то время как часть тех же ребер 45 показана темно-серой дальше от плоскости поперечного разреза 7Е-7Е. Можно видеть, что темные части ребер 45, связанные с кривыми 66, перекрывают темные части ребер 45, связанные с кривыми 67, что показано на фиг.7D пересечением линий 66 и 67. Две группы ребер 45 не могут оказаться вложенными. Это реверсирование кривых 66, 67 является результатом продолжения ребристого листа, который образует ребра 45, проходящие над вершиной 43 теплообменного элемента 32 так, что кривые на одной стороне теплообменного элемента 32 реверсированы относительно кривых на другой стороне того же элемента 32 и прилегающего элемента 32.On fige shows a cross section of the layout of the ribs of fig.7D, made along the cut line 7E-7E. 7E, the location of the ribs 45 on the plane of the transverse section 7E-7E is shown with shading, while part of the same ribs 45 is shown dark gray further from the plane of the transverse section 7E-7E. It can be seen that the dark parts of the ribs 45 associated with curves 66 overlap the dark parts of the ribs 45 associated with curves 67, as shown in FIG. 7D by the intersection of lines 66 and 67. Two groups of ribs 45 cannot be nested. This reversal of curves 66, 67 is the result of the continuation of the ribbed sheet that forms the ribs 45 extending over the apex 43 of the heat exchange element 32 so that the curves on one side of the heat exchange element 32 are reversed relative to the curves on the other side of the same element 32 and adjacent element 32.

На фиг.7F изображены высота Н1 и ширина основания W1 пути потока в обычном гофрированном теплообменнике, как можно видеть на фиг.1D. Треугольные гофры на непрерывном листе 24 перпендикулярны к треугольным гофрам на образных листах 25, образуя площадь потока 17 в каждом пике обрезного листа 25. Высота Н1 и ширина основания W1 очерчены для этой площади потока 17, как показано на фиг.7F. Поскольку складки листа 24 имеют приблизительно прямой угол, отношение Н1 к W1 равно 0,5.On fig.7F shows the height H1 and the width of the base W1 of the flow path in a conventional corrugated heat exchanger, as can be seen in fig.1D. The triangular corrugations on the continuous sheet 24 are perpendicular to the triangular corrugations on the shaped sheets 25, forming a flow area 17 at each peak of the trim sheet 25. The height H1 and the width of the base W1 are outlined for this flow area 17, as shown in FIG. 7F. Since the folds of the sheet 24 have an approximately right angle, the ratio of H1 to W1 is 0.5.

На фиг.7G изображены высота Н2 и ширина W2 в общем треугольного прохода 44А внутри ребра теплообменного элемента 32 первичной поверхности согласно определенным аспектам этого описания. В некоторых вариантах реализации стороны ребра 45 являются параллельными и образуют в общем прямоугольный проход 44А. В то время как вершина ребра 45 закруглена и нижние углы скошены в наружном направлении, где они соединяются с соседними ребрами 45, проход 44А все же считается в целом прямоугольным с шириной W2 и высотой Н2. В этом примере можно видеть, что отношение Н2 к W2 больше, чем 1,0, и может составлять приблизительно 4,0 в примере с фиг.7G. В некоторых вариантах реализации, когда стенки ребра 45 могут быть помещены под небольшим углом на основании упругости материала, из которого изготовлены стенки ребра 45, или зазора между инструментом и заготовкой, проход все равно может считаться в общем прямоугольным, если углы не слишком велики. Если стенки становятся значительно наклоненными и не могут считаться образующими в общем прямоугольный проход 44А, ширина основания, подобная показанной на фиг.7F, используется для оценки отношения прохода 44А. FIG. 7G shows the height H2 and the width W2 of the generally triangular passage 44A inside the ridge of the primary surface heat exchange element 32 according to certain aspects of this description. In some embodiments, the sides of the ribs 45 are parallel and form a generally rectangular passage 44A. While the apex of the rib 45 is rounded and the lower corners are beveled in the outer direction, where they connect to adjacent ribs 45, the passage 44A is still considered generally rectangular with a width of W2 and a height of H2. In this example, it can be seen that the ratio of H2 to W2 is greater than 1.0, and can be approximately 4.0 in the example of FIG. 7G. In some embodiments, when the walls of the rib 45 can be placed at a slight angle based on the elasticity of the material from which the walls of the rib 45 are made, or the gap between the tool and the workpiece, the passage can still be considered generally rectangular if the angles are not too large. If the walls become significantly tilted and cannot be considered to form a generally rectangular passage 44A, a base width similar to that shown in FIG. 7F is used to estimate the passage ratio 44A.

На фиг.8А изображен типичный процесс изготовления примера листового теплообменного элемента 120 с ребрами согласно определенным аспектам этого описания. В этом процессе лист 102 из материала, например алюминия или меди, или другого материала или металлического сплава, покрывают с обеих сторон твердым припоем с помощью распылителей 103А и 103В. При некоторых конфигурациях твердый припой содержит флюс. При некоторых конфигурациях твердый припой наносят как пленку без распыления. Дополнительные листы материала, например алюминия или меди, или другого материала или металлического сплава, подаются из рулонов 101А и 101В, и пропускают через формирующие ребра устройства 104А и 104В соответственно. В этом примере формирующие ребра устройства 104А и 104В складывают листы из рулонов 101А, 101В в ребра 45 по всей ширине складчатых листов 105 и 106 соответственно. Складчатые листы 105, 106 вводят в контакт с двумя поверхностями листа 102 и, в этом примере, пропускают через печь для пайки 110. В печи для пайки 110 твердый припой, предварительно нанесенный на лист 102, плавится и скрепляет вместе три листа 102, 105, 106. Скрепленные листы проходят через устройства формовки кромок 112, которые в этом примере формируют и смещают кромки центрального листа 102 с приданием им плавной S-образной формы, и заканчивая таким образом изготовление теплообменного листа 100. Дополнительные детали теплообменного листа 100 рассмотрены со ссылкой на фиг.8В. Непрерывный лист теплообменного листа 100 повторно сгибают в ходе этапа 114 (устройство для вторичного сгибания не показано на фиг.8А) для формирования двухслойных панелей, которые, будучи скреплены вместе, образуют листовые теплообменные элементы 120 с ребрами, которые рассматриваются более подробно со ссылкой на фиг.9.On figa depicts a typical manufacturing process of an example of a sheet of a heat exchange element 120 with ribs according to certain aspects of this description. In this process, a sheet 102 of a material, such as aluminum or copper, or another material or metal alloy, is brazed on both sides using spray guns 103A and 103B. In some configurations, brazing alloy contains flux. In some configurations, brazing alloy is applied as a film without spraying. Additional sheets of material, such as aluminum or copper, or another material or metal alloy, are fed from rolls 101A and 101B and passed through forming ribs of device 104A and 104B, respectively. In this example, the forming ribs of the device 104A and 104B stack sheets from rolls 101A, 101B into the ribs 45 over the entire width of the folded sheets 105 and 106, respectively. The folded sheets 105, 106 are brought into contact with the two surfaces of the sheet 102 and, in this example, are passed through the soldering furnace 110. In the soldering furnace 110, the brazing alloy previously applied to the sheet 102 melts and holds together three sheets 102, 105, 106. Bonded sheets pass through edge forming devices 112, which in this example form and bias the edges of the central sheet 102 to give them a smooth S-shape, and thus complete the production of heat transfer sheet 100. Additional details of heat transfer sheet 100 are discussed with 8B. The continuous sheet of the heat transfer sheet 100 is re-folded during step 114 (the secondary folding device is not shown in FIG. 8A) to form two-layer panels which, when bonded together, form sheet heat transfer elements 120 with ribs, which are discussed in more detail with reference to FIG. .9.

На фиг.8В-8С изображены детали конструкции теплообменного листа 100, изготовленного с использованием процесса, изображенного на фиг.8А согласно определенным аспектам этого описания. В этом примере вершины ребер 45 листов 105, 106, которые находятся в контакте с листом 102, по меньшей мере частично припаяны к листу 102. На фиг.8В показан перспективный вид ближней кромки теплообменного листа 100. Можно видеть, что ширина верхнего складчатого листа 105 меньше ширины центрального листа 102, и части центрального листа 102, которая выступает далее складчатого листа 105, придается S-образная форма, то есть она при этой конфигурации смещена на расстояние, которое равно высоте ребра, выполненного на нижнем складчатом листе 106. Можно также видеть, что ширина складчатого листа 106 меньше ширины ребристого листа 105. В некоторых вариантах реализации складчатый лист 106 располагается по центру листов 102, 105, так что на каждом конце образуются два равных промежутка 108. В некоторых вариантах реализации складчатый лист 106 располагается между концами листов 102, 105 и смещается от центра в направлении одной стороны, так что на каждом конце образуются неодинаковые промежутки 108. Ребра 45 листов 105, 106 открыты с каждого конца.On figv-8C depicts the structural details of the heat transfer sheet 100, manufactured using the process depicted in figa according to certain aspects of this description. In this example, the vertices of the ribs 45 of the sheets 105, 106 that are in contact with the sheet 102 are at least partially soldered to the sheet 102. FIG. 8B shows a perspective view of the proximal edge of the heat transfer sheet 100. It can be seen that the width of the upper folded sheet 105 less than the width of the central sheet 102, and the part of the central sheet 102, which protrudes further from the folded sheet 105, is S-shaped, that is, with this configuration, it is offset by a distance that is equal to the height of the rib made on the lower folded sheet 106. You can also see , that the width of the folded sheet 106 is less than the width of the ribbed sheet 105. In some embodiments, the folded sheet 106 is located in the center of the sheets 102, 105, so that two equal spaces 108 are formed at each end. In some embodiments, the folded sheet 106 is located between the ends of the sheets 102, 105 and is offset from the center in the direction of one side, so that uneven gaps 108 are formed at each end. The ribs 45 of the sheets 105, 106 are open at each end.

На фиг.8С показан вид с торца в поперечном разрезе теплообменного листа 100 в точке производственной линии, на которой взят фиг.8В. В этом примере центральному листу 102 на каждом конце придается S-образная форма, и складчатые листы 105 и 106 располагаются по центру листа 102. На каждом конце складчатого листа 106 предусмотрены промежутки 108А, 108В.On figs shows an end view in cross section of a heat transfer sheet 100 at a point in the production line, which is taken figv. In this example, the central sheet 102 is S-shaped at each end, and the folded sheets 105 and 106 are located in the center of the sheet 102. Gaps 108A, 108B are provided at each end of the folded sheet 106.

На фиг.9 показан перспективный вид в разрезе другого примера конфигурации листового теплообменного элемента 120 с ребрами согласно определенным аспектам этого описания. При этой конфигурации теплообменный лист 100 повторно складывается так, как показано в конце процесса 8А, так что вершины ребер 45 листа 106 находятся в контакте. На фиг.9 можно видеть, что по меньшей мере некоторые из вершин листа 106А первой боковой стенки 122А теплообменного элемента 100 находятся в контакте с вершинами ребер 45 листа 106В второй боковой стенки 122В. Когда теплообменный лист 100 повторно складывают для формирования теплообменника 120, вершины ребер 45 листов 105 также находятся в контакте с вершинами прилегающих ребер листов 105В. При некоторых конфигурациях ребрам 45 листов 105 и/или 106 придается волнистая форма, показанная на фиг.7А-7С так, чтобы уменьшить тенденцию к вставке и таким образом сохранить промежуток, образуемый вершинами между листами 105 и 106, показанный на фиг.9. Базовый элемент 124 скреплен с нижними складками теплообменного элемента 100 так, чтобы образовать заделанный внутренний объем внутри одного листового теплообменного элемента 120 с ребрами. Как показано на фиг.9, из непрерывного теплообменного элемента 100 могут быть выполнены несколько параллельных теплообменников 120.FIG. 9 is a perspective cross-sectional view of another configuration example of a sheet heat exchange element 120 with fins according to certain aspects of this description. With this configuration, the heat transfer sheet 100 is re-folded as shown at the end of process 8A, so that the vertices of the ribs 45 of the sheet 106 are in contact. 9, it can be seen that at least some of the vertices of the sheet 106A of the first side wall 122A of the heat exchange element 100 are in contact with the vertices of the ribs 45 of the sheet 106B of the second side wall 122B. When the heat transfer sheet 100 is re-folded to form the heat exchanger 120, the vertices of the ribs 45 of the sheets 105 are also in contact with the vertices of the adjacent ribs of the sheets 105B. In some configurations, the ribs 45 of the sheets 105 and / or 106 are given the wavy shape shown in FIGS. 7A-7C so as to reduce the tendency to insert and thereby preserve the gap formed by the vertices between sheets 105 and 106 shown in FIG. 9. The base element 124 is bonded to the lower folds of the heat exchange element 100 so as to form a sealed internal volume inside one sheet of heat exchange element 120 with ribs. As shown in FIG. 9, several parallel heat exchangers 120 may be formed from the continuous heat exchange element 100.

На фиг.10А-10В изображены дополнительные детали листового теплообменного элемента 120 с ребрами, показанного на фиг.9, согласно определенным аспектам этого описания. На фиг.10А показан в поперечном разрезе вид с торца листового теплообменного элемента 120А с ребрами и части прилегающих листовых теплообменных элементов с ребрами 120В и 120С. Центральный лист 102 с фиг.8В образует разделительную стенку 132, которая взаимодействует с базовым элементом 124 (не виден на фиг.10А, показан на фиг.9) для образования внутреннего объема 126, показанного как затемненный участок на этом виде в поперечном разрезе. Складчатый лист 106 образует первую передающую тепло стенку 136, содержащую при этой конфигурации ряд ребер 130, сходных с ребрами 52 теплообменного элемента 32 первичной поверхности, показанного на фиг.4D. Аналогичным образом складчатый лист 105 образуют вторую передающую тепло стенку 135, содержащую в этом примере ребра 130. Вершины ребер передающей тепло стенки 136 находятся в контакте с вершинами ребер 130 передающей тепло стенки 136 и вершины ребер 130 передающей тепло стенки 135 теплообменного элемента 120А находятся в контакте с вершинами ребер прилегающих теплообменных элементов 120В и 120С. Первая текучая среда 126А, такая как смесь пропиленгликоля и воды, заполняет объем 126, включая как внутренние прохода ребер 130, так и промежутки между ребрами 130. Наружный объем 128, т.е. пространство снаружи разделительной стенки 102, заполняется второй текучей средой 128А, такой как воздух, который заполняет внутренние проходы ребер 130 складчатого листа 105, а также промежутки между ребрами 130 листа 105.On figa-10B shows additional details of the sheet of the heat exchange element 120 with the ribs shown in Fig.9, according to certain aspects of this description. On figa shows in cross section an end view of a sheet of heat exchange element 120A with ribs and parts of adjacent sheet heat exchange elements with ribs 120B and 120C. The central sheet 102 of FIG. 8B forms a separation wall 132 that interacts with the base element 124 (not visible in FIG. 10A, shown in FIG. 9) to form an internal volume 126, shown as a darkened section in this view in cross section. The folded sheet 106 forms a first heat transferring wall 136 containing, in this configuration, a series of ribs 130 similar to the ribs 52 of the heat exchange element 32 of the primary surface shown in Fig. 4D. Similarly, the folded sheet 105 forms a second heat transferring wall 135 containing ribs 130 in this example. The vertices of the fins of the heat transferring wall 136 are in contact with the vertices of the fins 130 of the heat transferring wall 136 and the vertices of the fins 130 of the heat transferring wall 135 are in contact with the tops of the ribs of adjacent heat exchange elements 120B and 120C. A first fluid 126A, such as a mixture of propylene glycol and water, fills the volume 126, including both the inner passages of the ribs 130 and the gaps between the ribs 130. The outer volume 128, i.e. the space outside the partition wall 102 is filled with a second fluid 128A, such as air, which fills the inner passages of the ribs 130 of the folded sheet 105, as well as the gaps between the ribs 130 of the sheet 105.

При некоторых вариантах реализации выпускная магистраль 148С больше, т.е. длиннее по направлению потока, чем впускная магистраль 148В, для того чтобы воспринимать расширение текучей среды, когда она получает тепло во время протекания через ребра 130 передающей тепло стенки 136. Это вызывает падение давления по выпускной магистрали 148С, которое приблизительно падению давления по впускной магистрали 148В, несмотря на то, что объем текучей среды, проходящей через выпускную магистраль 148С, больше объема текучей среды, проходящей через впускную магистраль 148В. Аналогичным образом выход 38 может быть больше, т.е. длиннее в направлении потока, чем вход 36, так, чтобы получить приблизительно такое же падение давления.In some embodiments, the exhaust manifold 148C is larger, i.e. longer in the direction of flow than the intake manifold 148B in order to perceive the expansion of the fluid when it receives heat while flowing through the fins 130 of the heat transferring wall 136. This causes a pressure drop along the exhaust manifold 148C, which is approximately the pressure drop across the intake manifold 148B despite the fact that the volume of fluid passing through the exhaust manifold 148C is larger than the volume of the fluid passing through the intake manifold 148B. Similarly, output 38 may be greater, i.e. longer in the direction of flow than the inlet 36, so as to obtain approximately the same pressure drop.

В примере, где первая текучая среда 126А в объеме 126 горячее, чем вторая текучая среда 128А в объеме 128, тепло отводится от первой текучей среды 126А как непосредственно в разделительную стенку 132, так и передающую тепло стенку 136. Поскольку передающая тепло стена является теплопроводной, тепло, полученное от первой текучей среды 126А, проходит в разделительную стенку 132. Присутствие передающей тепло стенки 136 эффективно увеличивает площадь поверхности разделительной стенки 132, находящейся в контакте с первой текучей средой 126А. Когда передача тепла через граничный слой первой текучей среды 126А, образующийся на поверхности, является ограничивающим передачу тепла фактором, передающая тепло стенка 136 может улучшить общие показатели передачи тепла теплообменника 120 с вторичной складчатостью. Аналогичным образом передающая тепло стенка 135 принимает тепло от разделительной стенки 132 и передает это тепло во вторую текучую среду 128А параллельно с непосредственным переносом тепла от разделительной стенки 132 во вторую текучую среду 128А. Это эффективно увеличивает площадь поверхности разделительной стенки 132 и уменьшает влияние любого граничного слоя вторичной текучей среды 128А на поверхности передающей тепло стенки 135 и разделительной стенки 132.In an example where the first fluid 126A in the volume 126 is hotter than the second fluid 128A in the volume 128, heat is removed from the first fluid 126A both directly to the partition wall 132 and the heat transfer wall 136. Since the heat transfer wall is thermally conductive, the heat received from the first fluid 126A passes into the separation wall 132. The presence of the heat transfer wall 136 effectively increases the surface area of the separation wall 132 in contact with the first fluid 126A. When heat transfer through the boundary layer of the first fluid 126A formed on the surface is a limiting factor in heat transfer, the heat transfer wall 136 can improve the overall heat transfer performance of the heat exchanger 120 with secondary folding. Similarly, the heat transfer wall 135 receives heat from the separation wall 132 and transfers this heat to the second fluid 128A in parallel with the direct transfer of heat from the separation wall 132 to the second fluid 128A. This effectively increases the surface area of the separation wall 132 and reduces the effect of any boundary layer of the secondary fluid 128A on the surface of the heat transfer wall 135 and the separation wall 132.

На фиг.10В показан вид сверху в разрезе листового теплообменного элемента 120А с ребрами, выполненном вдоль пунктирной линии 10В-10В на фиг.10А. На этом изображении впускная магистраль 148В и выпускная магистраль 148С образованные промежутками 108 на фиг.8В в теплообменном листе 100, показаны на каждом конце передающей тепло стенки 136 внутри разделительных стенок 132. S-образные части центральной стенки 102 соединены между собой, образуя фланцы 146, которые образуют часть кожуха объема 126. При этой конфигурации на фиг.10В, сходной с фиг.6, первая текучая среда 126А и вторая текучая среда 128А показаны как текущие мимо и через передающие тепло стенки 106 и 105, соответственно, в противоположных направлениях, так что листовой теплообменный элемент 120А с ребрами действует как теплообменник в противотоке.On figv shows a top view in section of a sheet of a heat exchanger element 120A with ribs made along the dashed line 10B-10B in figa. In this image, the intake manifold 148B and the exhaust manifold 148C formed by the gaps 108 in FIG. 8B in the heat transfer sheet 100 are shown at each end of the heat transferring wall 136 within the separation walls 132. The S-shaped portions of the central wall 102 are interconnected to form flanges 146, which form part of the casing of the volume 126. With this configuration in FIG. 10B, similar to FIG. 6, the first fluid 126A and the second fluid 128A are shown as flowing past and through the heat transferring walls 106 and 105, respectively, in opposite directions Barrier-so that the heat transfer element sheet 120A with the ribs acting as a heat exchanger in countercurrent.

На фиг.11А-11В изображен теплообменник 30Е, содержащий теплообменные элементы 32А первичной поверхности согласно определенным аспектам этого описания. В некоторых вариантах реализации теплообменник 30Е содержит листовые теплообменные элементы 120. Теплообменные элементы 32Е размещаются по радиальной схеме вокруг центрального отверстия 31 так, что в отношении этой конфигурации к конфигурации на фиг.10А-10В вторая текучая среда проходит аксиально через теплообменник 30Е, как показано стрелками 128А, в то время как текучая среда 126А поступает через вход 126 и принимается из выхода 38 в отверстии 31.11A-11B illustrate a heat exchanger 30E comprising primary surface heat exchange elements 32A according to certain aspects of this description. In some embodiments, heat exchanger 30E comprises sheet heat exchanger elements 120. Heat exchanger elements 32E are arranged radially around a central hole 31 so that, with respect to this configuration, the second fluid flows axially through heat exchanger 30E with respect to the configuration of FIGS. 10A-10B, as shown by arrows 128A, while the fluid 126A enters through the inlet 126 and is received from the outlet 38 in the hole 31.

На фиг.11В показано, что каждый из теплообменных элементов 32Е искривлен, в то время как теплообменные элементы 32 и 32А являются в общем плоскими. Разделение между соседними теплообменными элементами 32Е вокруг внутренней кромки 140 отверстия 31 меньше разделения таких же теплообменных элементов 32Е на наружной кромке 142 теплообменника 30Е. Криволинейный профиль каждого теплообменного элемента 32Е увеличивает длину каждого теплообменного элемента 32Е по сравнению с плоским профилем, размещенным по радиальной схеме. Это ведет к заполнению всей тороидальной площади при аксиальном поперечном сечении и улучшает эффективность, т.е. способность к теплообмену в расчете на единицу объема, теплообменника 30Е по сравнению с конструкцией, в которой используются радиальные плоские теплообменные элементы 32 (не показаны). Теплообменные элементы 32Е являются в других отношениях по существу такими же, как теплообменные элементы 32 или 32А.FIG. 11B shows that each of the heat exchange elements 32E is curved, while the heat exchange elements 32 and 32A are generally flat. The separation between adjacent heat exchange elements 32E around the inner edge 140 of the opening 31 is less than the separation of the same heat exchange elements 32E on the outer edge 142 of the heat exchanger 30E. The curvilinear profile of each heat exchange element 32E increases the length of each heat exchange element 32E compared to a flat profile placed in a radial pattern. This leads to the filling of the entire toroidal area with an axial cross section and improves efficiency, i.e. heat transfer capacity per unit volume of the heat exchanger 30E compared to a design that uses radial planar heat transfer elements 32 (not shown). The heat exchange elements 32E are in other respects substantially the same as the heat exchange elements 32 or 32A.

На фиг.12А изображена типовая теплообменная система 150, содержащая теплообменник с вторичной складчатостью 30 согласно определенным аспектам этого описания. При этой конфигурации теплообменник с вторичной складчатостью 30 конфигурирован по существу так, как показано на фиг.2А, содержащей множество теплообменных элементов 32 первичной поверхности. При некоторых конфигурациях теплообменник 30 содержит листовые теплообменные элементы 120 с ребрами. Вход 36 и выход 38 (не видны на фиг.12А) теплообменника 30 помещаются над проточными каналами наружного трубопровода 158 так, что вход 160 и выход 162 наружного трубопровода 156 находятся в раздельном сообщении по текучей среде со входом 36 и выходом 38 соответственно. Кожух потока 156 помещается над теплообменником 30 с входом 164 и выходом 166 (не видны на фиг.12А).12A depicts an exemplary heat exchanger system 150 comprising a secondary folding heat exchanger 30 according to certain aspects of this description. With this configuration, the secondary folding heat exchanger 30 is substantially configured as shown in FIG. 2A, comprising a plurality of primary surface heat exchange elements 32. In some configurations, the heat exchanger 30 comprises sheet heat exchange elements 120 with fins. The inlet 36 and outlet 38 (not visible in FIG. 12A) of the heat exchanger 30 are placed above the flow channels of the outer pipe 158 so that the inlet 160 and the outlet 162 of the outer pipe 156 are in separate fluid communication with the inlet 36 and the outlet 38, respectively. The casing of the stream 156 is placed above the heat exchanger 30 with an inlet 164 and an outlet 166 (not visible in FIG. 12A).

На фиг.12В изображена работа теплообменной системы с фиг.12А согласно определенным аспектам этого описания. В этом примере, со ссылкой на текучие среды с фиг.6, первая текучая среда 60 первоначально холоднее чем вторая текучая среда 50. «Холодная» первая текучая среда 60 подается на вход 160. «Горячая» вторая текучая среда подается на вход 164 первого кожуха потока 156. В этом примере направление потока первой текучей среды в теплообменнике 30 является противоположным направлению потока второй текучей среды мимо наружных поверхностей теплообменника 30. Когда вторая текучая среда 50 проходит через теплообменник 30 и вокруг него, тепло передается материалу теплообменника 30 и, затем, текучей среде 60. Таким образом, первая текучая среда, поступающая из выхода 62, теплее, чем текучая среда 60, поступающая на вход 160, а текучая среда 50, покидающая выход 166, холоднее чем текучая среда 50, поступающая на вход 164. При некоторых конфигурациях первая текучая среда теплее чем вторая текучая среда и передача тепла происходит в противоположном направлении, т.е. от первой текучей среды 60 ко второй текучей среде 50.On figv depicts the operation of the heat exchange system of figa according to certain aspects of this description. In this example, with reference to the fluids of FIG. 6, the first fluid 60 is initially colder than the second fluid 50. The “cold” first fluid 60 is supplied to the inlet 160. The “hot” second fluid is supplied to the inlet 164 of the first casing flow 156. In this example, the flow direction of the first fluid in the heat exchanger 30 is opposite to the flow direction of the second fluid past the outer surfaces of the heat exchanger 30. When the second fluid 50 passes through and around the heat exchanger 30, heat is transferred to the material t the heat exchanger 30 and then the fluid 60. Thus, the first fluid coming from the outlet 62 is warmer than the fluid 60 entering the inlet 160, and the fluid 50 leaving the outlet 166 is colder than the fluid 50 coming in to input 164. With some configurations, the first fluid is warmer than the second fluid and heat transfer occurs in the opposite direction, i.e. from the first fluid 60 to the second fluid 50.

На фиг.13А-13В изображена конструкция теплообменной системы 200, содержащей теплообменные элементы 30 согласно определенным аспектам этого описания. На фиг.13А изображен узел из двух теплообменников 30 с наружным трубопроводом 158А, который является двухсторонней версией наружного трубопровода с фиг.12А, образуя теплообменный подузел 170. Вход 160 и выход 162 двухстороннего наружного трубопровода 158А по отдельности и соответственно соединяются с входами 36 и выходами 38 отдельных теплообменников 32. Теплообменный подузел 170 имеет раздвижную конструкцию, т.е. теплообменная мощность подузла 170 является функцией длины L, ширины W и высоты Н теплообменников 30, а также количества теплообменников. При некоторых вариантах выполнения эта функция является линейной в определенном диапазоне пропорций между L, W и Н. В некоторых вариантах реализации подузел 170 содержит теплообменные элементы 32 первичной поверхности. В некоторых вариантах реализации подузел 170 содержит листовые теплообменные элементы 120 с ребрами.13A-13B illustrate a structure of a heat exchange system 200 comprising heat exchange elements 30 according to certain aspects of this description. On figa shows a node of two heat exchangers 30 with an outer pipe 158A, which is a two-sided version of the outer pipe of figa, forming a heat exchange subassembly 170. The inlet 160 and outlet 162 of the two-sided outer pipe 158A separately and respectively connected to the inputs 36 and exits 38 individual heat exchangers 32. The heat exchange subassembly 170 has a sliding structure, i.e. the heat transfer power of the subassembly 170 is a function of the length L, the width W and the height H of the heat exchangers 30, as well as the number of heat exchangers. In some embodiments, this function is linear in a certain range of proportions between L, W, and H. In some embodiments, the subassembly 170 comprises heat exchange elements 32 of the primary surface. In some embodiments, the subassembly 170 comprises sheet heat exchange elements 120 with fins.

На фиг.13В проиллюстрирован подузел более высокого уровня 180, содержащий несколько подузлов 170, присоединенных к центральной трубе 181. Центральная труба 181 разделяется внутри на два пути 186 и 188 и содержит множество двойных отверстий 182, 184, расположенных по длине центральной трубы 181, причем отверстия 182 сообщаются по текучей среде с путем потока 186 и отверстия 184 сообщаются по текучей среде с путем потока 188. При этой конфигурации в то время, когда подузлы 170 сопряжены с центральной трубой 181, отверстия 182 соединяются с входами подузлов 170 и отверстия 184 соединяются с выходами 162, так что путь потока 186 является общим входом для всех подузлов 170 и путь потока 188 аналогичным образом является общим выходом для всех подузлов 170, соединенных с центральной трубой 181.FIG. 13B illustrates a higher-level subassembly 180 comprising several subassemblies 170 connected to a central pipe 181. The central pipe 181 is internally divided into two paths 186 and 188 and comprises a plurality of double holes 182, 184 located along the length of the central pipe 181, the openings 182 are in fluid communication with the flow path 186 and the openings 184 are in fluid communication with the flow path 188. With this configuration, while the sub-assemblies 170 are connected to the central pipe 181, the openings 182 are connected to the inputs of the sub-assemblies 170 and the open Oia 184 is connected to the outputs 162, so that the flow path 186 is a common entrance for all subnodes 170 and the flow path 188 is similarly a common outlet for all subnodes 170 connected to a central pipe 181.

На фиг.13С проиллюстрирована теплообменная система 200 верхнего уровня, содержащая множество подузлов 180 с фиг.13В, обозначенных как подузлы 180А-180D. При этой конфигурации концы центральных труб 181 множества подузлов 180А-180D соединяются последовательно, так что так что впускные пути потока 186 соединяются по текучей среде и выпускные пути потока 188 так же соединяются по текучей среде. Концы путей потока 186 и 188 на конце подузла 170А соответственно образуют вход в систему 202 и выход из системы 204. Первая текучая среда, поступившая во вход системы 202, будет течь по путям потока 186 всех подузлов 180А-180D, затем течь во входы 160 каждого из подузлов 170, и затем во входы 36 каждого из теплообменников 30. Когда первая текучая среда проходит через каждый теплообменник 30 и выходит из выходов 38, первая текучая среда собирается в каналах потока наружных трубопроводов 158А и проходит через выходы 162 в путь потока 188 подузлов 180 и затем наружу через выход системы 204. Заднее отверстие в центральной трубе 181 подузла 180D может быть закрыто крышкой, что делает систему 200 отдельной системой, или соединяться далее с другой теплообменной системой 200.FIG. 13C illustrates a top-level heat exchange system 200 comprising a plurality of sub-nodes 180 of FIG. 13B, designated as sub-nodes 180A-180D. With this configuration, the ends of the center tubes 181 of the plurality of sub-assemblies 180A-180D are connected in series so that the inlet paths of the stream 186 are fluidly connected and the outlet paths of the stream 188 are also fluidly connected. The ends of the flow paths 186 and 188 at the end of the subassembly 170A, respectively, form the entrance to the system 202 and exit from the system 204. The first fluid entering the inlet of the system 202 will flow along the flow paths 186 of all the subassemblies 180A-180D, then flow to the inlets 160 of each from subassemblies 170, and then to the inlets 36 of each of the heat exchangers 30. When the first fluid passes through each heat exchanger 30 and exits exits 38, the first fluid collects in the flow channels of the external piping 158A and passes through outlets 162 into the flow path 188 of the subassemblies 180 and then out through in course system 204. The rear opening 181 in the central tube subassembly 180D can be closed by a cover, which makes the system a separate system 200, or connected further with other heat exchanger system 200.

На фиг.14 показана блок-схема 300 типового процесса изготовления теплообменного элемента 32 первичной поверхности согласно определенным аспектам этого описания. Блок-схема 300 относится к производственному оборудованию 80, показанному на фиг.3С. При этапе 305 лист материала 83А, имеющий первую кромку и вторую кромку, складывают для формирования последовательности полых ребер 45, например, с конфигурацией ребра, показанной на фиг.3D, образуя таким образом складчатый лист 83В. При этапе 310 концы ребер 45 вдоль первой и второй кромок сплющивают для образования плоской кромки 42С с каждой стороны. При этапе 315 плоские кромки поднимают или смещают так, что плоская кромка 42С идет параллельно, будучи смещена, как показано на фиг.3F, относительно плоскости, которая проходит через внутренние вершины (не видны на фиг.3F) ребер 45. При этапе 320 часть плоской кромки 42С предварительно сваривается для консолидации сплющенного материала и добавляет прочности и закаливаемости кромке 42С. Складчатый лист затем дополнительно сгибают в ходе этапа 325, как показано на фиг.3G, и кромки соединяют (заделывают) в ходе этапа 330. Если процесс соединения содержит сварку или пайку, прочность и качество соединения улучшаются путем включения этапа предварительно сварки 315. При этапе 335 делитель потока 46 вставляют во внутренний объем 44, образованный соединенным (заделанным) листом с вторичной складчатостью. Базовый элемент, содержащий листы из рулонов 90А, 90В и 90С, соединяется затем с периметром отверстия внутреннего объема 44 при этапе 30, образуя таким образом вход 36 и выход 38 и завершая изготовление теплообменного элемента 32 первичной поверхности.FIG. 14 is a flowchart 300 of an exemplary manufacturing process of a primary surface heat exchange element 32 according to certain aspects of this description. Block diagram 300 relates to manufacturing equipment 80 shown in FIG. 3C. At step 305, a sheet of material 83A having a first edge and a second edge is folded to form a sequence of hollow ribs 45, for example, with the configuration of the ribs shown in FIG. 3D, thereby forming a folded sheet 83B. At step 310, the ends of the ribs 45 along the first and second edges are flattened to form a flat edge 42C on each side. At step 315, the flat edges are raised or biased so that the flat edge 42C runs parallel, being offset, as shown in FIG. 3F, relative to the plane that passes through the inner vertices (not visible in FIG. 3F) of the ribs 45. At step 320, the part flat edge 42C is pre-welded to consolidate the flattened material and adds strength and hardenability to the edge 42C. The folded sheet is then further folded during step 325, as shown in FIG. 3G, and the edges are joined (closed) during step 330. If the joining process involves welding or soldering, the strength and quality of the joint are improved by including the pre-weld step 315. In step 335 a flow divider 46 is inserted into an internal volume 44 formed by a secondary folding sheet. The base element containing sheets of rolls 90A, 90B and 90C is then connected to the perimeter of the opening of the inner volume 44 in step 30, thereby forming an inlet 36 and an outlet 38 and completing the manufacture of the heat exchange element 32 of the primary surface.

На фиг.15 показана блок-схема 400 типового процесса изготовления листового теплообменного элемента 120 с ребрами согласно определенным аспектам этого описания. Блок-схема 400 относится к производственному оборудованию, показанному на фиг.8А. При этапе 405 листы материала из одного или обоих рулонов 101А или 101В складывают для образования полых ребер, образуя таким образом один или оба складчатых листа 105 и 106. Листы 105 и 106 скреплены с противоположных сторон центрального листа, который образует разделительную стенку 102 для образования теплообменной стенки 100. Кромку разделительной стенки 102 поднимают или смещают при этапе 415 на расстояние смещения, которое в примере на фиг.8А равно высоте ребер передающей тепло стенки 106. Теплообменную стенку 100 затем дополнительно сгибают при этапе 420, как показано в пункте 114 на фиг.8А, и кромки разделительной стенки 102 соединяют (заделывают) при этапе 425. Затем базовый элемент (не показан на фиг.8А), сходный с базовым элементом на фиг.3С, соединяют для заделывания, теплообменный лист с вторичной складчатостью 100 образует листовой теплообменный элемент 120 с ребрами.FIG. 15 is a flowchart 400 of an exemplary manufacturing process for a sheet heat exchange element 120 with fins in accordance with certain aspects of this description. Block diagram 400 relates to the manufacturing equipment shown in FIG. 8A. At step 405, sheets of material from one or both of the rolls 101A or 101B are folded to form hollow ribs, thereby forming one or both folded sheets 105 and 106. The sheets 105 and 106 are bonded on opposite sides of the center sheet, which forms a partition wall 102 to form a heat exchange walls 100. The edge of the separation wall 102 is raised or displaced at step 415 by a displacement distance, which in the example of FIG. 8A is equal to the height of the fins of the heat transferring wall 106. The heat exchange wall 100 is then further bent at step 420 as shown in paragraph 114 of FIG. 8A, and the edges of the partition wall 102 are connected (closed) in step 425. Then, a base element (not shown in FIG. 8A) similar to the base element in FIG. 3C is connected for sealing, a heat exchange a sheet with secondary folding 100 forms a sheet heat exchange element 120 with ribs.

Изложенные здесь принципы предлагают систему и способ эффективного переноса тепла от первой текучей среды ко второй текучей среде через теплообменники, которые содержат ребра, находящиеся в контакте с одной из текучих сред. При некоторых конфигурациях ребра находятся в контакте с первой текучей средой на одной поверхности и в контакте со второй текучей средой на второй поверхности, противоположной первой поверхности. При некоторых конфигурациях теплообменники содержат внутренний делитель потока, приспособленный для того, чтобы заставить внутреннюю текучую среду протекать по существу через внутренние проходы, образуемые ребрами. При некоторых конфигурациях теплообменники содержат разделительную стенку с ребристыми передающими тепло стенками, термически связанными с одной или с обеими сторонами разделительной стенки, таким образом повышая термическую связь между текучими средами и разделительной стенкой за счет увеличения площади эффективного контакта между текучими средами и разделительной стенкой.The principles set forth herein provide a system and method for efficiently transferring heat from a first fluid to a second fluid through heat exchangers that comprise fins in contact with one of the fluids. In some configurations, the ribs are in contact with the first fluid on one surface and in contact with the second fluid on a second surface opposite the first surface. In some configurations, the heat exchangers comprise an internal flow divider adapted to cause the internal fluid to flow substantially through the internal passages formed by the fins. In some configurations, the heat exchangers comprise a separation wall with ribbed heat transfer walls thermally connected to one or both sides of the separation wall, thereby increasing the thermal bond between the fluids and the separation wall by increasing the effective contact area between the fluids and the separation wall.

Предыдущее описание приведено для того, чтобы дать возможность обычному специалисту в данной области техники практически использовать различные аспекты, описанные здесь. В то время как выше было описано то, что считается наилучшим вариантом и/или другие примеры, понятно, что специалисту в данной области техники будут легко понятны различные модификации этих аспектов, и обобщенные принципы, приведенные здесь, могут быть применены к другим аспектам. Таким образом, притязания не должны ограничиваться аспектами, показанными здесь, но должны соответствовать полному объему, совпадающему с языком притязаний, где ссылка на элемент в единственном числе не должна означать «один и только один», если это не оговорено специально, но скорее «один или больше». Если специально не оговорено иное, термины «группа» и «некоторые» относится к одному или больше. Заголовки и подзаголовки при их наличии используются только для удобства и не ограничивают рамки описания.The previous description is given in order to enable an ordinary person skilled in the art to practically use the various aspects described herein. While what has been described as being considered the best option and / or other examples has been described above, it is understood that various modifications of these aspects will be readily apparent to those skilled in the art, and the general principles set forth herein may be applied to other aspects. Thus, the claims should not be limited to the aspects shown here, but should correspond to the full volume that matches the language of the claims, where the reference to the element in the singular should not mean "one and only one", unless otherwise specified, but rather "one or more". Unless expressly stated otherwise, the terms “group” and “some” refer to one or more. Headings and subheadings, if any, are used for convenience only and do not limit the scope of the description.

Понятно, что определенный порядок или иерархия этапов в описанных процессах являются иллюстрацией типовых подходов. Основываясь на предпочтениях конструкции можно понять, что определенный порядок или иерархия этапов в процессах могут быть трансформированы. Некоторые из этапов могут выполняться одновременно. Сопутствующий способ заявляет настоящие элементы различных этапов в порядке образца, что не означает, что он ограничивается представленным определенным порядком или иерархией.It is understood that a specific order or hierarchy of steps in the described processes is an illustration of typical approaches. Based on the design preferences, it can be understood that a certain order or hierarchy of stages in the processes can be transformed. Some of the steps can be performed simultaneously. The accompanying method claims the present elements of the various steps in the order of the sample, which does not mean that it is limited to the particular order or hierarchy presented.

Такие термины как «верх», «низ», «передняя сторона», «задняя сторона» и тому подобные, применяемые в этом описании, должны пониматься как относящиеся к произвольной системе координат, чем к обычной гравитационной системе координат. Так, верхняя поверхность, нижняя поверхность, передняя поверхность и задняя поверхность могут простираться вверх, вниз, по диагонали в гравитационной системе координат.Terms such as “top”, “bottom”, “front side”, “back side” and the like, used in this description, should be understood as referring to an arbitrary coordinate system than to the usual gravitational coordinate system. So, the upper surface, lower surface, front surface and rear surface can extend up, down, diagonally in the gravitational coordinate system.

Такая фраза как «аспект» не подразумевает, что такой аспект является присущим рассматриваемой технологии или что такой аспект приложим ко всем конфигурациям рассматриваемой технологии. Описание, относящееся к аспекту, может быть применено ко всем конфигурациям или к одной или больше конфигураций. Такая фраза как аспект может относиться к одному или больше аспектов и наоборот. Такая фраза как «конфигурация» не подразумевает, что такая конфигурация является присущей рассматриваемой технологии или что такая конфигурация прилагается ко всем конфигурациям рассматриваемой технологии. Описание, относящееся к конфигурации, может быть применено ко всем конфигурациям или к одной или больше конфигураций. Такая фраза как конфигурация, может относиться к одной или больше конфигураций, и наоборот.A phrase such as “aspect” does not imply that such an aspect is inherent in the technology in question or that such an aspect is applicable to all configurations of the technology in question. The description pertaining to the aspect can be applied to all configurations or to one or more configurations. A phrase such as an aspect may refer to one or more aspects and vice versa. Such a phrase as “configuration” does not imply that such a configuration is inherent in the technology in question or that such a configuration is attached to all configurations of the technology in question. The description related to the configuration can be applied to all configurations or to one or more configurations. A phrase such as a configuration may refer to one or more configurations, and vice versa.

Слово «типовой» используется здесь как означающее «служащий примером или иллюстрацией». Любой аспект конструкции, описанный здесь как «типовой», не обязательно должен рассматриваться как предпочтительный или улучшенный по сравнению с другими аспектами или конструкциями.The word "typical" is used here to mean "serving as an example or illustration." Any aspect of the construction described herein as “generic” need not be construed as preferred or improved over other aspects or constructions.

Все конструкционные и функциональные эквиваленты элементов различных аспектов, описанных в этом описании, которые известны или станут известны позднее любому специалисту в данной отрасли техники, определенно включены сюда в качестве ссылки и охватываются формулой изобретения. Кроме того, ничего из описанного здесь не предполагается предназначить опубликованию вне зависимости от того, является ли настоящее описание однозначно повторяемым в формуле изобретения. Никакой элемент формулы изобретения не должен толковаться согласно положениям 35 U.S.C §112, шестой параграф, если только элемент определенно не упоминается с использованием фразы «средство для» или, в случае притязания на способ, элемент не упоминается с использованием фразы «шаг для». Кроме того, в той степени, в которой термин «включает», «имеет» и тому подобное используется в описании или в формуле изобретения, такой термин предназначен быть включающим подобно тому, как термин «содержит» как «содержит» интерпретируется при использовании в качестве переходного слова в формуле изобретения. All structural and functional equivalents of elements of various aspects described herein that are known or will become known later to any person skilled in the art are expressly incorporated herein by reference and are encompassed by the claims. In addition, none of the described here is intended to be published, regardless of whether the present description is unambiguously repeated in the claims. No element of the claims shall be construed in accordance with the provisions of 35 U.S.C §112, sixth paragraph, unless the element is specifically mentioned using the phrase “means for” or, in the case of a claim to the method, the element is not mentioned using the phrase “step for”. In addition, to the extent that the term “includes,” “has,” and the like is used in the description or in the claims, such a term is intended to be included in the same way that the term “contains” as “contains” is interpreted when used as transition word in the claims.

Claims

1. A heat exchanger with secondary folding for transferring heat from a first fluid to a second fluid, comprising:

a plurality of heat exchange elements arranged radially around a central portion, each heat exchange element comprising

a folded sheet re-bent and having first edges interconnected at the first end and second edges interconnected at the second end to form an internal volume having an inlet line near the first end, an outlet line near the second end, said the folded sheet contains hollow ribs,

a flow divider located in the internal volume between the intake manifold and the exhaust manifold, the inner vertices of the hollow ribs in contact with the flow divider, and

a base element connected to each of the heat exchange elements and forming an input connecting the inlet pipe of each heat exchange element to the central section, and an output connecting the exhaust pipe of each heat exchange element to the central section.

2. The heat exchanger according to claim 1, wherein the first edges of the first heat exchange element of the heat exchange elements are made without being connected to the first edges of the adjacent second heat exchange element of the heat exchange elements.

3. The heat exchanger according to claim 1, wherein the openings between the hollow ribs form flow paths through the heat exchange elements.

4. The heat exchanger according to claim 1, wherein each heat exchanger element is spirally bent around a central portion.

5. The heat exchanger according to claim 1, wherein each heat exchanger element is substantially flat.

6. The heat exchanger according to claim 1, wherein the distance between adjacent heat exchange elements around the edge of the central portion is less than the distance between adjacent heat exchange elements on the outer edge of the heat exchanger.

7. The heat exchanger according to claim 1, wherein the secondary folding of each heat exchange element is opposite to the central portion.

8. The heat exchanger according to claim 1, in which the hollow ribs of the heat exchange element are crimped along the first edges and second edges to form the first flat edges and second flat edges, and

the first flat edges and the second flat edges are connected to form an internal volume.

9. The heat exchanger according to claim 8, in which the first and second flat edges are parallel and offset relative to the plane passing through the inner vertices of the hollow ribs.

10. The heat exchanger according to claim 1, in which the flow divider is removed from the first and second edges, the space in the internal volume between the flow divider and the first edges forms an inlet line and

the space inside the internal volume between the flow divider and the second edges forms the exhaust manifold.

11. The heat exchanger according to claim 10, in which the flow divider contains the first and second surfaces, which are made essentially flat and parallel to each other,

the inner vertices of the hollow ribs are essentially in constant contact with the flow divider along the length of the flow divider.

12. The heat exchanger according to claim 11, in which the hollow ribs and the flow divider form isolated passages from the intake manifold to the exhaust manifold for substantially the entire flow from the intake manifold to the exhaust manifold.

13. The method of transferring heat from the first fluid to the second fluid using a heat exchanger with secondary folding according to any one of paragraphs. 1-12, comprising the stages in which:

pass the first fluid through the inlet pipe formed by the first edges of the folded sheet of the heat exchange element, interconnected at the first end of the heat exchange element;

pass the first fluid through the internal volume of the heat exchange element having internal passages formed by the hollow ribs of the folded sheet, and a flow divider between the inlet pipe and the outlet pipe of the heat exchange element, the inner vertices of the hollow ribs being in contact with the flow divider;

passing the first fluid through an exhaust line formed by the second edges of the folded sheet, which are interconnected at the second end of the heat exchange element;

pass the second fluid through the spaces between the hollow ribs for heat transfer along the folded sheet between the first fluid and the second fluid.

14. The method according to p. 13, which further comprises transmitting the first fluid from the central portion of the plurality of heat exchange elements to the intake manifold.

15. The method according to p. 13, which further comprises transmitting the first fluid from the exhaust line to the Central section.

16. The method according to p. 14, which is carried out in a heat exchanger, each of a plurality of heat exchange elements of which is helically curved around a central part.

17. The method according to p. 14, which is carried out in a heat exchanger, each of the plurality of heat exchange elements of which is made essentially flat.

18. The method of claim 13, wherein the second fluid is passed axially through said spaces.

19. The method of claim 13, wherein the direction of flow of the first fluid through said interior space is opposite to the direction of flow of the second fluid through said spaces.

20. The method according to p. 13, which is carried out in a heat exchanger, the first edges of the first heat exchange element of which are made without connecting to the first edges of any other heat exchange element.