[发明专利]多管热交换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在系统中进行热交换或热回收的热交换器，该系统例如可以是制冷或热泵系统，本发明尤其涉及一种在这种系统中的冷凝器或蒸发器。

背景技术

许多软饮料分配器和陈列冷柜在它们的制冷系统中使用钢制热交换器作为冷凝器单元。钢制热交换器一般通过由钢管和钢板材料或钢丝制成的两块式结构(two piece construction)制造，其通过机械固定手段或点焊彼此连接，然后最终定形成所需形状(见后面的描述)。管板式热交换器例如在美国专利No.7,140,25中已经是公知的。

然而，钢制热交换器或冷凝器的热容量受两个主要因素限制，所述两个主要因素也就是：热传导性和在管和板/丝之间的物理连接(通常是间断焊接)——其减少能量传递并且表现出热流瓶颈。此外，即使像这样的钢材料比在热交换器中使用的其它金属便宜，由于制造步骤的数量较多，使其制造费用相对较高。

从US 4,852,233和US 5,729,995中进一步可以了解到不同类型的铝的挤制扁平多端口(多孔)管式热交换器，其中管折叠成平行管回路，形成在一端具有进口并且在另一端具有出口、用于流体循环的矩形热交换器“组”。这些已知的挤制多管式解决方案的缺点是：需要使用端部集管以在每一端部将各端口相互连接，这意味着需要额外地增大制造和组装的费用。此外，由于不良的流体循环，使传热效率降低。

其它金属的热交换器和冷凝器也是已知的，所述其它金属特别是铜，但是这些金属没有广泛使用，一部分原因是由于材料费和制造费较高。

发明内容

本发明提供一种热交换器，特别地是用于制冷系统的冷凝器，其制造简单便宜并且具有高的热效率。

本发明的特点通过在所附的独立权利要求1中限定的特征进行说明。

本发明的最佳实施例在独立权利要求2-5中进一步限定。

附图说明

下面通过例子并且参照附图进一步描述本发明的细节，图中：

图1示出一种普遍已知的制冷系统的部分立体图，其包括压缩机和具有连接管的钢制冷凝器，

图2示出弯曲之前的传统钢制冷凝器的管和板元件的立体图，

图3示出图2所示的相同的元件弯曲后的状态，而

图4示出根据本发明制成的热交换器的挤制型多端口(多通道或孔)元件的立体图，

图5以较大比例示出图4所示的挤制元件的横截面，

图6示出挤制元件弯曲成它的最终形状以形成根据本发明的热交换器状态。

具体实施方式

如上所述，图1示出一种普遍已知的用于饮料分配器或陈列冷柜单元的制冷系统的部分立体图。该图没有示出完整的制冷系统，只示出了压缩机1和钢制冷凝器2，以及用于这种系统的一些连接管。图1中所示的是具有用于改善传热的丝网的钢管式冷凝器。此外，这种钢制热交换器构造成两块式结构，其由通过点焊在一起的钢管和钢丝网或金属板制成。

图2和3示出基于钢管和钢板元件的已知的钢制热交换器或冷凝器的例子，其中钢管3首先弯曲成蛇形，以使得进口4和出口端5在同一侧，并且金属板6与管3被点焊在一起。在两个钢部分3、6连接在一起后，对冷凝器元件进行喷漆，用于额外的腐蚀保护，并且如图2所示，通过将点焊的管和板弯曲成蛇形或正方形而最终形成冷凝器。

然而，钢制冷凝器的热容量由上面提到的两个主要因素所限制，所述两个主要因素也就是：钢的热传导性——其为43w/m k；以及在管和板/丝之间的物理连接(点焊焊接)——其表现出热流瓶颈。

图4-6示出根据本发明的热交换器10(特别参见图6——成品)。更精确地，图4示出用以制成根据本发明的热交换器的多端口铝挤制件8，并且图5以较大比例示出这种挤制件的横截面。它的最初形状是纵向挤制元件或条8，其形成为扁平“板”11，具有相互连接的端口或孔/通道9。

当生产热交换器10时，如图4和5所示的挤制件8从中间部分弯曲、并且向外形成迂回曲折的平行回路，并且最后形成如图6所示的矩形热交换器“组”。进一步如图6所示，挤制件的两个端部被弯曲以使得这些端部彼此面对、并且以错开一个端口或孔9的方式相连接。该连接优选地这样实现：在挤制元件8的各端部的彼此面对的端口或孔9之间插入并且钎焊小的连接管12，由此产生单螺旋回路单元，该单螺旋回路单元具有进口端口和出口端口，所述进口端口和出口端口分别为15和16，优选地具有固定到所述进口端口和出口端口的管连接器13、14。连接管12和进口/出口连接器13、14可以是由任何合适的材料制成的，例如由铝或铜制成的。