[发明专利]带有排放冷凝物的斜肋的热风空调、换热器、建筑和方法

说明书

相关的专利申请

本非临时性的发明专利申请要求并引用结合以下美国临时专利申请的优先权：申请序列号为61/098,523，申请日为2008年9月19日，名称为带有用于排放冷凝物的倾斜肋片的热风空调(HVAC)装置、热交换器和方法；申请序列号为61/174,369，申请日为2009年4月30日，名称为带有用于改善气流的倾斜肋片的热风空调装置、热交换器和方法。它们都有着同样的两个发明人：Allan J.Reifel和Russell W.Hoeffken。

技术领域

本发明涉及空调装置、热泵和热交换器，其包括有用于建筑物的空调装置和热泵中的的热交换器，以及热交换器、空调装置和热泵的制造方法，和含有上述设备的建筑物。

背景技术

热交换器已在一段时间内应用于将热量从较热的流体传递给较冷的流体，其包括有对供给人居空间的空气进行冷却、加热(或两者兼有)的空调装置和热风空调装置，所述的人居空间可以是建筑物、车辆或类似物之内。在空调装置和热泵中，热交换器已经被用作蒸发器和冷凝器，例如，在制冷剂和空气之间传递热量。在许多热交换器中，联箱管被用作工作流体的管道，该工作流体可以是一种液体、气体或是由它们组合而成的制冷剂。较小的管子延伸于联箱管之间，这些较小的管子被固定在这些较小的管子外部的肋片上，例如用于增强与空气之间的热传递。

现有技术中，微通道热交换器特别应用于不需要考虑来自于空气中的凝结水和热交换器的结冰的情况。微通道热交换器通常在延伸于联箱管之间的较小的管子内部带有多个小的毗邻的通道，并且将肋片固定在这些“多管”上，例如，可以固定在这些多管之间。举例来说，微通道热交换器作为冷凝器已经成功地应用于非热泵式的空调装置。进一步地，微通道热交换器应用于不需要考虑凝结的情况时是效率高的和具有成本高效的。

由于与传统的管肋式盘管相比具有优异的性能和成本效益，微通道盘管设计日益应用于例如住宅和商业空调冷凝器盘管。然而迄今，微通道盘管设计只成功地应用于不需要处理冷凝水的空调冷凝器盘管。微通道盘管不能有效地排放冷凝物使它们不能应用于蒸发器盘管和在制热方式运行中作为蒸发器使用的热泵的冷凝器盘管。

在现有技术的应用于空调系统的微通道热交换器中，其联箱管通常在该装置中热交换器的侧面呈竖直方向布置，其多管呈水平方向布置。在那些制冷剂温度高于空气且空气中湿气的凝结不需要被考虑的地方，这种结构的冷凝器工作良好。但是在过去，微通道热交换器不太适合作为蒸发器使用，因为蒸发器上形成的冷凝水趋向于保留在肋片、多管或这两者之上。至少在某些情况下，这一冷凝作用可能会结冰，阻塞气流通道。结果，尽管存在不利因素，除微通道热交换器之外的其他类型的热交换器被用作空调装置中的蒸发器和在热泵的任一种运行方式(即加热或制冷)中起蒸发器作用的热交换器。

在典型的微通道盘管的构造中，肋片是通过将条状材料被折叠成手风琴状而形成的，并且以与该通道呈直角的方式而钢焊于微通道之间，与微通道之中通道排平行。这些肋片将热量传递给，或者接受热量于以直角方向流向微通道的气流。虽然微通道热交换器作为干盘管时性能良好，但是当潮湿时由于它们倾向于将凝结物“保持”在原地因而不利于凝结物的排放。在热泵中这个问题会恶化，热泵需要定期除霜和排水以防止结冰。

对于微通道热交换器存在以下需求、潜在的利益或改进：例如，它们适合在热风空调系统或装置中作为蒸发器使用。进一步，对于微通道热交换器存在以下需求、潜在的利益或改进：举例来说，它们能够更有效地清除冷凝、防止结冰或者两者兼有之。对于微通道热交换器存在以下需求、潜在的利益或改进：举例来说，它们要便宜、容易制造、容易安装、使用可靠、寿命长或者上述优点的组合。此外，对于带有能够作为蒸发器使用的微通道热交换器的空调装置和热泵存在以下需求、潜在的利益或改进：不仅建筑物内要装有这些装置，还要求这些装置能够以一种改进的方式来排放冷凝水。进一步，还存在有该微通道热交换器的制造方法和在热风空调装置中将微通道热交换器作为蒸发器使用的需求、潜在的利益或改进要求。

此外，热交换器应用于和适用于当接近或离开热交换器的主气流方向不与热交换器中肋片相平行时的地方，或者接近或离开热交换器的主气流方向不与贯通多管的通道行列相垂直的地方。例如暖通空调的应用中，肋片与热交换器垂直，但热交换器不与接近或离开热交换器的主气流方向垂直。