[发明专利]改进的热交换装置

说明书

相关申请

本申请请求享有于2014年10月10日申请的美国临时申请62/062,539号的 权益，因此，该美国临时申请的全部内容通过引用方式被组合在本申请中。

技术领域

本发明总体上涉及改进的间接热交换器，例如，闭路流体冷却器、流体加 热器、冷凝器、蒸发器、蓄热系统、空气冷却器或空气加热器。更具体而言， 本发明涉及一种管束，其中，在管束的回转弯部处保持均匀的管间距，这样易 于回路组装、盘管拆除、易于制造、可减少生产成本，产生更高质量的热浸镀 锌工艺并提供能容许制造变化问题(如，可变管回路长度以及可变回转弯曲角 度)的更坚固的设计结构。均匀的回转弯部间距也减少了与现有的设计结构(其 由于间距不均匀的回转弯部而引起的有阴影的管而具有湿/干区域)相关的结垢 问题。均匀的回转弯部间距有利于更好地进行检修且能接近回转弯曲区域中的 管件，保持空气绕管的均匀流通，促进更佳地管式加湿回转弯部区域，最终促 进热交换盘管质量更高，使单位热容量更高。

这种间接热交换器也可与直接热交换器组合使用，通常由一系列蛇形管段 组成，每个管段设置有盘管回路。当盘管回路配置的回转弯部的现有设计结构 具有两个大致为90度的弯曲角且这两个弯曲角被通常大于2英寸的直管段分离 时，回转弯部可浮动并不均匀地叠置，这会在回转弯部区域产生不均匀的管间 距。这种情况在管束被热浸镀锌之后会变得更严重。当两个大致为90度的弯部 之间的距离更长时，在回转端处不均匀地间隔开的盘管回路的自由度变得更差。

根据本发明，各种不同的盘管几何结构是可能的，这些几何结构包括但不 局限于双蛇形盘管、四重盘管、六重盘管和八重盘管。所有这种配置都受益于 盘管的回转弯部的改进设计结构。

在双蛇形盘管的几何结构中，顶部管和底部管成对地从盘管集管伸出，它 们在不同高度处偏置。可以有任意组回路穿过集管，但是双蛇形设计结构同时 提供两个回路，即，顶部回路和底部回路。例如，具有44条回路的盘管具有22 组双蛇形供管，可具有任何数量的往复通路，但通常具有2到20个通路。例如， 在顶部集管和底部集管之间具有12条通路的盘管具有11个回转弯部。在盘管 的每个回转弯部端处，当使用一个大约为180的弯部时，这些回路在一个交叉 点处交叉，由于它们紧密接近，因此这些通常不是问题。但是，当管段被隔开 一定距离时，即，两个大致90度的弯部被直管段分离时，顶部回路和底部回路 之间会存在一个交叉点，希望回转弯部在这两个90度弯部之间的管部分的整个 长度范围上接触，以便于在盘管两侧均匀间距保持在回转弯部处。然而实际上， 当盘管回路被组装和拆除(这要求保持盘管的设计结构宽度)时，回转弯部处 的管，尤其是被直管段分离的这些管段，将由于制造变化而具有一定自由度， 不保持均匀间距。为了补救这种状况，在优选的实施例中，一个回路被设计成 使得其稍微欠弯(under-break)(相较于90度而言)，有目的地具有100度左右 的弯曲角。为了实现此种效果，在通常为2英寸或更长的直管段部分之后，回 路中的下一弯部将从90度过弯(over-break)成大致80度，使得两个角度总计 大约为180度弯角。如果管是倾斜的(这在本行业是公知的)，那么这两个弯部 (一个稍微过弯，一个稍微欠弯)的角度总计将稍大于180度。本发明的回转弯 部回路设计结构允许在回转弯部区域具有三个有限的接触点，这样可以可靠方 式锁定回转弯部，使得盘管的回转弯部保持均匀间距。该优选实施例的独特特 征是，管回路可翻转，使得每个盘管仅具有一个回路结构，仅通过在盘管被叠 置之前在相对方向上翻转回路，可保持这种三点接触。

背景技术

除了这些实施例涉及所使用的任何类型的热交换器以外，诱导通风减强制 通风、皮带驱动、齿轮驱动或直接驱动类型的风机系统可与所提供的所有实施 例一起使用。轴向式风机、离心式风机或其他类型的风机可与所提供的所有实 施例一起使用。管的类型、管的材料、管径、管的形状(无论是有翅片或没有 翅片)、管通道的数量、回转弯部的数量、竖向间距的增加量都可与所提供的所 有实施例一起使用。如果间接式盘管采用直接热交换介质，如专利申请 13/833788、13833971和62/061894中指出的那样，无论是有效逆流填充、污染 水应用填充，还是任何物质填充类型的填充，都可与所提供的所有实施例一起 使用。