[发明专利]用于低温的热交换器

说明书

本发明设计一种用于从低温能源恢复能量的热交换器。例如，水道，污水水库，以及类似的。

有了热泵的辅助，即使热能处于低温，例如地表的温度或者水库的温度，也能被利用。其他的大型水团，例如污水水库，能够被使用作为能源。在这一点上，术语低温指的大约为+0.5℃…+10℃。使用热泵所制的能量常常被用于加热或制造家用热水。热泵也能被用于冷却，热量从被冷却的物体，例如公寓大楼，被转移到一低温的物体上。为了采集热能，一采集回路被置于地面或者水库，并且被直接连接至热泵或者被连接穿过热泵，这样改热交换器的次级回路的热交换介质循环于采集回路且热泵工作热交换介质于主级回路。

本发明涉及一种工作与低温的热交器，其一种应用为能量采集和/或冷却系统，基于热泵。在此应用中，例如，金属管热交换器能够被使用。用于金属热交换器的通常的制造金属为耐酸的(HST)或者不锈的(RST)的钢铁或铜。在金属热交换器中，该应用限制被使用的金属以及金属合金的选择且管的直径也常常较小，小于30mm。鉴于较小的管尺寸以及曲折的结构，它们很难被清理。有效的可持续的金属材料常常很昂贵。对于这些理由，金属热交换器的持续费用很高。

WO201167457公开了一种热交换器，其中一种大的直径的管能够由中空的管道轮廓所形成。其中，一种热交换介质被回路于该管横截面的内孔中，同时另一种介质能够流入由该横截面形成的更大的管中。可选的，两个共轴管螺旋被使用，其相互具有一段距离被放置，从而该热转换介质也能够被循环于共轴螺旋之间。在此解决方式中，一个问题是该管横剖面的耐压性，其约束了其在该应用的使用，其中压位差极大。

中国的实用新型CN2715090公开了一种热交换器，其中螺旋形的热交换器被应用。

已知多种不同的热交换结构。不同的结构具有他们的优势以及薄弱处，但是对于低温操作热交换器的一特别的问题为小的热交换表面区域，当温差小的时候其重要性得以放大。在热交换器的直径增加，次级回路的流阻极大的增加，其显著的限制了热交换器的长度。热交换器原件易脏，且，当使用不同的回路时，每个回路需要单独被调整。在管状热交换器中，其常有一圆柱形的管状体，一管道集被纵向设定其中，其包括数个小的管道。这样结构的例子于公开US3426841以及DE102010000421中。特别是在长热交换器中，管道集在环形外管道中的安装困难且维修与修复管道机器费工，或者甚至不可能。在低温时，冰冻常常成为一个问题。病封堵热交换器并且组织热能转换且能够破坏其结构。

如果多种材料被使用于结构中，热膨胀的问题涉及，例如，钢-塑料结构，由于不同的热膨胀系数。

本发明意在制造一种比之前的在低温介质间的能量传递更加成熟的热交换器。

本发明实施例的一个目的是创造一种热交换器，其能够完全由塑料制造。

本发明实施例的该目的是创造一种热交换器，其容易制造与维护。

本实施例的该目的是创造一种热交换器，其容易保持干净。

进一步，本发明实施例的该目的是创造一种热交换器，其具有良好的热传导能力。

本发明基于由平面薄板，尤其成型板，所制造的热交换器的盒体形成的本体以及被置于本体至少一侧的开口，其尺寸足够大以至少一管道集形成一热交换器回路以设定于本体盒体内贯穿开口。一可打开的或固定的盖子被设置以覆盖该开口。

根据本发明的一实施例，至少本体以及板管轮廓由聚烯烃所制，例如聚乙烯或者聚丙烯。

根据本发明的一实施例，轮廓板由空腔轮廓所制作。此空腔轮廓板的空腔能能够至少部分被填入填充物，例如，一绝热物质或者以比水重的物质。

根据本发明的一实施例，一加固物被设定于该热交换器的本体的至少一侧。

根据本发明的一实施例，该热交换器的本体包括一底部板，其至少在一个方向比由本体形成的盒体宽。

根据本发明的一实施例，热传导回路的至少一管道集包括至少两个由平行管道排包含细长的管道摄于互相的顶部，其互相的顶部上的管道被可选的连接于它们的末端，为了形成一液体通道。

根据本发明的一实施例，平行管道排被连接至两个歧管，管道排的液体循环被设置以穿过这两个歧管。

根据本发明的一实施例，该歧管被置于管道集的每一端。

更具体的，根据本发明的热交换器特征在本发明独立权利要求的特征部分中阐述。

本发明的优选实施例被描述于从属权利要求。

可考虑到的优势在本发明实施例的应用的辅助下得到。