[发明专利]使用升高的热交换器压降的具有高体积热通量的紧凑流体加热系统

说明书

一种流体加热系统，其包括：压力容器；组件，所述组件包括：热交换器芯，所述热交换器芯包括第二入口和第二出口；第一管道，所述第一管道具有连接到所述热交换器芯的所述第二入口的第一端以及设置在所述压力容器外部的第二端；第二管道，所述第二管道具有连接到所述热交换器芯的所述第二出口的第一端以及设置在所述压力容器外部的第二端；以及鼓风机，所述鼓风机与所述第一管道的所述第一端流体连接，其中所述流体加热系统满足以下条件：所述第一管道的所述第一端与所述第二管道的所述第一端之间的体积热通量在45kW/m2与300kW/m2之间，并且其中所述第一管道与所述第二管道之间的压降在3千帕与30千帕之间。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年12月9日提交的美国临时专利申请序列号62,264,934的优先权，所述专利申请以引用的方式整体并入本文。

背景技术

技术领域

本申请涉及一种具有增强的热交换器体积热通量(bulk heat flux)的紧凑流体加热系统。

相关技术描述

使用流体加热系统来为各种商业、工业和家庭应用(诸如像循环加热锅炉、蒸汽锅炉和热流体锅炉)提供加热的生产流体。由于希望改进能量效率、紧凑性、可靠性和成本降低，因此仍存在对改进的流体加热系统以及其改进的制造方法的需要。

发明内容

提供一种流体加热系统，其包括：压力容器，所述压力容器包括第一入口和第一出口以及内部和外部；组件，所述组件包括：热交换器芯，所述热交换器芯包括第二入口和第二出口，以及内表面和外表面，其中所述热交换器芯在所述压力容器内部；第一管道，所述第一管道具有连接到所述热交换器芯的所述第二入口的第一端以及设置在所述压力容器外部的第二端；第二管道，所述第二管道具有连接到所述热交换器芯的所述第二出口的第一端以及设置在所述压力容器外部的第二端；鼓风机，所述鼓风机与所述第一管道流体连接，所述鼓风机被配置用于在压力下迫使气体穿过所述组件；其中所述热交换器芯还包括在所述第二入口与所述第二出口之间的流动通道，其中所述流动通道被配置来容纳热传递流体；其中所述流体加热系统满足以下条件：所述第一管道的所述第一端与所述第二导管的所述第一端之间的体积热通量在45kW/m²与300kW/m²之间，其中所述体积热通量通过将总输出量除以总加热表面积来确定，其中所述总输出量根据2007年第6版AHRI BTS-2000测试标准第11.1.12节来确定，并且所述总加热表面积通过对直接暴露于热传递流体的所有热传递表面求和来计算，并且其中所述第一管道的所述第一端与所述第二管道的所述第一端之间的压降在3千帕与30千帕之间。

还提供一种热传递的方法，所述方法包括：提供流体加热系统，所述流体加热系统包括：压力容器，所述压力容器包括内部和外部以及第一入口和第一出口；热交换器芯，所述热交换器芯包括第二入口和第二出口，其中所述热交换器芯在所述压力容器内部；第一管道，所述第一管道具有连接到所述热交换器芯的所述第二入口的第一端以及设置在所述压力容器外部的第二端；第二管道，所述第二管道具有连接到所述热交换器芯的所述第二出口的第一端以及设置在所述压力容器外部的第二端；鼓风机，所述鼓风机设置在所述第一管道中；以及在所述热交换器芯中设置热传递流体并在所述压力容器的内部与所述热交换器芯之间设置生产流体，以便将热量从所述热传递流体传递到所述生产流体，其中所述流体加热系统在所述第一管道的所述第一端与所述第二管道的所述第一端之间的体积热通量在45kW/m2与300kW/m2之间，其中体积热通量通过将总输出量除以总加热表面积来确定，其中所述总输出量根据2007年第6版AHRI BTS-2000测试标准第11.1.12节来确定，并且所述总加热表面积通过对直接暴露于热传递流体的所有热传递表面求和来计算，并且其中所述第一管道的所述第一端与所述第二管道的所述第一端之间的压降在3千帕与30千帕之间。