專利名稱：一種高效節(jié)能熱交換器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于熱交換器。
背景技術：
熱交換器在醫(yī)藥、化工、印染、機電、日常生活等各個方面都有廣泛應 用。如何提高熱交換器的換熱效率、減小體積、減少換熱能耗以及減少換熱劑用量就成為新 型熱交換器設計的主要目標。

發(fā)明內容
使熱交換器不增加體積的情況下增大熱交換面積，或在熱交換面積不 變的情況下減小體積，同時減少熱交換劑用量，從而減小循環(huán)泵或散熱風扇電機的功率，起 到提高熱交換器效率、減少能耗的作用。


圖1是圓柱形雙壁空心管串聯的熱交換器。圖2、圖3、圖4分別是沿徑 向橫切的梅花形、正六邊形、圓形的雙壁空心管。圖5是內壁帶可拆卸翅片的雙壁空心管徑 向橫切面。圖6是從雙壁空心管取出的可拆卸翅片徑向橫切面。圖7是外壁帶可拆卸翅片 的雙壁空心管徑向橫切面。
具體實施例方式把兩個同樣長度、直徑不同的空心管套在一起，并使管壁兩端與管 壁之間密閉，形成有環(huán)形密閉空間的雙壁空心管〔以下簡稱雙壁空心管〕。在其外壁兩端接 入連通環(huán)形密閉空間的管，以便流體能進入環(huán)形密閉空間循環(huán)。這種帶環(huán)形密閉空間的雙 壁空心管可多個串聯、并聯或混聯，也可為任意形狀。這種雙壁空心管與形狀及外徑相同的柱形熱交換器相比熱交換面積最大可增加 70 %，甚至更高，同時雙壁空心管的容積也可最多減小70 %或更多，也就是熱交換劑可減少 相應的用量。由于流過相同熱交換面積的換熱劑的量更小，因此熱交換器的進出口溫差更 大，即熱交換效率更高，這樣就可用較小功率的循環(huán)泵或散熱風扇電機實現相同的熱交換 目的，達到減少能耗和節(jié)約資源的效果。為了增強熱交換能能力，雙壁空心管的內外壁可增加翅片。雙壁空心管的內可拆 卸翅片可以一定角度固定在中心的小直徑空心管、實心細棒或一組圓環(huán)上，且翅片外徑大 于雙壁空心管的內徑〔圖6〕。將內可拆卸翅片插入雙壁空心管的內壁前，先使各個翅片彎 曲而小于雙壁空心管內徑，插入后恢復翅片原形狀，利用翅片彈性固定在雙壁空心管內壁 上。外可拆卸翅片固定在兩組相同規(guī)格的半圓環(huán)的內側，形成兩組半圓形翅片組，半圓環(huán)兩 端有搭扣，搭扣搭好后兩組翅片形成空心圓柱形，空心翅片內徑小于雙壁空心管外徑。與內 翅片相同，安裝兩組外翅片時，將翅片彎曲，使兩組翅片組成的空心圓柱內徑小于雙壁空心 管外徑，扣好半圓環(huán)兩端搭扣后，恢復翅片原狀，通過翅片彈性將翅片固定在雙壁空心管外 壁上(圖7)。內外翅片的長度與雙壁空心管長度相應。采用可拆卸翅片的主要好處是隨時根據熱交換器的清潔情況對其進行灰塵清 理，時刻使其保持最佳的熱交換效率，這對高塵的環(huán)境尤為重要。對于圖1的熱交換器，假設其為普通的圓柱狀熱交換器，并忽略其壁面厚度，當直 徑為5厘米，高度為100厘米，那么8根管的總換熱面積為12560平方厘米，內部容積為 15700立方厘米；同樣的外部形狀尺寸，并忽略其壁面厚度，當采用圓柱雙壁空心管時，即 外壁直徑5厘米，高度為100厘米，而內壁直徑為4厘米時，8根管的總換熱面積為外壁面 積12560平方厘米+內壁面積10048平方厘米=22608平方厘米，內部容積為外部總容積15700立方厘米-內部空心體積10048立方厘米=5652立方厘米。由此可見，在外部形狀 及尺寸相同時，采用雙壁空心管熱交換面積可增加80%，容積減小64%。熱交換面積的增 加和容積的減小是由雙壁空心管的內外徑差決定的，同時也受限于應用環(huán)境。用以上的數 據為基礎，對于圖1的熱交換器來說，要達到8根普通圓柱狀熱交換器的換熱面積，用同樣 外部形狀與尺寸的雙壁空心管只用約4. 5根，這時容積只相當于其約20%，即換熱劑用量 減少約80%。這種熱交換器如果用于樓宇取暖系統(tǒng)的散熱器，則可大量減少循環(huán)水，減小循環(huán) 泵功率及電機功率，起到節(jié)約電能的作用；用較少的燃煤使循環(huán)水達到所需的溫度，起到節(jié) 省燃煤的作用。如果用于空調散熱器，在不減小外部體積的情況下，可大幅增加散熱面積，因而用 較小的散熱風扇及小功率散熱風扇電機從其底部吹風，從而節(jié)省電能，同時減少制冷劑用 量，減小循環(huán)泵功率，使空調整體能效提高；如果散熱面積不變，制冷劑用量大幅減少，體積 減小、重量減輕。如果用圖1的散熱器幾組并列代替間壁式熱交換器的內芯，可減小熱交換器體 積，或增大單位體積熱交換面積，提高效率，用于熱交換或回收余熱，如用于“冷卻式絕熱發(fā) 動機的工作方法及裝置”的余熱吸收，大幅提高發(fā)動機效率等方面。對于不同的形狀的雙壁空心管有不同的特性，也有不同的適用范圍。圓柱形雙壁 空心管承壓能力較強，適用于循環(huán)液體壓力較大的環(huán)境，而梅花、帶褶皺或其他異形雙壁空 心管承壓能力較弱，適用于循環(huán)液體壓力較小、熱交換面積較大的環(huán)境。
權利要求
一種高能效熱交換器，由熱交換面及其組成的密閉空間組成，可多個串聯、并聯或混聯，其特征在于把兩個長度相同、直徑不同的空心管套在一起，并使其兩端與兩壁之間密閉，形成有環(huán)形密閉空間的雙壁空心管〔以下簡稱雙壁空心管〕，在其外壁兩端接入連通環(huán)形密閉空間的管，以便流體能進入環(huán)形密閉空間循環(huán)。
2.根據權利要求1，雙壁空心管內外壁空間都可采用可拆卸翅片，并利用翅片自身的 彈性固定在雙壁空心管上。
全文摘要
一種高能效熱交換器，通過把兩個長度相同、直徑不同的空心管套在一起并密閉，形成帶有環(huán)形密閉空間的雙壁空心管，這樣既增加了熱交換面積，又減小其內部容積，起到減少換熱能耗、提高換熱效率的作用。另外，這種雙壁空心管的內外壁都可采用可拆卸翅片，以便在高塵、高附著的環(huán)境中方便。
文檔編號F28D1/04GK101818996SQ20101014885
公開日2010年9月1日 申請日期2010年3月17日 優(yōu)先權日2010年3月17日
發(fā)明者夏賢 申請人:夏賢