專利名稱：一種熱交換系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種熱交換系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前市場(chǎng)上存在多種形式的換熱器，如螺旋板式換熱器、波紋管換熱器、列管換熱器、板式換熱器、螺旋板換熱器、管殼式換熱器、容積式換熱器、浮頭式換熱器、管式換熱器、熱管換熱器等等。毛細(xì)管作為換熱媒介，可以在上述很多換熱器中使用，雖然毛細(xì)管換熱器仍然并非市場(chǎng)主流產(chǎn)品，但是由于其在換熱面積和要求空間的優(yōu)勢(shì)，使毛細(xì)管換熱器越來越得到人們的重視。 現(xiàn)有的毛細(xì)管的排列方式一般有環(huán)狀排列、平面排列和螺旋狀排列幾種，其中采用螺旋狀毛細(xì)管的熱交換系統(tǒng)對(duì)房屋或建筑物內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)提供很大幫助，因此螺旋狀毛細(xì)管是目前用的比較多的類型。但是，現(xiàn)有的螺旋狀毛細(xì)管換熱器存在下列缺點(diǎn)當(dāng)次級(jí)物質(zhì)軸向平行的通過螺旋狀排列的毛細(xì)管時(shí)，由于要經(jīng)過毛細(xì)管外的金屬板而使換熱受限制。為了解決次級(jí)物質(zhì)軸向傳熱的問題，在采用有初級(jí)物質(zhì)流過的毛細(xì)管結(jié)構(gòu)中，通常采用對(duì)流導(dǎo)向設(shè)備來控制物質(zhì)流的對(duì)流。由于增加了流動(dòng)的通道，使得毛細(xì)管中的壓力減少。但是對(duì)流導(dǎo)向設(shè)備的采用，使得整個(gè)熱交換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，并且由于外部導(dǎo)入的次級(jí)物質(zhì)的溫度和通過熱傳導(dǎo)橫截面的溫度各不相同，對(duì)出口管道將產(chǎn)生不良影響，使得各出口管道的溫度各不相同，出口流程不恒定。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、換熱性能好的熱交換系統(tǒng)。 解決本實(shí)用新型技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該熱交換系統(tǒng)包括有供初級(jí)物質(zhì)流通的多根換熱用毛細(xì)管，所述多根毛細(xì)管組成一個(gè)沿軸向延伸的柱狀結(jié)構(gòu)，該柱狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部還設(shè)置有供次級(jí)物質(zhì)流通的內(nèi)部管道。 本實(shí)用新型中毛細(xì)管的垂直排列使得次級(jí)物質(zhì)流的傳輸成為可能，利用熱力學(xué)物
質(zhì)密度不同的原理，次級(jí)物質(zhì)流能夠通過對(duì)流方式流經(jīng)軸向平行排列的多根毛細(xì)管。這種
柱狀結(jié)構(gòu)使得整個(gè)熱交換系統(tǒng)緊密排列，從而擴(kuò)大了熱交換的面積，同時(shí)安裝方便。 所述柱狀結(jié)構(gòu)可以為圓柱狀結(jié)構(gòu)或棱柱狀結(jié)構(gòu)，也可以為其他形式的結(jié)構(gòu)，優(yōu)選
為圓柱狀結(jié)構(gòu)。 所述柱狀結(jié)構(gòu)可包括多根沿軸向排列的螺旋狀毛細(xì)管以及分別供初級(jí)物質(zhì)流入和流出的兩公管道，所述兩公管道沿柱狀結(jié)構(gòu)的軸向設(shè)置，各螺旋狀毛細(xì)管的內(nèi)側(cè)端口與其中一公管道連通，其外側(cè)端口與另一公管道連通。兩公管道與各螺旋狀毛細(xì)管在軸向處連接，類似分流器和集流器的設(shè)置。 優(yōu)選的是，所述內(nèi)部管道設(shè)于各螺旋狀毛細(xì)管的軸心處，內(nèi)部管道上開有通風(fēng)孔。內(nèi)部管道既可以用于支撐各毛細(xì)管，又可使次級(jí)物質(zhì)流通過其上的通風(fēng)孔沿整個(gè)熱交換系統(tǒng)徑向流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)并控制次級(jí)物質(zhì)流在螺旋狀毛細(xì)管中的滲透。 所述兩公管道分別為初級(jí)物質(zhì)流入管和初級(jí)物質(zhì)流出管，所述初級(jí)物質(zhì)流入管設(shè)于各螺旋狀毛細(xì)管內(nèi)側(cè)端口處，所述初級(jí)物質(zhì)流出管設(shè)于各螺旋狀毛細(xì)管的外側(cè)端口處。[0011] 所述柱狀結(jié)構(gòu)內(nèi)還可設(shè)有分隔元件，所述分隔元件設(shè)于各螺旋狀毛細(xì)管的徑向，分隔元件用于固定每相鄰兩道螺旋狀毛細(xì)管的螺距。 優(yōu)選的是，所述分隔元件的形狀為條形板狀，其長(zhǎng)度沿柱狀結(jié)構(gòu)軸向延伸，分隔元件沿各螺旋狀毛細(xì)管圓周的四個(gè)位置勻布有四塊，其上分布有與各螺旋狀毛細(xì)管的位置相對(duì)應(yīng)的固定孔，所述固定孔的大小與螺旋狀毛細(xì)管的管徑大小相適應(yīng)。這種結(jié)構(gòu)的分隔元件可使前后兩個(gè)螺旋狀毛細(xì)管之間的間距一定，使同一螺旋狀毛細(xì)管中相鄰兩道毛細(xì)管之間的間距一致，以利于均勻傳熱。 所述分隔元件可采用金屬或塑料材料制成，各毛細(xì)管采用塑料制成。[0014] 考慮到熱交換管內(nèi)的沿程阻力及局部阻力損失，采用上述結(jié)構(gòu)的分隔元件可以保證通過各螺旋狀毛細(xì)管的壓力，使得熱交換系統(tǒng)的出口溫度相同，出口流量恒定；分隔元件的設(shè)定還可使出口處的次級(jí)物質(zhì)低速均衡流動(dòng)，整個(gè)熱交換系統(tǒng)運(yùn)行安靜，噪音??；另外，分隔元件同時(shí)也對(duì)各螺旋狀毛細(xì)管提供支撐和固定。 沿柱狀結(jié)構(gòu)軸向排列的相鄰兩螺旋狀毛細(xì)管之間的間距為60mm，每個(gè)螺旋狀毛細(xì)管中相鄰兩道螺旋狀毛細(xì)管的螺距d為20mm，所述分隔元件的厚度H為lmm，分隔元件上分別與每相鄰兩根螺旋狀毛細(xì)管對(duì)應(yīng)的兩固定孔之間的間距L為60mm，分別與每相鄰兩道螺旋狀毛細(xì)管對(duì)應(yīng)的兩固定孔之間的間距D為20mm。將分隔元件的厚度H設(shè)置得比較薄，以避免其妨礙次級(jí)物質(zhì)流的對(duì)流熱傳導(dǎo)。 所述柱狀結(jié)構(gòu)上可包覆有外殼，外殼安裝在水平或垂直方向的室內(nèi)墻面通風(fēng)口內(nèi)，其形狀與通風(fēng)口的形狀相適應(yīng)。因此外殼形狀可采用棱柱形或圓柱形。優(yōu)選外殼上開有風(fēng)口。次級(jí)物質(zhì)從內(nèi)部管道中進(jìn)入，最后從外殼上的風(fēng)口中輸出，通過外殼的緩滯作用，次級(jí)物質(zhì)可達(dá)到與初級(jí)物質(zhì)相近的溫度。 所述柱狀結(jié)構(gòu)的兩端部可各設(shè)有一塊底板，所述底板上有中心孔。 本使用新型熱交換系統(tǒng)在不使用多余排列設(shè)備的前提下，沒有采用防風(fēng)化和防結(jié)
垢材料作為對(duì)流熱通道的熱傳導(dǎo)表面材料，不采用導(dǎo)向設(shè)備，從而使換熱器能安靜運(yùn)行。 本實(shí)用新型熱交換系統(tǒng)所具有的優(yōu)點(diǎn)如下(l)用毛細(xì)管替代了防腐蝕和結(jié)垢材
料的熱交換系統(tǒng)可以滿足不同環(huán)境的需要；(2)使用螺旋狀毛細(xì)管構(gòu)成柱狀結(jié)構(gòu)的熱交換
系統(tǒng)也解決了熱交換系統(tǒng)中初級(jí)物質(zhì)流和次級(jí)物質(zhì)流的對(duì)流問題；(3)通過分隔元件的采
用，在熱交換系統(tǒng)中螺旋環(huán)繞并保持繞環(huán)間間距一定的毛細(xì)管排列能在狹小的空間內(nèi)得到
更大的熱交換面積和穩(wěn)定的出口狀態(tài)，而使用熱力學(xué)物質(zhì)密度不同的原理，使熱交換系統(tǒng)
中物質(zhì)流的對(duì)流更加方便。

圖1為本實(shí)用新型熱交換系統(tǒng)的外形圖[0021] 圖2為本實(shí)用新型熱交換系統(tǒng)的剖面圖[0022] 圖3為螺旋狀毛細(xì)管1的形狀圖[0023] 圖4為分隔元件6的側(cè)面視圖[0024] 圖5為分隔元件6的俯視圖 圖6為螺旋狀毛細(xì)管與分隔元件之間的位置關(guān)系圖 圖7為分隔元件6在螺旋狀毛細(xì)管圓周上的分布圖 圖8為柱狀結(jié)構(gòu)的外形圖(不帶外殼4的情況下) 圖9為柱狀結(jié)構(gòu)的外形圖(帶外殼4的情況下) 圖中l(wèi)-螺旋狀毛細(xì)管 2-內(nèi)部管道3-通風(fēng)孔4-外殼5-風(fēng)口 6_分隔元 件 7-初級(jí)物質(zhì)流入管 8-初級(jí)物質(zhì)流出管9-次級(jí)物質(zhì)流入口 10-次級(jí)物質(zhì)流出口 11-固定孔12-底板H-分隔元件的厚度D-分別與相鄰兩道螺旋狀毛細(xì)管對(duì)應(yīng)的兩固 定孔之間的間距L-分別與相鄰兩根螺旋狀毛細(xì)管對(duì)應(yīng)的兩固定孔之間的間距 d-相鄰 兩道螺旋狀毛細(xì)管的螺距
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。 以下實(shí)施例為本實(shí)用新型的非限定性實(shí)施例。 如圖1、2所示，本實(shí)施例中，熱交換系統(tǒng)軸向延伸呈圓柱狀結(jié)構(gòu)，該柱狀結(jié)構(gòu)包括 有供初級(jí)物質(zhì)流通的多根換熱用毛細(xì)管以及供次級(jí)物質(zhì)流通的內(nèi)部管道2。本實(shí)施例中，各 毛細(xì)管采用塑料制成。 在上述柱狀結(jié)構(gòu)中，其中多根毛細(xì)管包括多根沿軸向排列的螺旋狀毛細(xì)管1以及 分別供初級(jí)物質(zhì)流入/流出的初級(jí)物質(zhì)流入管7和初級(jí)物質(zhì)流出管8，上述兩管沿柱狀結(jié)構(gòu) 軸向設(shè)置，各螺旋狀毛細(xì)管1的內(nèi)側(cè)端口與初級(jí)物質(zhì)流入管7連通，其外側(cè)端口與初級(jí)物質(zhì) 流出管8連通。 所述內(nèi)部管道2設(shè)于各螺旋狀毛細(xì)管1的軸心處，支撐著螺旋狀毛細(xì)管1。內(nèi)部管 道2上開有通風(fēng)孔3，或者至少在有螺旋狀毛細(xì)管1纏繞的區(qū)域開有通風(fēng)孔。 如圖8、9所示，所述柱狀結(jié)構(gòu)上還包覆有外殼4，本實(shí)施例中，外殼4的形狀為圓柱 形，外殼4上開有風(fēng)口 5，該風(fēng)口 5為次級(jí)物質(zhì)的流出口。在柱狀結(jié)構(gòu)的兩端部還各設(shè)有一 塊底板12，底板12上有中心孔。 初級(jí)物質(zhì)流入管7設(shè)于螺旋狀毛細(xì)管1的內(nèi)部靠近內(nèi)部管道2處，初級(jí)物質(zhì)流出 管8設(shè)于螺旋狀毛細(xì)管1的外部靠近外殼4處。 所述柱狀結(jié)構(gòu)內(nèi)還設(shè)有分隔元件6。如圖6、7所示，分隔元件6設(shè)于各螺旋狀毛細(xì) 管l的徑向，沿各螺旋狀毛細(xì)管圓周的四個(gè)位置勻布有四塊。如圖4、5所示，分隔元件6的 形狀為條形板狀，其上分布有與各螺旋狀毛細(xì)管的位置相對(duì)應(yīng)的固定孔ll，所述固定孔11 的大小與螺旋狀毛細(xì)管的管徑大小相適應(yīng)。分隔元件6用于固定每相鄰兩根螺旋狀毛細(xì)管 之間的間距和每相鄰兩道螺旋狀毛細(xì)管之間的螺距。 本實(shí)施例中，螺旋狀毛細(xì)管的管徑為3. 5mm，內(nèi)部管道的管徑為33mm，柱狀結(jié)構(gòu)的 外徑為170mm，沿柱狀結(jié)構(gòu)軸向排列的相鄰兩螺旋狀毛細(xì)管之間的間距為60mm，如圖3所 示，每個(gè)螺旋狀毛細(xì)管中相鄰兩道螺旋狀毛細(xì)管的螺距d為20mm。如圖4、5所示，分隔元件 6的厚度H為lmm，分隔元件6上分別與相鄰兩根螺旋狀毛細(xì)管對(duì)應(yīng)的兩固定孔之間的間距 L為60mm，分別與相鄰兩道螺旋狀毛細(xì)管對(duì)應(yīng)的兩固定孔之間的間距D為20mm，分隔元件6 采用金屬或塑料制成。[0039] 本實(shí)用新型熱交換系統(tǒng)可以水平或垂直地安裝在室內(nèi)墻面的通風(fēng)口內(nèi)，安裝時(shí)， 通風(fēng)口的內(nèi)表面可作為本實(shí)用新型熱交換系統(tǒng)的外殼。 初級(jí)物質(zhì)流可以是冷載體(冷媒)，也可以是熱載體(熱媒)，初級(jí)物質(zhì)(如低溫 水)從初級(jí)物質(zhì)流入管7中流入螺旋狀毛細(xì)管中，流經(jīng)各個(gè)毛細(xì)管后，再匯集到初級(jí)物質(zhì)流 出管8中流出。 次級(jí)物質(zhì)從次級(jí)物質(zhì)流入口 9流入內(nèi)部管道2中，在沿著軸向流動(dòng)的過程中，部分 次級(jí)物質(zhì)從內(nèi)部管道的通風(fēng)孔3徑向流動(dòng)，并與螺旋狀毛細(xì)管1中的初級(jí)物質(zhì)進(jìn)行熱交換。 通過控制流內(nèi)部管道2中的次級(jí)物質(zhì)流量均勻，可以確保次級(jí)物質(zhì)通過整個(gè)柱狀結(jié)構(gòu)后的 流出溫度基本均勻。通過外殼4上風(fēng)口 5的緩滯作用，次級(jí)物質(zhì)的溫度可達(dá)到與初級(jí)物質(zhì) 的溫度接近。這樣經(jīng)過熱交換后，次級(jí)物質(zhì)流出口 io中流出的次級(jí)物質(zhì)的溫度與初級(jí)物質(zhì) 的溫度接近。 由于風(fēng)口 5不會(huì)阻止經(jīng)過螺旋狀毛細(xì)管1的次級(jí)物質(zhì)的環(huán)流，因此本實(shí)用新型的 柱狀結(jié)構(gòu)有利于熱交換系統(tǒng)的運(yùn)行。對(duì)于這種近似于垂直排列的熱交換系統(tǒng)(指次級(jí)物質(zhì) 的流動(dòng)方向和毛細(xì)管之間垂直)，其熱交換效果要比其他排列形式效果更好?？刹皇褂弥T如 鼓風(fēng)機(jī)或者壓力泵等輔助工具就能完成在垂直的或者受限制的墻面中對(duì)于熱交換系統(tǒng)的 安裝。
權(quán)利要求一種熱交換系統(tǒng)，包括有供初級(jí)物質(zhì)流通的多根換熱用毛細(xì)管(1)，其特征在于所述多根毛細(xì)管組成一個(gè)沿軸向延伸的柱狀結(jié)構(gòu)，該柱狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部還設(shè)置有供次級(jí)物質(zhì)流通的內(nèi)部管道(2)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換系統(tǒng)，其特征在于所述柱狀結(jié)構(gòu)包括多根沿軸向排列 的螺旋狀毛細(xì)管以及分別供初級(jí)物質(zhì)流入和流出的兩公管道，所述兩公管道沿柱狀結(jié)構(gòu)的 軸向設(shè)置，各螺旋狀毛細(xì)管的內(nèi)側(cè)端口與其中一公管道連通，其外側(cè)端口與另一公管道連 通。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱交換系統(tǒng)，其特征在于所述內(nèi)部管道設(shè)于各螺旋狀毛細(xì)管 的軸心處，內(nèi)部管道上開有通風(fēng)孔(3)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱交換系統(tǒng)，其特征在于所述兩公管道分別為初級(jí)物質(zhì)流入 管(7)和初級(jí)物質(zhì)流出管(8)，所述初級(jí)物質(zhì)流入管(7)設(shè)于各螺旋狀毛細(xì)管內(nèi)側(cè)端口處， 所述初級(jí)物質(zhì)流出管(8)設(shè)于各螺旋狀毛細(xì)管的外側(cè)端口處。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱交換系統(tǒng)，其特征在于所述柱狀結(jié)構(gòu)中還設(shè)有分隔元件 (6)，所述分隔元件(6)設(shè)于各螺旋狀毛細(xì)管的徑向，分隔元件(6)用于固定每相鄰兩道螺 旋狀毛細(xì)管的螺距。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的熱交換系統(tǒng)，其特征在于所述分隔元件(6)的形狀為條形板 狀，其長(zhǎng)度沿柱狀結(jié)構(gòu)軸向延伸，分隔元件(6)沿各螺旋狀毛細(xì)管圓周的四個(gè)位置勻布有 四塊，其上分布有與各螺旋狀毛細(xì)管的位置相對(duì)應(yīng)的固定孔(ll)，所述固定孔(11)的大小 與螺旋狀毛細(xì)管的管徑大小相適應(yīng)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱交換系統(tǒng)，其特征在于沿柱狀結(jié)構(gòu)軸向排列的相鄰兩螺 旋狀毛細(xì)管之間的間距為60mm，每個(gè)螺旋狀毛細(xì)管中相鄰兩道螺旋狀毛細(xì)管的螺距d為 20mm，所述分隔元件(6)的厚度H為lmm，分隔元件上分別與相鄰兩根螺旋狀毛細(xì)管對(duì)應(yīng)的 兩固定孔之間的間距L為60mm，分別與相鄰兩道螺旋狀毛細(xì)管對(duì)應(yīng)的兩固定孔之間的間距 D為20mm，分隔元件(6)采用金屬或塑料制成，各毛細(xì)管采用塑料制成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l-7之一所述的熱交換系統(tǒng)，其特征在于所述柱狀結(jié)構(gòu)上包覆有外殼(4)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱交換系統(tǒng)，其特征在于所述外殼(4)呈棱柱形或圓柱形，外 殼(4)上開有風(fēng)口 (5)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l-7之一所述的熱交換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述柱狀結(jié)構(gòu)的兩端 部各設(shè)有一塊底板，所述底板上有中心孔。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種熱交換系統(tǒng)，其包括有供初級(jí)物質(zhì)流通的多根換熱用毛細(xì)管(1)，所述多根毛細(xì)管組成一個(gè)沿軸向延伸的柱狀結(jié)構(gòu)，該柱狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部還設(shè)置有供次級(jí)物質(zhì)流通的內(nèi)部管道(2)。通過這種緊密排列可擴(kuò)大熱交換的面積，次級(jí)物質(zhì)的出口流量恒定，流速較低，對(duì)房屋以及建筑的室溫調(diào)節(jié)有很大幫助。
文檔編號(hào)F25B39/00GK201449085SQ20092000151
公開日2010年5月5日 申請(qǐng)日期2009年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月9日
發(fā)明者郭海新 申請(qǐng)人:郭海新;昆山開思拓空調(diào)技術(shù)有限公司