[發(fā)明專(zhuān)利]一種高效空氣換熱器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110313050.1
• 申請(qǐng)日: 2011-10-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102384676A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸加孚
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 陸加孚
• 主分類(lèi)號(hào): F28D7/00
• 分類(lèi)號(hào): F28D7/00;F28F13/12;F25B39/00;F01P5/10;F01P5/02;F01P11/00;F02B37/00
• 代理公司: 上海正旦專(zhuān)利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于工程機(jī)械、移動(dòng)車(chē)輛、制冷、內(nèi)燃機(jī)、變壓器、大型機(jī)床等機(jī)電設(shè)備領(lǐng)域，涉及一種換熱器設(shè)備，尤其涉及一種高效空氣換熱器。

背景技術(shù)

利用空氣等流體作為冷卻介質(zhì)的換熱器是工程機(jī)械、移動(dòng)車(chē)輛、內(nèi)燃機(jī)、小型制冷機(jī)械、變壓器等領(lǐng)域中不可缺少的設(shè)備。如水冷內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的移動(dòng)車(chē)輛的冷卻液散熱器、中冷器、液壓油散熱器、EGR冷卻器，小型制冷機(jī)械的強(qiáng)制通風(fēng)空氣冷卻式制冷劑冷凝器，大型變壓器的風(fēng)冷油散熱器等，都需要利用風(fēng)扇強(qiáng)迫驅(qū)動(dòng)空氣，橫向穿過(guò)交叉流散熱器的芯部進(jìn)行熱交換，使散熱器或冷凝器內(nèi)的被冷流體的熱量傳出來(lái)。這類(lèi)空氣換熱器在汽車(chē)、工程機(jī)械和內(nèi)燃機(jī)等行業(yè)大多稱(chēng)為散熱器、空-空中冷器、液壓油散熱器、EGR冷卻器等。被冷卻的流體有泠卻液、壓縮空氣、液壓油等，一般不發(fā)生相變。在制冷行業(yè)空氣換熱器也稱(chēng)為冷凝器和蒸發(fā)器等，被冷卻的流體制冷劑將發(fā)生相變。這些工作過(guò)程均和熱量傳遞有著密切聯(lián)系，因而均可以通過(guò)以上各類(lèi)換熱器來(lái)完成。

?常用的換熱器包括換熱器芯、風(fēng)扇和導(dǎo)風(fēng)罩。風(fēng)扇通過(guò)聯(lián)接軸與驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源聯(lián)接。風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源可以是電動(dòng)機(jī)或液壓馬達(dá)，而在大型移動(dòng)車(chē)輛上風(fēng)扇的聯(lián)接軸的動(dòng)力來(lái)自?xún)?nèi)燃機(jī)的曲軸皮帶盤(pán)的機(jī)械能。這種傳統(tǒng)的散熱器與新型散熱器相比存在諸多不足，如換熱效能偏低、風(fēng)扇消耗功率偏高、風(fēng)扇噪聲較大等性能缺點(diǎn)，散熱器還受到主機(jī)布置的限制，不能做得過(guò)于高大。

通過(guò)分析，現(xiàn)有的強(qiáng)迫對(duì)流空氣冷卻換熱器，只利用了空氣通道的單側(cè)布置交叉流換熱器，而另一側(cè)通道空間沒(méi)有得到利用。如吹風(fēng)式換熱器只利用了正壓力空氣氣流通道，而另一側(cè)進(jìn)氣通道空間沒(méi)有很好地布置利用，被空置。同樣吸風(fēng)式換熱器只利用了負(fù)壓力空氣通道，而另一側(cè)空間沒(méi)有很好地利用。

現(xiàn)有的空氣換熱器，如車(chē)輛用空冷水散熱器的冷卻方案中，風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速較高，改進(jìn)散熱效果的設(shè)計(jì)中大都以提高轉(zhuǎn)速來(lái)增加散熱系統(tǒng)的換熱能力，換熱效能ε較低。這種方案中，空氣以較大的流速回到大氣中的問(wèn)題，造成動(dòng)能浪費(fèi)，且風(fēng)扇效率也不高。空氣流量增加到一定極限后，換熱能力增加的效果不大。風(fēng)機(jī)的噪聲也非常高。

因此提供性能優(yōu)良的大功率的、低機(jī)械驅(qū)動(dòng)消耗功率的換熱器工作顯得非常重要。在現(xiàn)在石油資源價(jià)格不斷高漲的情況下，各種節(jié)能、降耗工作是非常重要的。降低噪聲也是環(huán)保工作中非常重要的內(nèi)容。車(chē)輛、小型制冷空調(diào)機(jī)等產(chǎn)品的社會(huì)需求數(shù)量非常龐大，因此，在提供高效大功率風(fēng)冷換熱器的同時(shí)，節(jié)能降耗、降噪工作非常重要而迫切需要。

發(fā)明內(nèi)容

?本發(fā)明的目的在于提供一種高效空氣換熱器。在提高強(qiáng)迫對(duì)流空氣換熱器換熱效能的同時(shí)，又有可能降低噪聲，降低風(fēng)扇的機(jī)械驅(qū)動(dòng)消耗功率。在移動(dòng)車(chē)輛設(shè)計(jì)中，可以適當(dāng)降低車(chē)輛散熱器的高度。能夠廣泛地應(yīng)用于多種換熱的場(chǎng)合。

?本發(fā)明提出的高效空氣換熱器，由前端換熱器、風(fēng)扇、導(dǎo)風(fēng)筒和后端換熱器組成，風(fēng)扇位于導(dǎo)風(fēng)筒內(nèi)，所述風(fēng)扇和導(dǎo)風(fēng)筒組成風(fēng)機(jī)及風(fēng)道；所述風(fēng)道的上、下游分別設(shè)置前端換熱器和后端換熱器；所述前端換熱器和后端換熱器分別由一個(gè)或多個(gè)換熱單元疊加而成；前端換熱器和后端換熱器的被冷流體通道由換熱單元聯(lián)接管串聯(lián)；前端換熱器和后端換熱器串聯(lián)聯(lián)接后，通道內(nèi)的被冷流體的整體流向與冷空氣整體流向相逆。

本發(fā)明中，所述風(fēng)扇與導(dǎo)風(fēng)筒組成的風(fēng)機(jī)為軸流式、離心式或混流式中任一種。

本發(fā)明中，所述風(fēng)扇連接風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源，所述風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源可以布置于風(fēng)道外或風(fēng)道內(nèi)，當(dāng)風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源位于風(fēng)道外時(shí)，風(fēng)扇傳動(dòng)軸通過(guò)位于前端換熱器或后端換熱器上的取力孔連接風(fēng)扇，取力孔中設(shè)置封氣盤(pán)。

本發(fā)明的原理如下：???

（1）在風(fēng)機(jī)的上下游兩端面同時(shí)安裝交叉流空氣換熱單元，并用管路串聯(lián)連通換熱單元。冷卻風(fēng)的流向與換熱器間被冷流體的整體流向相反。由教科書(shū)可知，同樣的外界條件和同樣的換熱器換熱面積下，二程交叉流逆流換熱器的換熱效能ε比單程交叉流換熱器的高。見(jiàn)圖1，內(nèi)部有風(fēng)扇的二程交叉逆流換熱器組合的布置方式示意圖。同樣并列增加一組換熱器后，見(jiàn)圖2，三流體內(nèi)部有風(fēng)扇的二程交叉逆流換熱器組合的布置方式示意圖。

圖1中，換熱單元二102為前端換熱器，換熱單元一101為后端換熱器。

圖2中，換熱單元四104、換熱單元二102疊加成前端換熱器，換熱單元一101、換熱單元三103疊加成后端換熱器。