[發明專利]熱交換器

有效

• 申請號: 201380034646.5
• 申請日: 2013-03-22
• 公開（公告）號: CN104412059B
• 公開（公告）日: 2017-07-04
• 發明（設計）人: 普拉迪普·庫馬爾·坦登
• 申請（專利權）人: 運水高有限公司
• 主分類號: F28D7/02
• 分類號: F28D7/02;F28D7/04;F28D7/10
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司72003
• 代理人: 聶慧荃,黃艷

技術領域

本發明涉及一種熱交換器。具體地，本發明涉及一種用于加熱水的熱交換器。該熱交換器尤其應用在游泳池和溫泉療養地(spas)的加熱中，應該意識到，其可以很容易地應用在不同工業的其它場合中。

背景技術

熱交換器用于將來自熱源或熱物質(thermal mass)的熱量傳遞給流體物質(fluid mass)，比如游泳池或溫泉療養地中的水。熱交換器例如可以用于升高或降低(比如加熱或冷卻)各種場合中的流體溫度，而且熱交換器還用在多種工業場合(除了別的以外，例如汽車、空調、發電和運輸)中。

適合熱交換器的一種場合是游泳池加熱系統，其使用熱泵系統來維持游泳池的暖溫。熱泵從周圍空氣中提取熱量，然后將熱量傳遞給池中的水體。

相比于燃氣加熱器或電加熱器，熱泵通常消耗較少能量以將熱量傳遞給水體。熱泵通過使稱為制冷劑的物質循環經過蒸發和冷凝的環路來傳遞熱量，其中制冷劑在該循環期間交替地吸收熱量、傳輸熱量和釋放熱量。制冷劑從周圍空氣吸收熱量并且蒸發。然后，經加熱的制冷劑被壓縮并被輸送到一裝置，在該裝置中，制冷劑冷凝并將其吸收的熱量釋放到水體中。

傳統的熱交換器包括通常構造為單件式的殼體，由此一旦內部組件被安裝在殼體內，殼體就會被永久地密封以避免在使用過程中漏水。通常情況下，殼體是通過塑料焊接工藝來人工密封的。因此，如果內部組件發生任何損壞或故障，通常會更換整個熱交換器。

不利地，不密封殼體會損壞殼體，這使得對于現有的游泳池熱交換器而言，通常無法清洗、維護或更換內部組件。

用于加熱游泳池的現有熱交換器的殼體通常由工程塑料(比如提供較低熱量和耐化學性能的玻璃纖維增強聚丙烯)構成。為了構造殼體，殼體的各個部件被制造并隨后例如通過塑料焊接裝在一起以限定整個單元。該構造過程是比較勞動密集型的，而且當密封精度并未達到標準時易于泄漏。現有的熱交換器內的盤卷通常采用銅基材料。但是，由于與池中的水直接接觸，所以銅基材料易受腐蝕。經過一段時間，存在于水中的化學物質將會與盤卷發生化學反應，使其產生腐蝕和結垢，這將顯著地縮短熱交換器的壽命。

流體對流體的熱交換器通常設計為外殼和管式熱交換器的形式。這樣的熱交換器的熱交換能力是多種參數(比如管的長度、兩種流體的流速以及管的材料性能)的函數。

現有熱交換器的一個問題在于，難以從工作流體(working fluid)中提取大部分的有效熱能，從這個意義上來說，其一般熱效率很低。該低效率是多種因素造成的結果。一個因素是熱交換器的兩種流體通常不會相互直接接觸，所以熱交換器的各組件的熱性能限制了系統的熱效率。

另外，例如在水加熱的場合中，高溫流體和低溫流體只在有限的時間內相互接觸，這也會限制熱交換器中進行熱能傳遞的量。

發明內容

發明目的

本發明的目的是基本上克服或至少改善上述缺點中的一個或更多，或者至少提供有用的替代方案。

發明內容

在一個方案中，本發明提供一種熱交換器，該熱交換器包括：

殼體；

流體流動導管，位于殼體中形成的空腔內，該流體流動導管包括位于鄰近殼體內壁的外管以及與外管流體連通的內管，該內管位于殼體的縱向軸線與外管之間，所述外管限定第一螺旋結構，所述第一螺旋結構大體上與所述縱向軸線同軸地延伸，以及所述內管限定第二螺旋結構，所述第二螺旋結構同樣大體上與所述縱向軸線同軸地延伸；

入口端口，位于殼體上，該入口端口與空腔流體連通；以及

出口端口，位于殼體上，該出口端口與空腔流體連通；

導流器，位于所述殼體的縱向軸線與所述內管之間，所述導流器適于擾動所述入口端口與所述出口端口之間水的流動；

其中所述殼體包括第一區段和第二區段，所述第一區段和所述第二區段相對彼此能夠選擇性地分離；

而且其中所述導流器包括兩個支腳，所述兩個支腳位于所述導流器的相對兩端，每個支腳均包括第一接合成形部，用于與所述殼體中形成的相應的第二接合成形部相接合。

導流器優選地包括具有帶紋理外表面的、長形的筒形構件。

外表面優選地包括多個環形棱或一個螺旋棱。

筒形構件優選地是中空的并且包括多個用于允許水的排放的開孔。

熱交換器還優選地包括多個沿縱向延伸的棱或凹槽，該棱或凹槽形成在殼體的內壁上。

第一區段和第二區段優選地各自包括環形法蘭，該環形法蘭包括具有環形凹槽的第一側以及具有傾斜表面的相對的第二側。