[其他]熱交換器

有效

• 申請號: 201590000776.1
• 申請日: 2015-07-01
• 公開（公告）號: CN206959685U
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 塞韋里諾·卡波達戈利
• 申請（專利權）人: 瓦勒麥克股份公司
• 主分類號: F28F9/013
• 分類號: F28F9/013
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 楊飛

技術領域

本發明涉及一種熱交換器和一種用于制造熱交換器的方法。本發明已經被研發以特別涉及用于燃氣鍋爐的熱交換器，例如用于家用加熱和/或生產家用熱水的類型。熱交換器是蛇形的，后一術語表示具有相對小橫截面的一個或多個管以盤管的形式被纏繞成圓柱形螺旋，該盤管相對于管的橫截面的尺寸而言具有較大的直徑。熱交換器特別適用于冷凝型燃氣鍋爐。

背景技術

熱交換器包括一個或多個管道，流體例如水在其內循環。在燃氣鍋爐的情況下，交換器的管道允許使用由燃燒器中的燃燒產生的氣體來加熱水。在鍋爐的操作期間，管道通過第二流體(例如空氣和燃燒氣體)而被暴露向加熱。熱量通過管道從一種流體傳遞到另一種流體。

已知蛇形熱交換器，其中管以圓柱形螺旋纏繞。這種交換器例如從文獻EP 0678186已知，該交換器具有帶有扁平橢圓形橫截面的管。為了制造這種交換器，首先將具有圓形橫截面的管子卷繞成螺旋形，然后將其放置在液壓機中，以便產生扁平的橢圓形橫截面。在產生橢圓形橫截面的步驟期間，在管道的外壁上產生突起，所述突起以預定的距離來保持盤管。這些突起使得可以改善與在蛇形管外部循環的流體的熱交換。為了保持交換器的緊湊形式，在圓柱形蛇形結構的最外部區域中產生定位點焊。

如下的蛇形熱交換器也是已知的，其中第二管插入在以螺旋形纏繞的管內。這些交換器例如用于冷凝鍋爐中，并且允許生產通常在內管中循環的家用熱水和通常在外管中循環的用于加熱系統的熱水。文獻EP 2199703示出了這種類型的交換器，其中交換器的外管具有兩個相鄰圓周 的組合限定的橫截面，該兩個相鄰圓周以預定距離布置并彼此到連接。

這些已知的交換器具有某些缺點。

由兩個管(一個在另一個內部)組成的交換器由兩個直線管形成，這兩個直線管一起彎曲以形成圓柱形蛇形管。當執行這種彎曲時，盡管恒定的控制，但是難以確保內管相對于外管的居中。這是因為內管在彎曲期間趨于變形，導致流體從外管的一部分到下一部分的通道的阻塞，或者相對于外管移出中心位置。這導致次優的熱交換。

更一般地，由兩個管(一個在另一個內部)構成的已知的交換器的生產是相當困難的，并且不能保證在熱交換方面的最佳結果。如已經提及的，主要問題是內管在外管內沿其整個螺旋延伸部的正確和均勻的定位。兩個管中的每一個的橫截面及其相互定位是對熱交換器的性能和壽命具有特定影響的方面。在這方面，應當注意，在外管內部運行的用于加熱的水的生產和在最內側管內部運行的生活用水的生產是彼此獨立的，因為它們根據用戶的需要進行。這意味著兩個管中的一個可以包含保持靜止的水，因為該靜止的水是用戶不需要的，而水在由燃氣鍋爐的燃燒器加熱的另一個管內部運行。風險是靜水可能達到沸點，這不僅產生噪音，而且產生蒸汽并升高管壁的溫度。此外，兩個管中的一個中的靜止水產生熱飛輪效應，從而減慢了在另一個管內部運行的用戶所需的水的溫度的升高。

必須確保內管在蛇形管的徑向和軸向方向上都在外管內居中。在已知的技術中，不能確保兩個管的居中，并且在兩個管的金屬壁之間可能出現不利的接觸，結果形成對熱交換器的效率有不利影響的熱橋，并且可能導致局部過熱，可能對管道造成損壞。

在制造橢圓形橫截面的外管時，也產生了使蛇形盤管緊密堆疊的問題。在已知技術中，通過在盤管上產生定位電焊來解決這個問題，但是這引入了熱交換器的熱交換的改變的問題。

發明內容

本發明的目的是生產一種提供最佳熱交換的蛇形熱交換器。特別地，本發明的目的是降低蛇形管內的流體過熱的風險。本發明的另一個目的 是簡化熱交換器的生產，并提供一種可靠，持久和經濟地生產和維護的熱交換器。

這些目的通過熱交換器及其如下權利要求中限定的用于其生產的方法來實現。

根據第一方面，熱交換器包括纏繞成基本圓柱形螺旋的第一管，第一流體能夠在第一管中循環，以及布置在第一管道內部并且也纏繞成基本圓柱形螺旋的第二管，其中第二流體能夠在第二管中循環。第一管具有基本上橢圓形，優選為扁平的橫截面，而第二管具有基本上非扁平的橢圓形的橫截面。已經發現管截面的這種組合對于獲得最佳熱交換以及良好的流體循環特別有利。具有橢圓形橫截面的管道表面產生比具有圓形橫截面的管道表面更好的熱交換，并且還提供對圍繞管道的流體通道的較小阻力。此外，在內管和外管之間意外接觸的情況下，與兩個具有彼此面對的扁平表面的管子相比，接觸面積顯著減小。

優選地，在彎曲步驟之前從直線圓柱形管獲得基本上橢圓形的橫截面。這使得更容易精確地控制螺旋的幾何形狀和公差。