Многоходовой микроканальный теплообменник с множественными изогнутыми пластинами

Предложен теплообменник, содержащий первый коллектор и второй коллектор, отделенные друг от друга. Множество трубчатых сегментов, расположенных с интервалом параллельно друг другу, соединяют гидравлически первый и второй коллекторы. Множество трубчатых сегментов содержат изгиб, образующий первую пластину и вторую пластину. Вторая пластина расположена под углом к первой пластине. Теплообменник имеет многоходовую конфигурацию относительно воздушного потока, содержащую по меньшей мере первый ход и второй ход. Первый ход имеет первую ориентацию потока, а второй ход имеет вторую ориентацию потока. Вторая ориентация потока отличается от первой ориентации потока. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 9 ил.

 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение относится, в целом, к тепловому насосу и применениям искусственного охлаждения и, более конкретно, к микроканальному теплообменнику, выполненному с возможностью применения в тепловом насосе или системе охлаждения.

[0002] Системы отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха и охлаждения (ОВКВ) включают теплообменники для отведения или приема тепла между циркуляцией холодильного агента внутри системы и окружающей средой. Одним типом теплообменника, который становится все более популярным благодаря своей компактности, небольшого веса, жесткости конструкции и превосходных характеристик производительности, является микроканальный или миниканальный теплообменник. По сравнению с традиционными пластинчатыми ребристыми теплообменниками, микроканальные теплообменники являются более экологически выгодными, поскольку в них используется меньшее количество холодильного агента для зарядки системы, который, как правило, представляет собой синтетические флюиды с высоким ПГП (потенциал глобального потепления). Микроканальный теплообменник содержит две или более удерживающие формы, такие как трубки, через которые циркулирует охлаждающий или нагревающий флюид (т.е. холодильный агент или раствор гликоля). Трубки, как правило, имеют уплощенное поперечное сечение и несколько параллельных каналов для потока. Ребра, как правило, расположены с возможностью прохождения между трубками для повышения эффективного взаимообмена тепловой энергией между нагревающим/охлаждающим флюидом и окружающей средой. Ребра имеют гофрированный рисунок, содержат жалюзи для дальнейшего улучшения теплопередачи и, как правило, прикреплены к трубкам посредством пайки в защитной атмосфере.

[0003] В тепловом насосе и применениях искусственного охлаждения, когда микроканальный теплообменник используют в качестве испарителя, влага, присутствующая в воздушном потоке, подаваемом в теплообменник для охлаждения, может конденсироваться, а затем замерзать на внешних поверхностях теплообменника. Образующийся лед или иней может блокировать поток воздуха через теплообменник, тем самым снижая эффективность и функциональность теплообменника и системы ОВКВ. Микроканальные теплообменники могут замерзать быстрее, чем теплообменники с круглыми трубками и пластинчатые ребристые теплообменники, и, поэтому требуют более частого размораживания, уменьшая полезное время использования теплообменника и общую производительность. Следовательно, желательно создать микроканальный теплообменник с увеличенной морозостойкостью и повышенной производительностью.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0004] Согласно одному варианту реализации изобретения предусмотрен теплообменник, содержащий первый коллектор и второй коллектор, отделенные друг от друга. Множество трубчатых сегментов, находящихся в разнесенном параллельном отношении соединяют по флюиду первый и второй коллектор. Множество трубчатых сегментов содержат изгиб, образующий первую пластину и вторую пластину. Вторая пластина расположена под углом к первой пластине. Теплообменник имеет многоходовую конфигурацию относительно воздушного потока, включающую, по меньшей мере, первый ход и второй ход. Первый ход имеет первую ориентацию потока, а второй ход имеет вторую ориентацию потока. Вторая ориентация потока отличается от первой ориентации потока.

[0005] В дополнение к одному или более признакам, описанным выше, или в качестве альтернативы, в дополнительных вариантах реализации изобретения первый ход имеет поперечную ориентацию параллельного потока.

[0006] В дополнение к одному или более признакам, описанным выше, или в качестве альтернативы, в дополнительных вариантах реализации изобретения второй ход имеет поперечную ориентацию встречного потока.

[0007] В дополнение к одному или более признакам, описанным выше, или в качестве альтернативы, в дополнительных вариантах реализации изобретения первая часть множества трубчатых сегментов формируют первый ход, а вторая часть множества трубчатых сегментов формируют второй ход.

[0008] В дополнение к одному или более признакам, описанным выше, или в качестве альтернативы, в дополнительных вариантах реализации изобретения число трубчатых сегментов, расположенных внутри каждого из первого хода и второго хода, выбрано для снижения образования инея на теплообменнике.

[0009] В дополнение к одному или более признакам, описанным выше, или в качестве альтернативы, в дополнительных вариантах реализации изобретения вторая часть имеет большее число трубчатых сегментов, чем первая часть.

[0010] В дополнение к одному или более признакам, описанным выше, или в качестве альтернативы, в дополнительных вариантах реализации изобретения соотношение трубчатых сегментов в первой части и во второй части составляет 20:80.

[0011] В дополнение к одному или более признакам, описанным выше, или в качестве альтернативы, в дополнительных вариантах реализации изобретения соотношение трубчатых сегментов в первой части и во второй части составляет 40:60.

[0012] В дополнение к одному или более признакам, описанным выше, или в качестве альтернативы, в дополнительных вариантах реализации изобретения делитель расположен внутри первого коллектора для образования первой секции и второй секции. Первая секция соединена по флюиду с первой частью множества трубчатых сегментов, а вторая секция соединена по флюиду со второй частью множества трубчатых сегментов.

[0013] В дополнение к одному или более признакам, описанным выше, или в качестве альтернативы, в дополнительных вариантах реализации изобретения распределитель расположен внутри первой секции первого коллектора.

[0014] В дополнение к одному или более признакам, описанным выше, или в качестве альтернативы, в дополнительных вариантах реализации изобретения распределитель предусмотрен между первым ходом и вторым ходом.

[0015] В дополнение к одному или более признакам, описанным выше, или в качестве альтернативы, в дополнительных вариантах реализации изобретения изгиб выполнен вокруг оси, расположенной перпендикулярно продольной оси множества трубчатых сегментов.

[0016] В дополнение к одному или более признакам, описанным выше, или в качестве альтернативы, в дополнительных вариантах реализации изобретения изгиб каждого трубчатого сегмента содержит вороночный сгиб ленты.

[0017] В дополнение к одному или более признакам, описанным выше, или в качестве альтернативы, в дополнительных вариантах реализации изобретения угол между второй пластиной и первой пластиной составляет около 180.

[0018] В дополнение к одному или более признакам, описанным выше, или в качестве альтернативы, в дополнительных вариантах реализации каждый из множества трубчатых сегментов представляет собой микроканальную трубку, имеющую множество дискретных каналов потока, образованных в ней.

[0019] Предусмотрен теплообменник, содержащий первый коллектор и второй коллектор, отделенные друг от друга. Множество трубчатых сегментов, находящихся в разнесенном параллельном отношении, соединяют по флюиду первый и второй коллектор. Множество трубчатых сегментов содержат изгиб, образующий первую пластину и вторую пластину. Вторая пластина расположена под углом к первой пластине. Теплообменник имеет многоходовую конфигурацию относительно воздушного потока, включающую, по меньшей мере, первый ход и второй ход. Как впускное отверстие теплообменника, так и выпускное отверстие теплообменника выполнены в первой пластине.

[0020] В дополнение к одному или более признакам, описанным выше, или в качестве альтернативы, в дополнительных вариантах реализации изобретения первая часть множества трубчатых сегментов образует первый ход, а вторая часть множества трубчатых сегментов образует второй ход. Первая часть имеет меньше трубчатых сегментов, чем вторая часть.

[0021] В дополнение к одному или более признакам, описанным выше, или в качестве альтернативы, в дополнительных вариантах реализации изобретения каждый из множества трубчатых сегментов представляет собой микроканальную трубку, имеющую множество дискретных каналов потока, образованных в ней.

[0022] В дополнение к одному или более признакам, описанным выше, или в качестве альтернативы, в дополнительных вариантах реализации распределитель расположен смежно по отношению впускному отверстию каждого хода теплообменника.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[0023] Объект изобретения, который рассматривается как изобретение, в особенности указан и отчетливо заявлен в формуле изобретения в заключительной части данного описания. Указанные выше и другие признаки, а также преимущества данного изобретения очевидны из нижеследующего подробного описания в сочетании с сопровождающими графическими материалами, в которых:

[0024] на Фиг. 1 проиллюстрирована схематическая диаграмма примера цикла охлаждения испарением холодильного агента системы охлаждения;

[0025] на Фиг. 2 проиллюстрирован вид сбоку микроканального теплообменника согласно варианту реализации изобретения перед операцией изгиба;

[0026] на Фиг. 3 проиллюстрирован вид в поперечном сечении трубчатых сегментов микроканального теплообменника согласно варианту реализации изобретения;

[0027] на Фиг. 4 проиллюстрирован вид в перспективе микроканального теплообменника согласно варианту реализации изобретения;

[0028] на Фиг. 5 проиллюстрирован вид ' спереди микроканального теплообменника согласно другому варианту реализации изобретения;

[0029] на Фиг. 6 проиллюстрирован вид сбоку микроканального теплообменника согласно другому варианту реализации изобретения;

[0030] на Фиг. 7 проиллюстрирован вид в перспективе микроканального теплообменника согласно еще одному варианту реализации изобретения; и

[0031] на Фиг. 7а проиллюстрирован вид в поперечном сечении микроканального теплообменника согласно Фиг. 6 вдоль линии разреза Х-Х согласно еще одному варианту реализации изобретения; и

[0032] на Фиг. 7b проиллюстрирован вид в поперечном сечении микроканального теплообменника согласно Фиг. 6 вдоль линии разреза Y-Y согласно еще одному варианту реализации изобретения.

[0033] Подробное описание сущности изобретения излагает варианты реализации изобретения совместно с преимуществами и признаками в качестве примера со ссылкой на графические материалы.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0034] Со ссылкой на Фиг. 1, схематически проиллюстрирован парокомпрессионный цикл 20 теплового насоса системы кондиционирования воздуха или охлаждения. Типичные системы кондиционирования воздуха или охлаждения включают, но без ограничения, например, сплит-системы, встроенные системы, холодильники, устанавливаемые на крыше, в супермаркете и транспорте системы охлаждения. Холодильный агент R выполнен с возможностью циркуляции через парокомпрессионный цикл 20, так что холодильный агент R поглощает тепло при испарении при низких температуре и давлении и отдает тепло при конденсации при высоких температуре и давлении.

[0035] В данном цикле 20 холодильный агент R протекает в направлении против часовой стрелки, как указано стрелкой. Компрессор 22 принимает пар холодильного агента от испарителя 24 и сжимает его до высоких температуры и давления, с относительно горячим паром при прохождении к конденсатору 26, где он охлаждается и конденсируется до жидкого состояния путем взаимного теплообмена с охлаждающей средой (не показано), такой как воздух. Затем жидкий холодильный агент R проходит от конденсатора 26 к дроссельному устройству 28, в котором холодильный агент R расширяется до двухфазного состояния жидкость/пар с низкой температурой при его прохождении в испаритель 24. Затем пар низкого давления возвращается в компрессор 22, где цикл повторяется. Парокомпрессионный цикл 20, описанный в данном документе, представляет собой цикл теплового насоса, работающий в режиме нагревания. Как результат, наружный змеевик цикла 20 выполнен в виде испарителя 24, а внутренний змеевик выполнен в виде конденсатора. При выполнении в виде теплового насоса, парокомпрессионный цикл дополнительно содержит четырехходовой клапан 29, размещенный ниже по потоку от компрессора 22 относительно потока холодильного агента, который обращает направление потока холодильного агента через цикл 20 для переключения между режимом охлаждения и нагревания. Следует понимать, что цикл 20 охлаждения, изображенный на На Фиг. 1 является упрощенным представлением системы ОВКВ, и многие улучшения и признаки, известные из уровня техники, могут быть схематически включены.

[0036] Со ссылкой на Фиг. 2, более подробно проиллюстрирован пример теплообменника 30, выполненного с возможностью применения в паровой компрессионной системе 20. Теплообменник 30 может быть применен либо в виде конденсатора 24, либо в виде испарителя 28 в паровой компрессионной системе 20. Теплообменник 30 содержит, по меньшей мере, первый коллектор или сборник 32, второй коллектор или сборник 34, расположенный на расстоянии от коллектора 32, и множество трубчатых сегментов 36, находящихся в разнесенном параллельном отношении, и соединяющих первый коллектор 32 и второй коллектор 34. В проиллюстрированных, неограничивающих вариантах реализации первый сборник 32 и второй сборник 34 ориентированы, в целом, в горизонтальном направлении и трубчатые сегменты 36 теплообменника проходят, в целом, в вертикальном направлении между двумя сборниками 32, 34. Однако, другие конфигурации, как, например, где первый и второй сборники 32, 34 расположены по существу в вертикальном направлении, также входят в объем изобретения.

[0037] Со ссылкой на Фиг. 3, проиллюстрирован пример поперечного сечения трубчатых сегментов 36 теплообменника. Трубчатые сегменты 36 содержат уплощенную трубку микроканального теплообменника, имеющую переднюю кромку 40, заднюю кромку 42, первую поверхность 44 и вторую поверхность 46. Передняя кромка 40 каждой трубки 36 теплообменника расположена выше по потоку от его соответствующей задней кромки 42 относительно воздушного потока А, проходящего через теплообменник 36. Внутренняя проточная часть каждого трубчатого сегмента 36 теплообменника может быть разделена внутренними стенками на множество дискретных каналов 48 потока, которые проходят по всей длине трубок 36 от впускного конца к выпускному концу и устанавливают сообщение по флюиду между соответствующими первым и вторым коллекторами 32, 34. Каналы 48 потока могут иметь круглое поперечное сечение, прямоугольное поперечное сечение, трапецеидальное поперечное сечение, треугольное поперечное сечение или другое не круглое поперечное сечение. Трубки 36 теплообменника, содержащие дискретные каналы 48 потока, могут быть выполнены с использованием известных методик и материалов, включающих, но без ограничения, экструдирование или изгибание.

[0038] Трубчатые сегменты 36 теплообменника, раскрытые в данном документе, дополнительно содержат множество ребер 50. В варианте реализации ребра 50 выполнены из одной непрерывной ленты материала ребра, вплотную сложены способом лентоподобной змейки, тем самым обеспечивая множество близко расположенных ребер, которые проходят, в целом, перпендикулярно трубчатым сегментам 36 теплообменника. Теплообмен между одним или более флюидами внутри трубчатых сегментов 36 теплообменника и воздушным потоком А осуществляется через наружные поверхности 44, 46 трубчатых сегментов 36 теплообменника, в совокупности образующие первичную поверхность теплообменника, и также через поверхность теплообменника ребер 50, которая формирует вторичную поверхность теплообменника.

[0039] Теплообменник 30 имеет многоходовую конфигурацию относительно воздушного потока А. Для создания многоходовой конфигурации в одном варианте реализации изобретения, проиллюстрированном на Фиг. 4-6, многоходовой конфигурации достигают путем выполнения, по меньшей мере, одного изгиба 60 в каждом трубчатом сегменте 36 теплообменника 30. Изгиб 60 выполнен вокруг оси, проходящей по существу перпендикулярно продольной оси трубчатых сегментов 36. В проиллюстрированном варианте реализации изобретения изгиб 60 представляет собой вороночный сгиб ленты (см. Фиг. 6), выполненный путем изгибания и сворачивания трубчатых сегментов 36 теплообменника вокруг сердечника (не показано); однако, другие типы изгибов входят в объем изобретения. В варианте реализации изобретения множество изгибов 60 могут быть выполнены в различных местах вдоль длины множества трубчатых сегментов 36 теплообменника.

[0040] Изгиб 60 по меньшей мере частично образует первую секцию 62 и вторую секцию 64 каждого из множества трубчатых сегментов 36, причем в конфигурации изгиба первая секция 62 образует первую пластину 66 теплообменника 30 относительно воздушного потока А, а вторая секция 64 образует вторую пластину 68 теплообменника 30 относительно воздушного потока А. В проиллюстрированном неограничивающем варианте реализации изгиб 60 выполнен в приблизительно средней точке трубчатых сегментов 36 между противоположными первым и вторым коллекторами 32, 34, так что первая и вторая секции 62, 64, в целом, имеют одинаковый размер. Однако, другие варианты реализации, где первая секция 62 и вторая секция 64 являются по существу разными по длине, входят в объем изобретения.

[0041] Как проиллюстрировано на фигурах, теплообменник 30 может быть выполнен таким образом, что первая пластина 66 размещена под тупым углом относительно второй пластины 68. В качестве альтернативы или дополнения, теплообменник 30 может также быть выполнен таким образом, что первая пластина 66 расположена либо под острым углом, либо по существу параллельно (Фиг. 5) второй пластине 68. Как результат изгиба 60 между первой и второй пластинами 66, 68, теплообменник 30 может быть выполнен в виде змеевика А-образной или V-образной формы. Формирование теплообменника 30 путем изгибания трубчатых сегментов 36 приводит к тому, что теплообменник 30 имеет уменьшенный радиус изгиба, как, например, при выполнении с изгибом в 180°. Как результат, теплообменник 30 может быть приспособлен для вписывания в габариты, определяемые существующими системами кондиционирования воздуха и охлаждения.

[0042] Снова со ссылкой на Фиг. 2, множество первых ребер 50а проходят от первой пластины 66, а множество вторых ребер 50b проходят от второй пластины 68 теплообменника 30. В вариантах реализации изобретения, где теплообменник 30 выполнен путем изгибания множества трубчатых сегментов 36, нет никаких ребер в рамках части 60 изгиба каждого трубчатого сегмента 36. Первые ребра 50а и вторые ребра 50b могут быть по существу идентичными, или в качестве альтернативы, могут отличаться одним из: размер, форма и плотность.

[0043] Традиционные теплообменники, выполненные в виде испарителей теплового насоса, как правило, имеют конфигурацию параллельного потока для достижения желаемой эффективности. Однако, ориентация параллельного потока ведет к ухудшенной морозостойкости в микроканальных теплообменниках. Теплообменник 30 может иметь любую из ряда многоходовых конфигураций, так что холодильный агент проходит через теплообменник 30, например, в одной или более из: ориентация параллельного потока, ориентация поперечного потока и ориентация встречного потока. В одном из вариантов реализации изобретения делитель 38 может быть расположен внутри одного или двух из первого и второго сборников 32, 34 для увеличения числа ходов, и, следовательно, длины пути потока, внутри теплообменника 30.

[0044] В варианте реализации изобретения, проиллюстрированном на Фиг. 7, делитель 38 расположен внутри первого сборника 32 с образованием первой секции 32а и второй секции 32b. Как результат, холодильный агент, подаваемый на впускное отверстие (не показано) первого сборника 32, выполнен с возможностью протекания только через часть 36а трубчатых сегментов 36, соединенных по флюиду с первой секцией 32а. После прохождения через первую часть 36а трубчатых сегментов 36 холодильный агент перемещается во второй сборник 34. Внутри второго сборника 34 холодильный агент течет от первой части 36а трубчатых сегментов 36 по направлению ко второй, смежной части 36b трубчатых сегментов 36. Вторая часть 36b может содержать то же самое число или разное число трубчатых сегментов 36, что и первая часть 36а. В варианте реализации соотношение трубчатых сегментов в первой части 36а и во второй части 36b составляет 20:80 или, в качестве альтернативы, 40:60.

[0045] Второй сборник 34 может подобным образом содержать делитель 38 для определения соединенных по флюиду первой и второй секций 34а, 34b. Холодильный агент выполнен с возможностью протекания от второго сборника 34 через вторую часть 36b трубчатых сегментов 36, соединенных по флюиду со второй секцией 32b первого сборника 32 и выпускным отверстием (не показано), образованным в ней. Хотя проиллюстрированный теплообменник 30 содержит две отличительные части трубчатых сегментов 36 теплообменника, теплообменники 30, имеющие любое число частей трубчатых сегментов 36, которые образуют дискретные ходы через теплообменник 30, входят в объем изобретения.

[0046] Равномерное распределение холодильного агента внутри сборника, такого как сборник 32 или 34 или промежуточный сборник, например, является обычной проблемой микроканальных теплообменников. В целом, легко равномерно распределять холодильный агент по длине небольшого коллектора, но при увеличении длины коллектора неправильное распределение становится все более значительной проблемой.

[0047] Теплообменник 30, раскрытый в данном документе, имеет улучшенное распределение холодильного агента путем разделения по меньшей мере одного из первого и второго сборников 32, 34 при помощи делителя 38. Как результат, уменьшаются длины коллектора, в котором холодильный агент должен равномерно распределяться. Кроме того, путем изгибания теплообменника 30 устраняется необходимость в промежуточном сборнике, и следовательно, проблемы распределения, связанные с таким сборником. В варианте реализации изобретения удлиненная в продольном направлении вставка 70 распределителя, как известно из уровня техники, может быть расположена внутри одного или более участков либо первого сборника 32, либо второго сборника 34 теплообменника 30. Вставка 70 распределителя расположена, в целом, по центру во внутренней части сборника и выполнена с возможностью равномерного распределения потока холодильного агента между множеством трубок 36 теплообменника, соединенных по флюиду с ней. В проиллюстрированном, неограничивающем варианте реализации первая вставка 70 распределителя расположена внутри первой секции 32а сборника 32. Вставка 70 распределителя расположена внутри первой секции 32 первого сборника 30, в целом, поверх части или по всей длины секции 32, так что холодильный агент, предусмотренный в ней, будет более равномерно распределен по всей длине первой секции 32, тем самым улучшая теплопередачу теплообменника 30. В качестве альтернативы или дополнения, другой распределитель 70 может быть подобным образом размещен внутри второй секции 34b второго сборника 34.

[0048] Поскольку направление воздушного потока А является одинаковым относительно первой и второй частей 36а, 36b трубчатых сегментов 36, холодильный агент внутри каждой из данных частей имеет разную ориентацию потока. Например, в проиллюстрированном, неограничивающем варианте реализации воздух А протекает от первого сборника 32 по направлению ко второму сборнику 34. Путем подачи холодильного агента во впускное отверстие первой секции 32а первого сборника 32, холодильный агент, текущий через первую часть 36а трубчатых сегментов 36, как подробно проиллюстрировано на Фиг. 7а, имеет поперечную ориентацию параллельного потока. Кроме того, холодильный агент, протекающий через вторую часть 36b трубчатых сегментов 36, как более подробно проиллюстрировано на Фиг. 7b, имеет поперечную ориентацию встречного потока.

[0049] В традиционных теплообменниках, имеющих конфигурацию параллельного потока, двухфазный холодильный агент поступает в первую секцию 32 с низким содержанием пара, которая выполнена с возможностью поглощения тепла от воздуха, и начинает кипеть. Поскольку кипение происходит при постоянной температуре, разность температур между воздухом и холодильным агентом постепенно уменьшается по мере того, как воздух протекает через теплообменник 30, уменьшая теплопередачу, что происходит, в частности, в нижней по потоку пластине 68. Такое поведение снижает общую эффективность теплообменника и также приводит к более низким температурам испарения, что отрицательно сказывается как на эффективности системы, так и на морозостойкости.

[0050] Путем разделения множества трубчатых сегментов 36 теплообменника 30, выполненного в виде испарителя, на первую часть 36а и вторую часть 36b с образованием двух последовательных ходов, частично испарившийся холодильный агент подается от первого хода ко второму ходу. Во втором ходе холодильный агент полностью закипает, и перегретый пар выходит из верхней по потоку стороны теплообменника 30. Путем выполнения второго хода таким, чтобы поток холодильного агента пересекался с потоком воздуха А, разность температур между воздухом и холодильным агентом будет более благоприятной. Кроме того, наличие перегретого пара на верхней по потоку стороне теплообменника 30 предотвращает чрезмерное накопление инея и повышает морозостойкость.

[0051] Теплообменник 30, имеющий многоходовую конструкцию с несколькими изогнутыми пластинами, позволяет оптимизировать падение давления холодильного агента, тем самым улучшая производительность. Во время протекания холодильного агента через трубчатые сегменты 36 теплообменника, содержание пара непрерывно возрастает, приводя к увеличенному объемному расходу и, следовательно, увеличению перепада давления. Путем постепенного увеличения охвата внутренним потоком при перемещении холодильного агента от одного хода к другому, можно значительно улучшить показатели падения давления по сравнению с традиционными теплообменниками. Улучшение рабочей эффективности теплообменника 30 может обеспечить возможность уменьшения размера теплообменника 30, необходимого для желаемого применения. В качестве альтернативы, размер других компонентов системы, таких как компрессор, например, может быть уменьшен, что, в свою очередь, будет вызывать еще более высокую температуру испарения и дальнейшее уменьшения количества циклов размораживания, а также значительное повышение производительности системы.

[0052] Тогда как настоящее изобретение конкретно проиллюстрировано и описано со ссылкой на типовые варианты реализации, как проиллюстрировано на графических материалах, специалистам в данной области будет понятно, что можно выполнить различные модификации без отступления от объема и сущности изобретения. Следовательно, предполагается, что настоящее раскрытие изобретения не только не ограничено конкретным(и) вариантом(и) реализации, а что раскрытие изобретения будет включать все варианты реализации в рамках объема прилагаемой формулы изобретения. В частности, подобные принципы и соотношения могут быть расширены до применений устанавливаемых на крыше устройств и компактных вертикальных установок.

1. Теплообменник, содержащий:

первый коллектор;

второй коллектор, отделенный от первого коллектора;

множество трубчатых сегментов, расположенных с интервалом параллельно друг другу и соединяющих гидравлически первый коллектор и второй коллектор, при этом множество трубчатых сегментов содержат изгиб, образующий первую пластину и вторую пластину, причем вторая пластина расположена под углом к первой пластине;

причем указанный теплообменник имеет многоходовую конфигурацию относительно воздушного потока, содержащую по меньшей мере первый ход и второй ход, при этом первый ход имеет первую ориентацию потока, а второй ход имеет вторую ориентацию потока, причем вторая ориентация потока отличается от первой ориентации потока,

при этом указанный теплообменник также содержит

первый разделитель, расположенный в первом коллекторе с образованием первой секции и второй секции первого коллектора;

второй разделитель, расположенный во втором коллекторе с образованием первой секции и второй секции второго коллектора;

удлиненный в продольном направлении распределитель, расположенный во второй секции второго коллектора между первым ходом и вторым ходом.

2. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что первый ход имеет поперечно-параллельную ориентацию потока.

3. Теплообменник по п. 2, отличающийся тем, что второй ход имеет перекрестную ориентацию потока.

4. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что первая часть множества трубчатых сегментов образует первый ход, а вторая часть множества трубчатых сегментов образует второй ход.

5. Теплообменник по п. 4, отличающийся тем, что число трубчатых сегментов, расположенных в каждом из первого хода и второго хода, выбрано для уменьшения образования инея на теплообменнике.

6. Теплообменник по п. 4, отличающийся тем, что вторая часть имеет большее число трубчатых сегментов, чем первая часть.

7. Теплообменник по п. 6, отличающийся тем, что соотношение трубчатых сегментов в первой части и во второй части составляет 20:80.

8. Теплообменник по п. 6, отличающийся тем, что соотношение трубчатых сегментов в первой части и во второй части составляет 40:60.

9. Теплообменник по п. 4, отличающийся тем, что разделитель расположен внутри первого коллектора для образования первой секции и второй секции, при этом первая секция гидравлически соединена с первой частью множества трубчатых сегментов, а вторая секция гидравлически соединена со второй частью множества трубчатых сегментов.

10. Теплообменник по п. 9, отличающийся тем, что распределитель расположен внутри первой секции первого коллектора.

11. Теплообменник по п. 9, отличающийся тем, что распределитель предусмотрен между первым ходом и вторым ходом.

12. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что изгиб выполнен вокруг оси, расположенной перпендикулярно продольной оси множества трубчатых сегментов.

13. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что изгиб каждого трубчатого сегмента содержит вороночный сгиб ленты.

14. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что угол между второй пластиной и первой пластиной составляет около 180 градусов.

15. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что каждый из множества трубчатых сегментов представляет собой микроканальную трубку, имеющую множество дискретных проточных каналов, образованных в ней.

16. Теплообменник, содержащий:

первый коллектор;

второй коллектор, отделенный от первого коллектора;

множество трубчатых сегментов, расположенных с интервалом параллельно друг другу и соединяющих гидравлически первый коллектор и второй коллектор, при этом множество трубчатых сегментов содержат изгиб, образующий первую пластину и вторую пластину, причем вторая пластина расположена под углом к первой пластине;

причём теплообменник имеет многоходовую конфигурацию относительно воздушного потока, содержащую по меньшей мере первый ход и второй ход, а также впускной патрубок теплообменника и выпускной патрубок теплообменника, оба выполненные в первой пластине,

при этом указанный теплообменник также содержит

первый разделитель, расположенный в первом коллекторе с образованием первой секции и второй секции первого коллектора;

второй разделитель, расположенный во втором коллекторе с образованием первой секции и второй секции второго коллектора;

удлиненный в продольном направлении распределитель, расположенный во второй секции второго коллектора между первым ходом и вторым ходом.

17. Теплообменник по п. 16, отличающийся тем, что первая часть множества трубчатых сегментов образует первый ход, а вторая часть множества трубчатых сегментов образует второй ход, причем первая часть имеет меньше трубчатых сегментов, чем вторая часть.

18. Теплообменник по п. 16, отличающийся тем, что каждый из множества трубчатых сегментов представляет собой микроканальную трубку, имеющую множество дискретных проточных каналов, образованных в ней.

19. Теплообменник по п. 16, отличающийся тем, что распределитель расположен смежно с впускным патрубком каждого хода теплообменника.