ТЕПЛООБМЕННИК Российский патент 1994 года по МПК F28D7/08 

Изобретение относится к транспортным средствам, а именно к устройствам, обеспечивающим комфортные условия в салонах транспортных средств.

Известно устройство, обеспечивающее вентиляцию и отопление салона транспортного средства, включающее корпус и размещенные в нем элементы для охлаждения и подогрева воздуха, которые выполнены составными секциями, расположенными с зазором по ходу движения воздуха причем в зазоре размещена заслонка [1].

Недостатком данного устройства являются большие габариты и неудобство обслуживания.

Известен теплообменник, содержащий змеевик из плоскоовальной многоканальной трубы из алюминиевого сплава, каналы которой соединены с коллекторами и заглушены по торцам трубы в чередующемся порядке, а их стенки выполнены с отверстиями соединяющими их с соответствующими коллекторами [2].

Использование данного теплообменника в качестве охладителя и нагревателя воздуха в салоне автомобиля позволяет существенно уменьшить габариты устройств охлаждения и нагрева воздуха.

Недостатком является низкая эффективность теплопередачи и сложность изготовления. Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является теплообменник, содержащий змеевик в виде плоской многоканальной трубы из алюминиевого сплава, снабженной оребрением, причем между витками змеевика дополнительно расположены пластинчатые теплообменные секции, скрепленные со змеевиком посредством оребрения и объединенные общими подводящими и отводящими коллекторами [3].

Недостатком данного теплообменника является низкая эффективность теплопередачи, а также сложность и нетехнологичность изготовления.

Низкая эффективность теплоотдачи и нетехнологичность изготовления объясняется необходимостью обеспечения хорошего контакта между внутренним оребрением с поверхностью пластин, а также плоскостности последних для герметичности паяных швов.

Цель изобретения - интенсификация теплопередачи и повышение технологичности изготовления.

Указанная цель достигается тем, что в теплообменнике, преимущественно для салона транспортного средства, содержащем змеевик из плоской многоканальной трубы, снабженной оребрением, дополнительные теплообменные секции, скрепленные с ним посредством оребрения, входные и выходные коллекторы, согласно изобретению, дополнительные теплообменные секции выполнены в виде змеевика, идентичного упомянутому, при этом витки одного змеевика поочередно огибают витки другого, а расстояние между прямолинейными участками внутреннего витка, по крайней мере в два раза больше расстояния между каждым из них и соседним прямолинейным участком наружного витка.

Отличительными признаками заявляемого технического решения является:
1. Выполнение теплообменника из двух идентичных змеевиков причем витки одного змеевика поочередно огибают витки другого.

2. Расстояние между прямолинейными участками внутреннего витка (наименьший шаг), по крайней мере в два раза больше расстояния между каждым из них и соседним прямолинейным участком наружного витка.

В заявляемом техническом решении отличительные признаки проявляют в отдельности известные в других областях техники свойства, а взятые в совокупности с признаками прототипа, проявляют свойства, которые позволяют повысить эффективность теплопередачи и технологичность изготовления, что указывает на соответствие технического решения критерию "Существенные отличия".

На чертеже показан предлагаемый теплообменник.

Теплообменник состоит из двух идентичных змеевиков 1 из плоской многоканальной трубки, снабженной оребрением 2, при этом витки одного змеевика поочередно огибают витки другого. Каждый змеевик имеет свой входной и выходной коллекторы 3 и 4. Расстояние между прямолинейными участками внутреннего витка Н₁ по крайней мере в два раза больше расстояния Н₂ между каждым из них и соседним прямолинейным участком наружного змеевика. При выполнении теплообменника с оребрением одинаковой высоты между прямолинейными участками внутреннего витка размещается две ленты оребрения с перегородкой 5.

Работа теплообменника осуществляется следующим образом (пример использования теплообменника для системы кондиционирования и обогрева салона легкового автомобиля).

Вследствие того, что теплообменник компактный, он вместо нагревателя монтируется под панелью приборов. В летнее время года теплообменник работает в режиме охлаждения как испаритель воздухоохладителя системы кондиционирования воздуха. Для этого по одному из змеевиков 1 через подводящий и отводящий коллекторы 3 или 4 циркулирует хладоноситель системы кондиционирования воздуха, отводящий тепло при кипении жидкости. При этом по второму змеевику теплоноситель не циркулирует, но его поверхность выполняет функцию оребрения вместе с оребрением 2, а теплоноситель дополнительно аккумулирует холод. Воздух, продуваемый через оребрение 2, направляется в салон автомобиля, обеспечивая там комфортные условия.

В зимнее время года теплообменник работает в режиме подогрева, как нагреватель системы отопления салона автомобиля. Для этого в другой змеевик подается жидкость, охлаждающая двигатель.

По первому змеевику хладагент не циркулирует, поверхность его выполняет функции дополнительного оребрения. Воздух, продуваемый через оребрение 2, нагревается и повышает температуру в салоне автомобиля.

В предлагаемом теплообменнике, обладающем компактностью конструкции и более значительной интенсивностью теплообмена, из-за расстояния между прямолинейными участками внутреннего витка по крайней мере в два раза больше расстояния между каждым из них и соседними прямолинейными участками наружного витка. Это повышает эффективность оребрения с обеих сторон плоскоовальной многоканальной трубки. При использовании ленты оребрения одинаковой высоты между прямолинейными участками внутреннего витка размещается две ленты оребрения с перегородкой 5, что обеспечивает лучшую эффективность оребрения с обеих сторон трубы и повышает интенсивность теплопередачи.

Поскольку оба змеевика идентичны и выполнены из плоскоовальной многоканальной трубки, повышается технологичность изготовления теплообменника и исключается возможность негерметичности в сравнении с прототипом, когда теплообменные секции выполняются из пластин.

Использование: в транспортных средствах для обеспечения комфортных условий в салонах. Сущность изобретения: теплообменник состоит из двух идентичных змеевиков 1 из плоской многоканальной трубки, снабженной оребрением 2, при этом витки одного змеевика поочередно огибают витки другого. Каждый змеевик имеет свой входной и выходной коллекторы 3 и 4. Расстояние между прямолинейными участками внутреннего витка H₁ по крайней мере в два раза больше расстояния H₂ между каждым из этих участков и соседними прямолинейными участками наружного змеевика. 1 ил.

ТЕПЛООБМЕННИК преимущественно для салона транспортного средства, содержащий змеевик из плоской многоканальной трубки, снабженной оребрением, дополнительные теплообменные секции, скрепленные со змеевиком посредством упомянутого оребрения, а также входные и выходные коллекторы, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена и повышения технологичности изготовления, дополнительные теплообменные секции выполнены в виде змеевика, идентичного упомянутому, при этом витки одного змеевика поочередно огибают витки другого, а расстояние между прямолинейными участками внутреннего витка по крайней мере в два раза больше расстояния между этими участками и соседними прямолинейными участками наружного витка.