空气冷却热交换系统技术方案

一种具有包含一种冷却剂的通道的空气冷却热交换系统，该系统包括一排矩形的热交换元件，所述热交换元件边对边地成角度来回连接并包含具有所述冷却剂的所述通道。所述一排热交换元件被设置在具有开口端的一个低的、宽的且长的壳体中，所述开口端被设置为供冷却空气流通。所述热交换元件排延伸、部分地交叉于位于附接在所述侧壁以及所述顶部和底部的两个低侧壁之间的所述冷却空气流的流动方向，部分地沿着所述壳体的纵向方向，主要是所述入口和出口开口之间的距离，该距离基本上比所述壳体和所述开口端的高度长。

Air cooling heat exchange system

An air cooling heat has contains a coolant channel switching system, the system includes a row of rectangular heat exchange element, the heat exchanging element side to side angle of back and forth connection and comprising the channel with the coolant. The row of heat exchange elements are arranged in a low, wide and long shell with an open end. The heat exchanging element row extension, partially located in the cross of two low side walls connected with the side wall and the top and bottom of the cooling air flow direction, partly along the longitudinal direction of the housing, is the main entrance and outlet opening between the height of the long distance, distance basically than the shell and the open end.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请主张享有于2014年5月28日提交第62/004,073号美国临时申请的权益，该申请的全部内容和实质在此以引用的方式并入。
本专利技术总体上涉及热交换系统，更具体地说，涉及一种具有包含冷却剂并通过管道与待冷却物体的冷却导管相连的通道的空气冷却热交换系统。
技术介绍
常规的机动车空气冷却热交换系统包括发动机的冷却系统，以及一个舒适装置，其包括一个基本方形、垂直的热交换器元件和一个接一个地紧密设置并且位于所述发动机前方的一个或一对螺旋桨(轴向)风扇。移动的车辆产生使冷却器冷却的风，并且如果需要的话，可以由所述一个或多个风扇提供额外的冷却。所述风扇可以由一个环形壳体围绕以增强风扇的冷却能力。在这些常规系统中，冷却效率在很大程度上受空间条件的限制。发动机舱主要由发动机和相关部件所占据；因此，用于散发已经离开冷却器和风扇的冷却空气的空间有限，从而导致冷却能力不能最佳化。固定热交换系统具有类似的缺点。例如，DE2450093公开了对于传统方形冷却器的折叠，其将所述冷却器分成几个盘形热交换元件，这些盘形热交换元件边对边并且在倾斜地连接。由于与冷却空气流动方向相同方向的空间有限，所以热交换元件总面积的增加受到限制，并且对于该技术没有广泛的现场应用。DE2747785公开了将具有两个倾斜热交换元件和一个轴流风扇的常规冷却装置设置在商用车辆的顶部上。SE437131公开了一种具有位于卡车顶部上的垂直冷却器和风扇的冷却装置。是的，就可用空间而言，这两种现有技术中的冷却装置的冷却能力是极其有限的。此外，所公开的壳体在具有或不具有风扇支持的情况下从入口到出口的风压显著降低，因此并非是当前社会所需的例如，更大舒适设备、发动机间冷却器以及在气候非常热的地区运行车辆的更有效冷却系统的恰当解决方案。EP0097287是不利解决方案的另一个示例，其中，冷却装置具有一个轴向风扇和在管状壳体中的轮流交替的两个冷却元件。为了克服这些传统的可操作性和效率问题，本专利技术提出了一种空气冷却热交换系统；该系统包括含有一种冷却剂的通道，该通道通过管道连接到待冷却物体，即，内燃机的冷却导管，该系统包括一排长方盘形的、透气的热交换元件，它们边对边地连接，在具有包含所述冷却剂的所述通道的所述热交换元件之间成一个特定角度的来回倾斜，该系统是非常值得拥有的。本专利技术的目的就是提供一种此类工业需要。
技术实现思路
简要地说，在一个优选的形式中，本专利技术包括一种热管理系统，其基于以新颖和非显而易见的方式对可用空间的最佳利用和热交换元件的使用，相对于现有技术的当前状况，本专利技术具有显着改进的冷却能力，给移动以及固定热管理系统带来益处。包含本专利技术热交换技术的当前热管理系统，主要用于内燃机罩的水冷却。本技术还在航空航天工业中有应用。本专利技术提供的一个益处是：与目前使用的相比，显著减少了用于散热器冷却的寄生负载，即风扇功率。在低RAM压力应用，例如，城市公共汽车、建筑、采矿、林业和建筑机械中，在相同散热下(以kW/m2K计)，由于在空气侧上具有小得多的压力下降的新颖设计，寄生负载比常规技术低约90％。这可以等效于基于轴功率的15％以上的燃料效率改进。在一个示例性实施方案中，本专利技术是一个用于待冷却物体的热管理系统，所述系统包括一个内置热交换介质的壳体，所述热交换介质包括垂直安装在所述壳体顶部和底部之间的热交换元件的V形结构。所述壳体可以具有大于其平均高度的平均长度。所述壳体可以包括一个入口和出口、底部、顶部和相对侧壁。所述热交换元件可以是矩形的、盘形的和透气的。所述系统还可以进一步包括一个冷却剂泵，用于向所述热交换介质提供冷却剂。所述系统还可以进一步包括一个流体转向器、一个流动孔和一个外通道，其中，所述流体转向器将经由所述流动孔排出所述壳体的出口的所述空气流转向，并使其进入到所述外通道。所述系统还可以包括一个风扇组件。本专利技术可以包括两种主要形式的不同元件(或元件的部分)：一种是大体固定的或以其他方式设计成保持固定的被动系统，以及相对于被动系统的可用于移动的一种主动系统。在优选形式中，所述被动系统包括所述壳体的一个主要部分以及所述热交换介质；而所述壳体的后部，包括通过所述系统的最终排出的空气，被包括在主动系统中，这样使得所述排出空气的方向可以利用一个风扇组件进行改变和/或推动。在另一示例性实施方案中，本专利技术包括一种空气冷却热交换系统，其包括一个被动冷却系统，该被动冷却系统包括平均长度大于其平均高度的一个壳体和位于所述壳体内的热交换介质，其中，所述壳体包括一个入口、一个出口、一个底部、一个顶部和相对侧壁，其中，所述热交换介质包括多个热交换元件，所述多个热交换元件在所述壳体的宽度上延伸，从所述壳体的一侧到所述壳体的另一侧，相邻的热交换元件在一个端部彼此连接，所述多个热交换元件在所述壳体的宽度上彼此成角度地设置，其中，所述热交换元件是矩形、盘形和透气的，并且其中所述壳体接受通过所述入口和通过所述热交换介质(设置为至少部分地交叉于通过所述入口的所述空气流)的移动空气，以及通过所述出口排出所述壳体的所述空气。在优选实施方案中，所述壳体通常是矩形的，沿着其坐标具有一个均匀的高度、宽度和长度，但是不是必须要这样设计。所述壳体的所述底部或顶部可以包含弧形部分，否则不位于平行平面中。所述壳体的所述侧面可类似地包含弧形部分，否则不位于平行平面中。由所述壳体的所述入口和出口呈现的所述方形区域不需要相等。所述空气冷却热交换系统可以进一步包括在所述壳体的所述出口附近(或者是其一部分)的一个主动冷却系统，所述主动冷却系统提供排出所述空气冷却热交换系统的所述空气的方向控制，可以是一个与通过所述壳体的所述入口的空气方向不同的排出方向。所述主动冷却系统可以包括一个流体转向器、一个流动孔和一个外通道，其中，所述流体转向器将经由所述流动孔排出所述被动冷却系统的所述出口的空气流转向，并进入到所述外通道。所述主动冷却系统还可包括一个风扇组件。在另一个示例性实施方案中，本专利技术包括一种空气冷却热交换系统，其包括含有一种冷却剂的通道，且所述通道连接到待冷却物体，例如，内燃机的冷却导管，所述系统包括一排矩形的、盘形的、透气的热交换元件，它们在具有包含所述冷却剂的所述通道的所述热交换元件之间边对边、并以一个特定的角度来回倾斜地连接，其中，延伸、部分交叉于所述流动方向的一排热交换元件被设置在具有两个开口端的所述壳体中，这两个开口端形成具有低高度的通常为矩形的入口开口和出口开口，其中，所述高度被定义为入口和出口矩形的最短边，并且在所述入口和出口矩形之间的所述空气流方向上的延伸明显长于/大于所述高度。在另一个示例性实施方案中，本专利技术包括一种空气冷却热交换系统，其包括含有一种冷却剂的通道，所述通道通过管道连接到待冷却物体的冷却导管，所述系统包括一排矩形、圆盘形、透气的热交换元件，它们边对边地连接，在具有包含所述冷却剂的所述通道的所述热交换元件之间来回倾斜形成一个特定的角度，其中，所述一排热交换元件被设置在具有两个开口端的一个低的、宽的且长的壳体中，其形成一个通常为矩形的入口开口和出口开口，被设置为用于冷却空气流通过所述一排热交换元件，其延伸部分地交叉于位于所述壳体的两个低的相对侧面之间的所述冷却空气流的流动方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空气冷却热交换系统，其包括：壳体，该壳体的平均长度大于其平均高度；以及位于所述壳体内的热交换介质；其中，所述壳体包括入口、出口、底部、顶部和相对侧壁；所述热交换介质包括热交换元件的V形结构，所述热交换元件被垂直安装在所述壳体的顶部和底部之间，并且延伸穿过所述壳体的宽度，从所述壳体的一侧延伸到所述壳体的另一侧，相邻热交换元件在端部彼此连接，在壳体宽度上彼此成角度设置的多个热交换元件形成所述V形结构；其中，所述热交换元件是矩形、盘形和透气的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.28 US 62/004,0731.一种空气冷却热交换系统，其包括：壳体，该壳体的平均长度大于其平均高度；以及位于所述壳体内的热交换介质；其中，所述壳体包括入口、出口、底部、顶部和相对侧壁；所述热交换介质包括热交换元件的V形结构，所述热交换元件被垂直安装在所述壳体的顶部和底部之间，并且延伸穿过所述壳体的宽度，从所述壳体的一侧延伸到所述壳体的另一侧，相邻热交换元件在端部彼此连接，在壳体宽度上彼此成角度设置的多个热交换元件形成所述V形结构；其中，所述热交换元件是矩形、盘形和透气的。2.根据权利要求1所述的空气冷却热交换系统，其中，当所述壳体移动时，所述壳体接受通过所述入口和通过被设置为至少部分地交叉于通过所述入口的空气流的热交换介质的空气，以及，所述空气通过所述出口排出所述壳体。3.根据权利要求1所述的空气冷却热交换系统，所述系统还包括一个冷却剂泵，以用于泵送所述冷却剂通过所述热交换介质。4.一种空气冷却热交换系统，包括：被动冷却系统，其包括：壳体，该壳体平均长度大于其平均高度；以及位于所述壳体内的热交换介质；其中，所述壳体包括入口和出口、底部、顶部、相对侧壁；所述热交换介质包括延伸穿过所述壳体宽度、从所述壳体的一侧延伸到所述壳体的另一侧的多个热交换元件，相邻的热交换元件在一个端部彼此连接，所述多个热交换元件穿过所述壳体的宽度彼此成角度地设置；其中，所述热交换元件是矩形、盘形和透气的；以及当所述壳体移动时，所述壳体接受通过所述入口和通过被设置为至少部分地交叉于通过所述入口的空气流的热交换介质的空气，以及，所述空气通过所述出口排出所述外壳。5.根据权利要求4所述的空气冷却热交换系统，其中，所述壳体的长度沿其宽度是均匀的。6.根据权利要求4所述的空气冷却热交换系统，其中，所述壳体的宽度沿其长度是均匀的。7.根据权利要求4所述的空气冷却热交换系统，其中，所述壳体的高度沿其长度是均匀的。8.根据权利要求4所述的空气冷却热交换系统，其中，所述壳体包括一个大致矩形的壳体，所述壳体具有入口，该入口具有与所述出口大致相同的表面积。9.根据权利要求4所述的空气冷却热交换系统，所述系统还包括靠近所述壳体的所述出口的主动冷却系统，所述主动冷却系统提供排出所述空气冷却热交换系统的所述空气的方向控制。10.根据权利要求9所述的空气冷却热交换系统，其中，所述主动冷却系统包括：流体转向器；流动孔；以及外通道；其中，所述流体转向器将通过所述流动孔将排出所述被动冷却系统的所述出口的空气流转向，并进入所述外通道。11.根据权利要求9所述的空气冷却热交换系统，其中，所述主动冷却系统还包括风扇组件。12.一种空气冷却热交换系统，包括：壳体，该壳体平均长度大于其平均高度；以及位于所述壳体内的热交换介质；其中，所述壳体包括入口和出口、底部、顶部和相对侧壁；其中，所述热交换介质包括含有冷却剂的热交换通道的V形结构，其被垂直安装在所述壳体的所述顶部和所述底部之间，穿过所述壳体的宽度从所述壳体的一侧延伸到所述壳体的另一侧，相邻的热交换元件在端部彼此连接，多个热交换元件穿过所述壳体的宽度彼此成角度地设置，形成所述V形结构；其中，所述热交换元件是矩形、盘形和透气的；以及当所述壳体移动时，所述壳体接受通过所述入口和通过被设置为至少部分地交叉于通过所述入口的空气流的热交换介质的空气，以及，所述空气通过所述出口离开所述壳体。13.根据权利要求12所述的空气冷却热交换系统，其中，所述壳体被安装在车辆上或车辆中，当所述车辆移动时，所述壳体的入口暴露在与速度相关的风中。14.根据权利要求13所述的空气冷却热交换系统，其中，来自于所述入口开口的入口通道和/或通向所述出口的出口通道被设置为与外通道连通，该外通道可移动地设置在所述壳体的后部，并且，该外通道的宽度分别等于所述入口或所述出口的宽度，并且包含一个风扇组件。15.根据权利要求14所述的空气冷却热交换系统，其中，所述风扇组件包括用于在不存在所需的速度相关的风时产生风扇空气流的横流式风扇。16.根据权利要求15所述的空气冷却热交换系统，其中，所述风扇组件具有与所述入口或出口的宽度的相对应的延伸部，根据情况，所述风扇组件可位于所述热交换元件的上游和/或下游，以用于产生气流。17.根据权利要求12所述的空气冷却热交换系统，其中，所述壳体的入口和出口被设置在接近并平行于所述壳体的侧面的两个相对边缘，其中，所述壳体的至少一端延伸有一个消音罩，其在沿着所述对应边缘轻微弯曲并远离，沿着所述壳体的边向下远离所述边，以让冷却空气通过。18.根据权利要求17所述的空气冷却热交换系统，其中，所述消音罩设置有水平的、透气的槽，所述槽具有用于通过扩散器作用引导所述气流通过所述槽的导轨。19.根据权利要求14所述的空气冷却热交换系统，其中，所述外通道包括入口开口和阀瓣，所述阀瓣在开口位置时被设置成关闭所述壳体的出口和所述出口通道之间的连接。20.根据权利要求14所述的空气冷却热交换系统，其中，所述外通道包括入口开口和阀瓣，所述阀瓣在开口位置时被设置成...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·普莱特尔，欧微·普莱特尔，罗兰德·福佳斯多姆，
申请(专利权)人：威克斯科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US