热交换系统、HVAC系统和车辆技术方案

提供一种热交换系统，包括热交换器、管道和发散元件。管道适于将气流引导到热交换器。发散元件布置在管道中。发散元件适于将气流分成沿着第一流动路径的第一气流部分和沿着第二流动路径的第二气流部分。发散元件适于发散第一气流部分和第二气流部分中的至少一个。第二流动路径包围第一流动路径。此外，提供一种用于车辆的包括热交换系统的HVAC系统。又进一步，提供一种包括热交换系统的车辆。提供一种包括热交换系统的车辆。提供一种包括热交换系统的车辆。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热交换系统、HVAC系统和车辆


[0001]本专利技术涉及一种热交换系统、暖通空调(HVAC)系统以及包括该热交换系统的车辆。
[0002]导致该申请的项目已经获得欧盟地平线2020研究和创新计划的资助，拨款协议号为848620。

技术介绍

[0003]在几种类型的热交换系统中，气流进入热交换系统的入口并在热交换器的出口处离开热交换系统。气流在入口处具有与在出口处不同的温度。热交换器布置在热交换系统中。在从入口到出口的流动路径中，气流通过热交换器。热交换器与气流交换热量，从而加热或冷却气流。因此，热交换器改变气流的温度。然后，气流在出口处离开热交换器。
[0004]已知的热交换系统例如用于车辆中。来自车辆外部的空气被吸入到热交换系统的入口中。热交换器将热量从车辆的发动机传递到穿过热交换器的气流。结果，空气被加热。加热的空气离开热交换系统的出口以进入舱室。这样，加热的空气加热舱室。
[0005]热交换器具有用于接收气流的接收区域。在接收区域，热交换器与气流接触以在热交换器与气流之间传递热量。为了使热交换器与气流之间的热交换最大化，接收区域尽可能大。
[0006]由于体积限制，入口可以具有比接收区域的横截面小的横截面。为了将气流分布遍及接收区域，入口和热交换器之间的管道的横截面沿着流动方向增大。在美国专利第US2704205号中公开了一种已知的热交换系统，其在入口和热交换器之间的管道中使用截头锥形构件。锥形构件在入口附近具有小的横截面并且在热交换器附近具有大的横截面。气流流过锥形构件流到热交换器的接收区域。
[0007]已知的热交换系统的问题在于，热量在气流和热交换器之间不能有效地传递。
[0008]在美国专利4712611中公开了一种已知的热交换系统，公开了具有鼓风机和热交换器的通风单元。扩散器定位在来自鼓风机的空气流中。扩散器扩散空气流，使得空气流基本上覆盖热交换器。
[0009]在专利申请US2009/0239463A1中公开了另一种已知的热交换系统，其公开了一种形成在用于暖通空调系统的控制模块中的扩散器。扩散器包括空气分布设备，用于最小化通过扩散器的流体流的分离。
[0010]在专利申请FR3016027A1中公开了另一种已知的热交换系统，其公开了包括气体管的热交换器。气体管具有发散元件，该发散元件具有气体入口和气体出口。热交换器元件布置在发散元件的气体出口处。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的是提供一种具有改进的效率的热交换系统，或者至少是现有技术的替代方案。
[0012]该目的通过一种热交换系统来实现，该热交换系统包括热交换器、管道和发散元件。管道适于将气流引导到热交换器。发散元件布置在管道中。发散元件适于将气流分成沿着第一流动路径的第一气流部分和沿着第二流动路径的第二气流部分。发散元件适于发散第一气流部分和第二气流部分中的至少一个。第二流动路径包围第一流动路径。
[0013]通过将气流分成第一气流部分和第二气流部分，然后通过发散第一气流部分和第二气流部分中的至少一个，发散元件能够将气流分布遍及管道中的横截面。气流分布遍及横向平面，该横向平面是垂直于气流的流动方向的平面。例如，横向平面由管道的高度和宽度限定。气流沿着管道的高度和/或沿着管道的宽度分布。通过将气流分布在横向平面中，气流的流动轮廓变得更均匀，即减小了沿着气流的流动轮廓的流速差异。通过将气流分布在横向方向上，最后气流更均匀地被分散遍及热交换器的接收区域。在一示例中，气流在横向平面的中心具有高速，并且在横向平面的边缘处具有低速。当使用已知的热交换系统时，热交换器将在接收区域的中心处接收大部分空气，而在接收区域的侧边处仅接收很少的空气。在本专利技术中，气流到达发散元件，在发散元件处气流被分成第一气流和第二气流。在该示例中，发散元件将大部分空气引导到第二气流。结果，管道边缘附近的气流的流量增加，而管道中心处的气流的流量降低。气流的流量是每单位时间通过的空气的体积，例如升每秒。通过进一步发散第一气流部分和/或第二气流部分，最后气流沿着横向平面基本上更均匀地被分散。在另一示例中，入口和发散元件之间的管道中的突转弯管导致当气流到达发散元件时，气流在管道的边缘附近具有高速并且在管道的中心处具有低速。发散元件将气流分成沿着第一流动路径的第一气流部分和沿着第二流动路径的第二气流部分。发散元件在管道的中心形成大开口以提供第一流动路径。发散元件在管道的边缘附近形成小开口以提供第二流动路径。由于管道中心的大开口和管道边缘附近的小开口，中心附近的气流的流速增加，而边缘附近的气流的流速减小。通过进一步发散第一气流部分和/或第二气流部分，最后气流基本上被更均匀地分散遍及热交换器的接收区域。通过将最后气流更均匀地分散遍及热交换器的接收区域，热交换器能够与最后气流有效地交换热量。
[0014]热交换器例如是加热单元。加热单元适于将热量从加热单元传递到气流以增大气流的温度。加热单元例如包括被布置为提供通过加热单元的液体流和/或气体流的导管。导管例如联接到适于加热导管中的液体和/或气体的锅炉。导管例如联接到发动机，如内燃机。在发动机的操作使用期间产生的热量经由液体和/或气体通过导管传递到加热单元。加热单元例如是空调单元的冷凝器。热交换器例如是冷却单元。冷却单元适于将热量从气流传递到冷却单元以降低气流的温度。冷却单元例如包括布置为提供通过冷却单元的液体流和/或气体流的导管。导管例如联接到加热装置，该加热装置适于将热量从导管中的液体和/或气体传递出去以加热装置或空间。在该示例中，来自气流的热量用于加热装置或空间。冷却单元例如是空调单元的蒸发器。
[0015]管道是被布置为将气流引导到热交换器的中空结构。例如，管道的一端是入口或连接到入口。例如，管道的另一端是出口或连接到出口。在另一示例中，管道连接到其他管道。在一示例中，管道的一端布置在热交换器处，因此热交换器邻近管道布置。在另一示例中，管道延伸超过热交换器，因此热交换器至少部分地布置在管道内。管道例如是具有圆形或矩形横截面的管或管子。管道例如是直管道或具有一个或多个弯管的管道。这种弯管可以是适合于气流流过的任何类型的弯管，例如成角度的弯管、偏置弯管、U形弯管、环形弯管
和伸缩U形弯管。管道可以具有小横截面的部分和大横截面的部分。
[0016]发散元件是布置在管道中的本体。发散元件适于通过将第一气流部分和第二气流部分彼此分离而将气流分成第一气流部分和第二气流部分。发散元件通过在管道中提供局部阻挡气流的局部阻塞件而将气流分成第一气流部分和第二气流部分。通过局部阻挡气流，局部阻塞件迫使气流的一部分在阻塞件的一侧周围流动以形成第一气流部分，并且迫使气流的另一部分在阻塞件的另一侧周围流动以形成第二气流部分。例如，发散元件具有管状本体，其中第一流动路径形成穿过管状本体，并且其中第二流动路径沿着管状本体的外表面形成。在另一示例中，发散元件包括布置在管道中的多个分开的本体，其中各本体被布置为将气流分成第一气流部分和第二气流部分。多个分开的本体例如单独地附接到管道本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种热交换系统(100)，包括：热交换器(112)；管道(104)；发散元件(110)，其中所述管道(104)适于将气流(10)引导到所述热交换器(112)，其中所述发散元件(110)布置在所述管道(104)中，其中所述发散元件(110)适于将所述气流(10)分成沿着第一流动路径的第一气流部分(21)和沿着第二流动路径的第二气流部分(22)，其中所述发散元件(110)适于发散所述第一气流部分(21)和所述第二气流部分(22)中的至少一个，其中所述第二流动路径包围所述第一流动路径，其中所述热交换系统(100)包括用于产生所述气流(10)的风扇(105)，其中所述发散元件(110)布置在所述风扇(105)和所述热交换器(112)之间，其中所述热交换系统(100)包括多个发散元件(110，610)，其中所述风扇(105)包括多个出口以提供多个气流(10)，其中所述多个发散元件(110，610)中的每一个被布置成分别接收所述多个气流(10)中的一个。2.根据前述权利要求中任一项所述的热交换系统(100)，其中所述热交换器(112)具有用于接收所述气流(10)的接收区域(112a)，其中所述接收区域(112a)沿着所述管道(104)的横截面延伸，其中所述发散元件(110)适于将所述第一气流部分(21)和所述第二气流部分(22)分布遍及所述接收区域(112a)。3.根据前述权利要求中任一项所述的热交换系统(100)，其中所述发散元件(110)适于提供在朝所述热交换器(112)的方向上减小的所述第二流动路径的横截面。4.根据前述权利要求中任一项所述的热交换系统(100)，其中所述发散元件(110)机械地连接到所述热交换器(112)。5.根据前述权利要求中任一项所述的热交换系统(100)，其中所述发散元件(110)适于减少所述气流(10)的湍流。6.根据前述权利要求中任一项所述的热交换系统(100)，其中所述发散元件(110)包括具有第一内表面(202)和第一外表面(203)的第一中空体(201)，其中所述第一内表面(202)被布置为沿着所述第一流动路径引导所述第一气流部分(21)通过所述第一中空体(201)，并且其中所述第一外表面(203)被布置为沿着所述第二流动路径引导所述第二气流部分(22)。7.根据权利要求6所述的热交换系统(100)，其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢尔，
申请(专利权)人：阿特拉斯科技控股有限公司，
类型：发明
国别省市：