ТЕПЛООБМЕННИК, АППАРАТ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВОДЫ ИЗ ВОЗДУХА И СПОСОБ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

1. Теплообменник, содержащий:
теплообменник с оребренными трубами, содержащий ряд ребер, при этом ребра содержат по меньшей мере одно сквозное отверстие, соединенное со сквозной теплообменной трубой;
пластинчатый теплообменник, содержащий ряд пластин, по меньшей мере две группы входов потока и две группы выходов потока, при этом каждая по меньшей мере из части пластин содержит полость и рельеф,
причем каждое по меньшей мере из части ребер теплообменника с оребренными трубами по меньшей мере частично прикреплено к соответствующей пластине пластинчатого теплообменника с образованием узла «ребро - пластина» (УРП), причем ребро по меньшей мере частично перекрывает полость соответствующей пластины, при этом по меньшей мере часть периферийного края ребра прикреплена по меньшей мере к части периферийного края вокруг полости пластины с возможностью вхождения текучей среды, протекающей поверх любой из сторон пластины, в контакт с ребром;
причем по меньшей мере одно из следующего: (i) чередующийся порядок пластин с разным рельефом; и (ii) чередующаяся ориентация пластин в ряду, обеспечивает одно или более из следующего (i) одновременный встречный поток текучей среды, (ii) перекрестный поток текучей среды или (iii) полу-встречно-перекрестный поток текучей среды над и под узлом «ребро - пластина».
2. Теплообменник, содержащий:
теплообменник с оребренными трубами, содержащий ряд ребер, при этом ребра содержат по меньшей мере одно сквозное отверстие, соединенное со сквозной теплообменной трубой, при этом по меньшей мере часть ребер содержит по меньшей мере один сквозной проход текучей среды, обеспечивающий возможность прохождения текучей среды с одной стороны ребра на другую; и
пластинчатый теплообменник, содержащий ряд пластин, по меньшей мере две группы входов потока и две группы выходов потока, при этом каждая по меньшей мере из части пластин содержит полость и рельеф,
причем каждое по меньшей мере из части ребер теплообменника с оребренными трубами по меньшей мере частично прикреплено к соответствующей пластине пластинчатого теплообменника или охвачено ею с образованием узла «ребро - пластина» (УРП) с возможностью вхождения текучей среды, протекающей поверх любой из сторон пластины, в непосредственный контакт с ребром;
причем по меньшей мере одно из следующего: (i) чередующийся порядок пластин с разным рельефом; и (ii) чередующаяся ориентация пластин в ряду, обеспечивает возможность одновременного встречного потока текучей среды, перекрестного потока текучей среды или полу-встречно-перекрестного потока текучей среды над и под узлом «ребро - пластина».
3. Теплообменник, содержащий:
теплообменник с оребренными трубами, содержащий ряд ребер, при этом ребра содержат по меньшей мере одно сквозное отверстие, соединенное со сквозной теплообменной трубой; и
пластинчатый теплообменник, содержащий ряд пластин, по меньшей мере две группы входов потока и две группы выходов потока, при этом каждая по меньшей мере из части пластин содержит полость и рельеф,
причем каждое по меньшей мере из части ребер теплообменника с оребренными трубами по меньшей мере частично прикреплено к соответствующей пластине пластинчатого теплообменника или охвачено ею с образованием узла «ребро - пластина» (УРП) с возможностью вхождения текучей среды, протекающей поверх любой из сторон пластины, в непосредственный контакт с ребром;
причем по меньшей мере одно из следующего: (i) чередующийся порядок пластин с разным рельефом; и (ii) чередующаяся ориентация пластин в ряду, обеспечивает возможность одновременного встречного потока текучей среды, перекрестного потока текучей среды или полу-встречно-перекрестный поток текучей среды над и под узлом «ребро - пластина»,
причем указанные пластины, содержащие боковые периферийные выступы, выполнены с возможностью образования, когда пластина установлена в ряд с другой пластиной, одного из следующего:
(а) на периферийных участках, подлежащих уплотнению - по меньшей мере одно из следующего:
i. зазора между периферийными выступами и поверхностью смежной пластины, обращенной к периферийному выступу, достаточно узкого для того, чтобы наносимый адгезив мог заполнить зазор; и
ii. ширины наружного бокового участка на указанных двух пластинах, обеспечивающей возможность окружения наносимым адгезивом наружных кромок пластин;
причем пластина выполнена с возможностью образования, когда пластина установлена в ряд с другой пластиной, зазора между кромкой пластины и кромкой смежной пластины, обращенной к первой пластине, который в местах, где зазор следует оставить открытым, больше зазора, обеспечивающего возможность заполнения или окружения зазора наносимым адгезивом, благодаря чему зазор остается открытым;
или
(b) на периферийных участках, подлежащих уплотнению - зазора между периферийными выступами и поверхностью смежной пластины, обращенной к периферийному выступу, достаточно узкого для обеспечения возможности плавления и сплавления кромок пластин при подводе тепла;
причем пластина выполнена с возможностью образования, когда пластина установлена в ряд с другой пластиной, зазора между кромкой пластины и кромкой смежной пластины, обращенной к первой пластине, который в местах, где зазор следует оставить открытым, больше зазора, обеспечивающего возможность плавления и сплавления кромок пластин при подводе тепла, благодаря чему зазор остается открытым.
4. Теплообменник, содержащий:
теплообменник с оребренными трубами, содержащий ряд ребер, при этом ребра содержат по меньшей мере одно сквозное отверстие, соединенное со сквозной теплообменной трубой;
пластинчатый теплообменник, содержащий ряд пластин, по меньшей мере две группы входов потока и две группы выходов потока, при этом каждая по меньшей мере из части пластин содержит полость и рельеф,
причем каждое по меньшей мере из части ребер теплообменника с оребренными трубами по меньшей мере частично прикреплено к соответствующей пластине пластинчатого теплообменника или охвачено ею с образованием узла «ребро - пластина» (УРП) с возможностью вхождения текучей среды, протекающей поверх любой из сторон пластины, в непосредственный контакт с ребром;
причем по меньшей мере одно из следующего: (i) чередующийся порядок пластин с разным рельефом; и (ii) чередующаяся ориентация пластин в ряду, обеспечивает возможность одновременного встречного потока текучей среды, перекрестного потока текучей среды или полу-встречно-перекрестного потока текучей среды над и под узлом «ребро - пластина»,
причем пластина дополнительно содержит
зону входа текучей среды, первую теплообменную зону, содержащую выступы каналов, вторую теплообменную зону, третью теплообменную зону, содержащую выступы каналов, и зону выхода текучей среды, при этом по меньшей мере одна из зоны входа текучей среды и зоны выхода текучей среды содержит выравнивающие выступы, выполненные с возможностью уменьшения величины неравномерности массового расхода текучей среды по разным выступам каналов по меньшей мере в одной из первой теплообменной зоны и третьей теплообменной зоны и на протяжении второй теплообменной зоны.
5. Теплообменник по любому из пп. 1-4, в котором первая часть пластин, каждая из которых содержит рельеф, выполнена с возможностью направления первого потока текучей среды между смежными пластинами из первой зоны входа к первой теплообменной зоне, далее из области между смежными пластинами ко второй теплообменной зоне, далее из области между смежными ребрами к третьей теплообменной зоне и далее за первую зону выхода текучей среды; вторая часть пластин, каждая из которых содержит рельеф, выполнена с возможностью одновременного направления второго потока текучей среды между смежными пластинами из-за второй зоны входа к третьей теплообменной зоне, далее из области между смежными пластинами ко второй теплообменной зоне, далее из области между смежными ребрами к первой теплообменной зоне и далее за вторую зону выхода текучей среды.
6. Теплообменник по любому из пп. 1-4, в котором при протекании текучей среды из зоны входа текучей среды ко второй теплообменной зоне предусмотрено осуществление теплообмена в первой теплообменной зоне с встречным потоком текучей среды, перекрестным потоком текучей среды или полу-встречно-перекрестным потоком текучей среды, одновременно протекающим на другой стороне пластины, через поверхность пластины, далее предусмотрено осуществление потоком текучей среды теплообмена с открытыми ребрами во второй теплообменной зоне, далее предусмотрено осуществление теплообмена с встречным потоком текучей среды, перекрестным потоком текучей среды или полу-встречно-перекрестным потоком текучей среды на другой стороне пластины через пластину в третьей теплообменной зоне и выход потока текучей среды через зону выхода текучей среды.
7. Теплообменник по п. 1, в котором по меньшей мере одно из пластины и/или ребра содержит соединительные выступы, расположенные вблизи полости и выполненные с возможностью прижатия и прикрепления ребра к периферийному краю смежной пластины вокруг полости.
8. Теплообменник по любому из пп. 1-4, в котором полости пластин представляют собой вырезы, ограниченные внутренними кромками пластин, и, если ребра прикреплены к пластине, вырез отличается тем, что его площадь меньше площади ребра.
9. Теплообменник по любому из пп. 1-4, в котором кромка ребра прикреплена посредством адгезии к поверхности пластины.
10. Теплообменник по п. 2, в котором указанный по меньшей мере один сквозной проход текучей среды обеспечивает возможность протекания под потока из потока, протекающего поверх ребра, через сквозное отверстие и слияния с подпотоком потока, протекающего позади ребра в другом направлении.
11. Теплообменник по п. 2 или 10, в котором предусмотрен выступ в обход по меньшей мере одного сквозного прохода текучей среды.
12. Теплообменник по любому из пп. 2, 10 или 11, в котором по меньшей мере один проход текучей среды расположен на участке, где перепад статического давления между двумя сторонами ребра без проходов и с потоком воздуха, протекающим от первого входа к первому выходу, и со вторым воздушным потоком, протекающим от второго входа ко второму выходу, составляет менее 30% перепада давления между входом и выходом.
13. Теплообменник по п. 3, в котором максимальный зазор в местах, которые должны быть блокированы для потока текучей среды, меньше диаметра капли адгезива, образующейся после того, как адгезив капнут на поверхность пластин.
14. Теплообменник по п. 3 или 13, в котором минимальный зазор в местах, которые должны быть открыты для потока текучей среды, больше диаметра капли адгезива, образующейся после того, как адгезив капнут на поверхность, выполненную из того же материала, что и поверхность пластины.
15. Теплообменник по п. 4, в котором выравнивающие выступы по меньшей мере в одной из зоны входа текучей среды и зоны выхода текучей среды включают в себя по меньшей мере одно из следующего: изогнуто-линейный выступ, точечный выступ, неравномерно разнесенные выступающие линии, непараллельные выступающие линии, невыровненные начальные точки и невыровненные конечные точки.
16. Теплообменник по п. 4 или 15, в котором рельеф каналов потока текучей среды по меньшей мере в одной из первой и третьей теплообменной зоне содержит по меньшей мере один изогнуто-линейный выступ вблизи входной или выходной зоны, соответственно.
17. Теплообменник по любому из пп. 1-4, в котором пластины выполнены из материала с коэффициентом теплопроводности менее
18. Теплообменник по любому из пп. 1-4, в котором ребра выполнены из материала с коэффициентом теплопроводности выше
19. Теплообменник по любому из пп. 2, 3 или 4, в котором ребро по меньшей мере частично перекрывает полость пластины, при этом по меньшей мере часть периферийного края ребра прикреплена по меньшей мере к части периферийного края вокруг полости пластины.
20. Теплообменник по любому из пп. 1, 3 или 4, в котором по меньшей мере часть ребер дополнительно содержит по меньшей мере один сквозной проход текучей среды, обеспечивающий возможность прохождения текучей среды с одной стороны ребра на другую.
21. Теплообменник по любому из пп. 1, 2 или 4, в котором указанные пластины, содержащие боковые периферийные выступы, выполнены с возможностью образования, когда пластина установлена в ряд с другой пластиной, одного из следующего:
(a) по меньшей мере одно из следующего:
i. зазора между периферийными выступами и поверхностью смежной пластины, обращенной к периферийному выступу, достаточно узкого для того, чтобы наносимый адгезив мог заполнить зазор; и
ii. ширины наружного бокового участка на указанных двух пластинах, обеспечивающей возможность окружения наносимым адгезивом наружных кромок пластин;
на периферийных участках, подлежащих уплотнению,
причем пластина выполнена с возможностью образования, когда пластина установлена в ряд с другой пластиной, зазора между кромкой пластины и кромкой смежной пластины, обращенной к первой пластине, который в местах, где зазор следует оставить открытым, больше зазора, обеспечивающего возможность заполнения или окружения зазора наносимым адгезивом, благодаря чему зазор остается открытым; или
(b) зазора между периферийными выступами и поверхностью смежной пластины, обращенной к периферийному выступу, достаточно узкого для обеспечения возможности плавления и сплавления кромок пластин при подводе тепла;
на периферийных участках, подлежащих уплотнению,
причем пластина выполнена с возможностью образования, когда пластина установлена в ряд с другой пластиной, зазора между кромкой пластины и кромкой смежной пластины, обращенной к первой пластине, который в местах, где зазор следует оставить открытым, больше зазора, обеспечивающего возможность плавления и сплавления кромок пластин при подводе тепла, благодаря чему зазор остается открытым.
22. Теплообменник по любому из пп. 1, 2 или 3, в котором пластина дополнительно содержит зону входа текучей среды, первую теплообменную зону, вторую теплообменную зону, третью теплообменную зону и зону выхода текучей среды, при этом по меньшей мере одна из зоны входа и зоны выхода содержит выравнивающие выступы, выполненные с возможностью уменьшения величины неравномерности массового расхода текучей среды по разным выступам каналов потока текучей среды через первую теплообменную зону, далее через вторую теплообменную зону, далее через третью теплообменную зону и далее через зону выхода текучей среды.
23. Пластина теплообменника по любому из пп. 1, 3 или 4.
24. Ребро теплообменника с оребренными трубами, содержащее по меньшей мере один сквозной проход текучей среды, обеспечивающий возможность прохождения текучей среды с одной стороны ребра на другую.
25. Ребро по п. 24, в котором указанный по меньшей мере один сквозной проход текучей среды обеспечивает возможность протекания подпотока из потока, протекающего поверх ребра, через сквозное отверстие и слияния с потоком подпотока, протекающего позади ребра в другом направлении.
26. Способ выборочного уплотнения зазоров между смежными пластинами пластинчатого теплообменника, включающий в себя этапы, на которых:
(a) получают пластинчатый теплообменник, содержащий по меньшей мере одну поверхность, содержащую наружные кромки пластин, по пп. 3, 13 или 14;
(b) наносят адгезив или подводят тепло, в зависимости от типа полученной пластины, по меньшей мере на одну из поверхностей пластинчатого теплообменника, содержащую периферийные участки, подлежащие выборочному уплотнению;
для получения пластинчатого теплообменника, выборочно уплотненного по меньшей мере на одной стороне.
27. Способ по п. 24, дополнительно включающий в себя этап, на котором высушивают адгезив, оставшийся между пластинами, когда адгезив нанесен.
28. Способ по п. 24 или 25, в котором нанесение адгезива осуществляют по меньшей мере одним из следующих способов: погружением, кистью, впрыском, намазыванием или распылением.
29. Способ по любому из пп. 24-26, в котором в качестве адгезива выбирают по меньшей мере одно из следующего: клей или краску.
30. Способ по любому из пп. 24-27, в котором пластинчатый теплообменник представляет собой теплообменник по п. 3.
31. Способ изготовления теплообменника, включающий в себя этапы, на которых:
a. получают пластины и ребра теплообменника по п. 1;
b. опционально размещают торцевую пластину, содержащую сквозные отверстия для прохождения труб теплоносителя, и опционально вставляют по меньшей мере две продольные трубы теплоносителя или направляющие штанги через два из указанных сквозных отверстий;
c. укладывают полученное ребро поверх сборочной поверхности или, в соответствующем случае, на торцевую пластину, при этом в соответствующих случаях вставляя направляющие трубы или штанги через сквозные отверстия или выравнивая сквозные отверстия ребра со сквозными отверстиями торцевой пластины;
d. укладывают полученную пластину на ребро так, чтобы поверхность пластины, которая должна входить в контакт с ребром, была обращена к ребру, и так, чтобы полость пластины перекрывала часть ребра, содержащую по меньшей мере одно сквозное отверстие для теплообменных труб, и, в соответствующих случаях, охватывала трубы или штанги, проходящие от сборочной поверхности;
e. укладывают другое полученное ребро поверх пластины, уложенной на этапе d, так, чтобы поверхность ребра, которая должна быть обращена к следующей пластине, была обращена в сторону, противоположную ранее уложенной пластине, и так, чтобы сквозные отверстия ребра были выровнены со сквозными отверстиями предыдущего ребра с возможностью пронизывания сквозного отверстия направляющими трубами или штангами насквозь в соответствующих случаях;
f. повторяют этапы d и е до тех пор, пока не будет получен ряд пластин, соединенных с ребрами, желаемой длины;
g. опционально покрывают ряд торцевой пластиной;
h. в соответствующих случаях, вставляют оставшуюся продольную трубу (оставшиеся продольные трубы) теплоносителя через сквозные отверстия ребер; и
i. опционально раздувают теплообменную трубу (теплообменные трубы) для улучшения теплопередачи между трубой и ребром через отверстие для получения теплообменника с оребренными трубами в сборе с пластинами.
32. Способ по п. 31, в котором установку в ряд осуществляют в обратном порядке: сначала укладывают пластину, а затем ребро.
33. Способ по п. 31 или 30, в котором пластины с разным рельефом устанавливают в ряд в чередующемся порядке.
34. Способ по п. 29, в котором вместо этапов (с) - (е) выполняют вставку предварительно собранных узлов ребер, прикрепленных к пластинам.
35. Способ по любому из пп. 31-32, дополнительно содержащий этап, на котором выборочно уплотняют зазоры в периферийных местах, которые должны быть блокированы по меньшей мере на одной поверхности теплообменника.
36. Способ по п. 35, в котором уплотнение осуществляют в соответствии со способом по любому из пп. 24-27.
37. Аппарат, обеспечивающий возможность процесса охлаждения, содержащий компрессор, конденсатор, расширительное устройство и испаритель, причем испаритель представляет собой теплообменник с оребренными трубами в составе теплообменника по любому из пп. 1-4, при этом конденсатор расположен ниже по потоку от теплообменника, так что предусмотрена возможность протекания выходящего из теплообменника воздушного потока через конденсатор.
38. Аппарат по п. 37, в котором теплообменник содержит зазоры, допускающие утечки текучей среды, в связи с чем массовый расход через конденсатор превышает массовый расход через испаритель.
39. Аппарат по п. 38, в котором зазоры расположены по меньшей мере в одном из следующих мест: (i) по меньшей мере часть зоны соединения между ребром и пластиной выше по потоку от ребра, и (ii) по меньшей мере часть линии контакта между блокирующими выступами и смежной пластиной.
40. Аппарат, содержащий компрессор, конденсатор, расширительное устройство и испаритель, обеспечивающие возможность процесса охлаждения, причем конденсатор представляет собой теплообменник с оребренными трубами в составе теплообменника по любому из пп. 1-4, при этом испаритель расположен ниже по потоку от теплообменника, так что предусмотрена возможность протекания выходящего из теплообменника воздушного потока через испаритель.
41. Аппарат по п. 40, в котором теплообменник содержит зазоры, допускающие утечки текучей среды, в связи с чем массовый расход через испаритель превышает массовый расход через конденсатор.
42. Аппарат по п. 41, в котором зазоры расположены по меньшей мере в одном из следующих мест: (i) по меньшей мере часть зоны соединения между ребром и пластиной выше по потоку от ребра, и (ii) по меньшей мере часть линии контакта между блокирующими выступами и смежной пластиной.
43. Аппарат по любому из пп. 37-42, представляющий собой генератор воды из атмосферного воздуха, или сушильную машину, или влагоудалитель.