本公開涉及熱交換器。

背景技術(shù)：

這部分提供的是與本公開相關(guān)的背景技術(shù)信息，其并不一定是現(xiàn)有技術(shù)。

熱交換器操作成以各種手段幫助熱從一種流體轉(zhuǎn)移至第二種流體。一種類型的熱交換器設(shè)計是包括殼(大型壓力容器)以及多個管的殼與管熱交換器。管延伸穿過殼的內(nèi)部。管組還可以稱作管束，并且可以由若干類型的管(例如平直的、彎曲的、U形的、平的、縱向帶翼片的，等)組成。管可以借助管板保持在殼內(nèi)的正確位置。

在熱交換器的操作過程中，一種流體(管側(cè)流體)流動穿過管。另一種單獨流體(殼側(cè)流體)在管上(但在殼內(nèi))流動。熱通過管壁從一種流體轉(zhuǎn)移至另一種流體，或者從管側(cè)流體轉(zhuǎn)移至殼側(cè)流體或者從殼側(cè)流體轉(zhuǎn)移至管側(cè)流體。例如，當(dāng)管側(cè)流體與殼側(cè)流體均是液體時會發(fā)生液體對液體的熱交換，使得熱經(jīng)由管壁從一種液體轉(zhuǎn)移至另一種液體?；蛘撸?，當(dāng)管側(cè)流體與殼側(cè)流體中的一者是液體并且另一者是氣體(例如空氣等)時會發(fā)生液體對空氣(或者液體對氣體)的熱交換，使得熱可以在液體與氣體之間轉(zhuǎn)移。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在一個方面中，本公開涉及一種熱交換器，該熱交換器包括：限定內(nèi)部的殼；延伸穿過所述殼的所述內(nèi)部的一個或多個管；至少一個殼側(cè)流體入口；至少一個殼側(cè)流體出口；至少一個殼側(cè)氣體入口；以及至少一個殼側(cè)氣體出口；用于允許至少一種管側(cè)流體進入所述熱交換器并且流到所述一個或多個管中的至少一個管側(cè)流體入口；用于允許所述至少一種管側(cè)流體在流經(jīng)所述一個或多個管之后離開所述熱交換器的至少一個管側(cè)流體出口，所述至少一個殼側(cè)流體入口與所述至少一個殼側(cè)流體出口被構(gòu)造成允許殼側(cè)流體分別進入以及離開所述熱交換器的區(qū)域，使得所述殼側(cè)流體繞所述管的位于所述區(qū)域內(nèi)的部分流動，從而允許所述一個或多個管內(nèi)的所述至少一種管側(cè)流體與所述區(qū)域內(nèi)的所述殼側(cè)流體之間熱交換；以及所述至少一個殼側(cè)氣體入口與所述至少一個殼側(cè)氣體出口被構(gòu)造成允許殼側(cè)氣體分別進入以及離開所述殼的所述內(nèi)部，使得所述殼側(cè)氣體繞所述一個或多個管的位于所述內(nèi)部內(nèi)的部分流動，從而允許在所述殼的所述內(nèi)部內(nèi)所述殼側(cè)氣體與所述一個或多個管內(nèi)的所述至少一種管側(cè)流體之間熱交換。

該熱交換器還包括位于所述殼的相對端部處的第一集箱與第二集箱，并且其中：所述一個或多個管在所述第一集箱與所述第二集箱之間延伸穿過所述殼的所述內(nèi)部；所述第一集箱包括所述至少一個管側(cè)流體入口；并且所述第二集箱包括所述至少一個管側(cè)流體出口。

所述第一集箱包括一個或多個第一管板，所述一個或多個第一管板具有一個或多個開口，所述一個或多個管的相應(yīng)入口端部定位在所述一個或多個開口中；并且所述第二集箱包括一個或多個第二管板，所述一個或多個第二管板具有一個或多個開口，所述一個或多個管的相應(yīng)出口端部定位在所述一個或多個開口中；借此，所述第一管板與所述第二管板能操作用于幫助保持所述一個或多個管的定位。

所述至少一種管側(cè)流體是至少一種管側(cè)液體；所述殼側(cè)流體是殼側(cè)液體；所述殼側(cè)氣體是空氣；并且所述熱交換器能選擇性地操作用于提供以下任一者或者兩者：所述至少一種管側(cè)液體與所述區(qū)域內(nèi)的所述殼側(cè)液體之間的液體對液體熱交換；以及所述殼的所述內(nèi)部內(nèi)的所述空氣與所述至少一種管側(cè)液體之間的液體對空氣熱交換。

該熱交換器還包括一個或多個分隔板，所述一個或多個分隔板將所述殼分開成單獨部分，使得所述熱交換器能操作用于利用單一殼側(cè)流體來冷卻多個處理環(huán)。

所述熱交換器能操作用于利用單一殼側(cè)流體來冷卻至少三個處理環(huán)。

所述熱交換器能操作用于利用設(shè)備水流作為所述單一殼側(cè)流體來冷卻醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的三個處理環(huán)。

所述一個或多個管包括由所述一個或多個分隔板分開的至少兩個管組；并且每個管組均被構(gòu)造成接納與其它管組不同的管側(cè)流體。

所述熱交換器能選擇性地操作用于提供液體對液體熱交換以及/或者液體對空氣熱交換中的任一者或者兩者。

在另一方面中，本公開涉及一種熱交換器，該熱交換器包括：限定內(nèi)部的殼；一個或多個分隔板，所述一個或多個分隔板將所述殼分開成單獨部分；延伸穿過所述殼的所述內(nèi)部并且由所述一個或多個分隔板分開的至少兩個由一個或多個管形成的管組，一個或多個管的每個管組均被構(gòu)造成接納與每一其它管組不同的管側(cè)流體；借此，所述熱交換器能操作用于利用單一殼側(cè)流體來冷卻多個處理環(huán)。

所述熱交換器能操作用于利用單一殼側(cè)流體來冷卻至少三個處理環(huán)。

所述熱交換器能操作用于利用設(shè)備水流作為所述單一殼側(cè)流體來冷卻醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的三個處理環(huán)。

所述熱交換器包括至少一個殼側(cè)流體入口與至少一個殼側(cè)流體出口，所述至少一個殼側(cè)流體入口與所述至少一個殼側(cè)流體出口被構(gòu)造成允許殼側(cè)流體分別進入以及離開所述熱交換器的區(qū)域，使得所述殼側(cè)流體繞所述至少兩個由一個或多個管形成的管組的位于所述區(qū)域內(nèi)的部分流動。

所述熱交換器包括至少一個管側(cè)流體入口與至少一個管側(cè)流體出口，所述至少一個管側(cè)流體入口與所述至少一個管側(cè)流體出口被構(gòu)造成允許至少一種管側(cè)流體分別進入以及離開所述熱交換器。

所述熱交換器包括至少一個殼側(cè)氣體入口與至少一個殼側(cè)氣體出口，所述至少一個殼側(cè)氣體入口與所述至少一個殼側(cè)氣體出口被構(gòu)造成允許殼側(cè)氣體分別進入以及離開所述殼的所述內(nèi)部，使得所述殼側(cè)氣體繞所述至少兩個由一個或多個管形成的管組的位于所述殼的所述內(nèi)部內(nèi)的部分流動。

該熱交換器還包括位于所述殼的相對端部處的第一集箱與第二集箱，并且其中：所述至少兩個由一個或多個管形成的管組在所述第一集箱與所述第二集箱之間延伸穿過所述殼的所述內(nèi)部；所述第一集箱包括構(gòu)造成允許至少一種管側(cè)流體進入所述熱交換器的至少一個管側(cè)流體入口；并且所述第二集箱包括構(gòu)造成允許所述至少一種管側(cè)流體離開所述熱交換器的至少一個管側(cè)流體出口。

所述第一集箱包括一個或多個第一管板，所述一個或多個第一管板具有一個或多個開口，所述至少兩個由一個或多個管形成的管組的相應(yīng)入口端部定位在所述一個或多個開口中；并且所述第二集箱包括一個或多個第二管板，所述一個或多個第二管板具有一個或多個開口，所述至少兩個由一個或多個管形成的管組的相應(yīng)出口端部定位在所述一個或多個開口中；借此，所述第一管板與所述第二管板能操作用于幫助保持所述至少兩個由一個或多個管形成的管組的定位。

所述熱交換器能選擇性地操作用于提供液體對液體熱交換以及/或者液體對空氣熱交換中的任一者或者兩者。

附圖說明

這里所描述的附圖僅用于例示所選實施方式而不是所有可能的實施，并且不旨在限制本公開的范圍。

圖1示出了根據(jù)示例性實施方式的熱交換器，在該示例性實施方式中，熱交換器用于利用單一初級側(cè)冷卻流體(例如設(shè)備水流等)來冷卻三個不同的處理環(huán)(例如，醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的OCU、GCU以及CCU等)；以及

圖2示出了根據(jù)另一示例性實施方式的熱交換器，在該實施方式中，熱交換器被構(gòu)造成能利用液體對液體以及液體對空氣的熱交換能力而操作。

具體實施方式

現(xiàn)在將參照附圖更充分地描述示例實施方式。

本發(fā)明人意識到對這樣一種熱交換器的需求，該熱交換器能夠利用單一初級側(cè)冷卻流體或者單一殼側(cè)流體來冷卻多個處理環(huán)(例如來自不同來源的多種管側(cè)流體等)。本發(fā)明人還意識到對這樣一種熱交換器的需求，該熱交換器具有多功能性使得可以使用液體對液體熱交換以及/或者液體對空氣熱交換中的一者或者兩者。在意識到以上方面后，本發(fā)明人研發(fā)并且在本文中公開了能夠利用單一初級或者殼側(cè)流體來冷卻多個處理環(huán)并且/或者具有組合的液體對液體熱交換與液體對空氣熱交換能力的熱交換器的示例性實施方式。

在示例性實施方式中，熱交換器包括具有液體對空氣熱交換部分與液體對液體熱交換部分的多芯設(shè)計。液體對空氣熱交換部分與液體對液體熱交換部分借助附加的一個或多個分隔板而結(jié)合在熱交換器的構(gòu)建中。組合的液體對空氣與液體對液體熱交換器可以包括管與翼片熱交換器、殼與管熱交換器或者其它適當(dāng)類型的熱交換器等。

當(dāng)不確定設(shè)備水是否可以用來冷卻處理流體時，組合的液體對空氣與液體對液體熱交換器會是有益的。如果設(shè)備水不可用，那么包括組合的液體對空氣與液體對液體熱交換器的冷卻系統(tǒng)仍可以完全在空氣冷卻狀態(tài)下操作。組合的液體對空氣與液體對液體熱交換器可因此允許減少否則需要的諸如空氣冷卻或者液體冷卻之類的冷卻系統(tǒng)類型的數(shù)量的多功能普通平臺。組合的液體對空氣與液體對液體熱交換器在緊急冷卻情形(例如，會引起自來水閥或者設(shè)備水閥打開并且維持處理液體的必要冷卻的動力中斷等)下會是有益的。組合的液體對空氣與液體對液體熱交換器也可以用在多環(huán)應(yīng)用中，在這些多環(huán)應(yīng)用中處理水可能加熱以及/或者冷卻終端用戶系統(tǒng)內(nèi)部或者之內(nèi)的次級冷卻環(huán)。

在示例性實施方式中，多芯熱交換器可以基于或者具有殼與管熱交換器設(shè)計。熱交換器包括一個或多個分隔板，所述分隔板允許利用單一初級側(cè)或者殼側(cè)冷卻流體(例如設(shè)備水或者制冷劑等)來冷卻不同的處理環(huán)。例如，熱交換器可以用于利用設(shè)備水流作為單一初級側(cè)或者殼側(cè)冷卻流體來冷卻醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的三個不同的處理環(huán)(例如，OCU(可選冷卻單元)、GCU(梯度線圈單元)以及CCU(機柜冷卻單元)等)。

在冷卻多種處理流體(例如以不同的流速、不同溫度以及/或者用于不同消費者等)的操作中，本文中公開的熱交換器的示例性實施方式在冷卻多種處理流體時可能不需要利用附加歧管。因此，示例性實施方式可以消除對利用附加歧管的需求并且減少否則將使用的熱交換器的總數(shù)量。因此，這些示例性實施方式可以允許減小包裝尺寸并且減少配件與接頭的數(shù)量，這轉(zhuǎn)而可以增強可靠性，減少零件數(shù)量并且降低復(fù)雜性。通過在初級側(cè)上利用單個高性能熱交換器(與使流體流分離成三個不同熱交換器相比)，可以大大減小初級側(cè)上的壓降。這又減小了裝置內(nèi)系統(tǒng)層面上的能量消耗量(例如，HVAC系統(tǒng)或者冷卻塔所需要的較小的液壓壓力等)。一些示例性實施方式具有殼與管多環(huán)熱交換器設(shè)計，此熱交換器設(shè)計允許從組件移除性能元件(例如可從殼體移除的管束等)并且清潔這些性能元件以再用。與之相比，傳統(tǒng)的釬焊板類型的熱交換器不能打開并且/或者不容易清潔。

在示例性實施方式中，熱交換器在某種程度上基于殼與管熱交換器設(shè)計。在這樣的示例性實施方式中，熱交換器大體包括在殼內(nèi)延伸并且延伸穿過殼的管。第一集箱與第二集箱可以定位在殼的相對兩端處。第一集箱與第二集箱可以分別包括第一管板與第二管板。第一集箱與第二集箱可以分別包括或者限定入口腔室和出口腔室，入口腔室和出口腔室經(jīng)由第一管板和第二管板中的孔與管的各個入口端和出口端流體連接或者流體連通。一個或多個分隔板可以大體平行于第一管板和第二管板取向并且大體在第一集箱與第二集箱之間延伸以便將熱交換器與殼分成多個部分。殼可以包括一個或多個入口(例如開口、洞等)，所述入口用于允許殼側(cè)流體(例如液體、空氣等)流到位于第一集箱與第二集箱之間的殼中，因此允許管側(cè)流體與殼側(cè)流體之間的熱交換。

在一些存在用于允許空氣流到位于第一集箱與第二集箱之間的殼中的入口的示例性實施方式中，熱交換器可以構(gòu)造成可利用殼側(cè)液體操作以便允許液體對液體熱交換以及液體對空氣熱交換兩者。另選的是，熱交換器可以構(gòu)造成可在無殼側(cè)液體的情況下操作，使得熱交換器僅依賴液體對空氣熱交換。

參照附圖，圖1示出了熱交換器100的示例性實施方式，該熱交換器體現(xiàn)了本公開的一個或者多個方面。如所示，熱交換器100包括分隔板104，所述分隔板將殼106分開成單獨部分。這允許熱交換器100用于借助如由箭頭108表示的單一初級側(cè)或者殼側(cè)冷卻流體(例如，設(shè)備水流等)來冷卻三個不同的處理環(huán)。在此示例中，熱交換器100被示出成供醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的OCU(可選冷卻單元)冷卻環(huán)、GCU(梯度線圈單元)冷卻環(huán)以及CCU(機柜冷卻單元)使用。也可以在其它應(yīng)用中利用熱交換器100來冷卻三個以上或者少于三個處理環(huán)、不同的處理環(huán)以及/或者除醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)外的不同系統(tǒng)。

繼續(xù)參照圖1，箭頭112與116表示OCU冷卻環(huán)的分別流到熱交換器100中與流出熱交換器100的次級或者管側(cè)流體。箭頭120與124表示GCU冷卻環(huán)的分別流到熱交換器100中與流出熱交換器100的次級或者管側(cè)流體。箭頭128與132表示CCU冷卻環(huán)的分別流到熱交換器100中與流出熱交換器100的次級或者管側(cè)流體。箭頭108表示大體垂直于由箭頭112、116、120、124、128、132所表示的次級或者管側(cè)流體流而進入熱交換器100的單一初級側(cè)或者殼側(cè)流體。在熱交換器100中，初級側(cè)或者殼側(cè)流體與OCU、GCU以及CCU冷卻環(huán)的次級或者管側(cè)流體交換熱。然后，如由箭頭136表示的，初級側(cè)流體退出或者離開熱交換器100。結(jié)果，借助單個熱交換器100利用單一初級側(cè)流體來冷卻所有三個環(huán)(OCU、GCU以及CCU)。在此示例性實施方式中，熱交換器100可以構(gòu)造成使得單一初級側(cè)流體是穿過連續(xù)的、無縫的管的一種連續(xù)的、平直的流。

在示例性實施方式中，殼106包括位于第一集箱與第二集箱之間在殼的外部中的一個或多個入口(例如開口、孔、間隙等)。所述一個或多個入口被構(gòu)造成允許氣體(例如，環(huán)境空氣、加熱的空氣、冷卻的空氣、其它氣體等)流到(加壓或者非加壓)第一集箱與第二集箱之間的殼的內(nèi)部區(qū)域中。例如，所述一個或多個入口可以構(gòu)造(例如，定位等)成使之不允許空氣進入到第一集箱與第二集箱中。經(jīng)由所述一個或多個入口流到殼中的空氣可以用作或者充當(dāng)用于液體對空氣的熱交換的殼側(cè)流體。更具體地說，熱可以從管內(nèi)的液體(管側(cè)流體)轉(zhuǎn)移至殼內(nèi)的在管上流動的空氣(殼側(cè)流體)，反之亦然。在一些示例性實施方式中，殼的所述一個或多個入口可以膨脹性地、有效充當(dāng)允許空氣不受阻地流經(jīng)殼的單個間隙。殼側(cè)氣體可以是環(huán)境溫度或者可以被加熱或冷卻至期望溫度。

在示例性實施方式中，熱交換器包括將殼分開成單獨部分的分隔板。這允許熱交換器利用單一初級側(cè)或者殼側(cè)冷卻流體(例如，設(shè)備水、制冷劑流等)來冷卻多個不同的處理環(huán)。例如，熱交換器可以供醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的OCU(可選冷卻單元)冷卻環(huán)、GCU(梯度線圈單元)冷卻環(huán)以及CCU(機柜冷卻單元)使用。但是，也可以在其它應(yīng)用中利用熱交換器來冷卻三個以上或者少于三個處理環(huán)、不同的處理環(huán)以及/或者除醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)外的不同系統(tǒng)。例如，熱交換器可以供使用不同熱源用的若干冷卻環(huán)的工業(yè)驅(qū)動器以及變頻器或者冷卻兩個以上驅(qū)動器的普通冷卻系統(tǒng)使用?；蛘?，例如，熱交換器可以供使用不同的溫控?zé)嵩从玫娜舾衫鋮s環(huán)或者使用普通冷卻系統(tǒng)來冷卻多個工具的半導(dǎo)體制作工具使用。就再一示例而言，熱交換器可以與數(shù)據(jù)基礎(chǔ)架構(gòu)一起使用以冷卻服務(wù)中的若干熱源或者利用普通冷卻系統(tǒng)來冷卻若干服務(wù)器機架。

第一集箱與第二集箱位于殼的相對兩端處。第一集箱可以包括一個或多個第一管板，或者可以與一個或多個第一管板流體地連接或者流體連通。在此示例中，熱交換器可以包括四個分隔板，這四個分隔板具有分別布置在五個第一管板的相應(yīng)對之間的端部。第一集箱還可以包括或者限定入口腔室，該入口腔室經(jīng)由第一管板中的開口(例如，洞、貫穿孔等)與管的入口端流體地連接或者流體連通。類似地，第二集箱可以包括一個或多個第二管板，或者可以與一個或多個第二管板流體地連接或者流體連通。分隔板可以具有也分別布置在第二管板的相應(yīng)對之間的端部。第二集箱還可以包括或者限定出口腔室，該出口腔室經(jīng)由第二管板中的開口(例如，洞、貫穿孔等)與管的出口端流體地連接或者流體連通。分隔板可以大體平行于第一管板和第二管板取向。在此示例中，分隔板可以大體在第一集箱與第二集箱之間延伸以便將熱交換器與殼分成五部分。分隔板可以用于分開并且完全密封這五部分，并且流體可以在一個本體內(nèi)轉(zhuǎn)動若干次。另選的是，熱交換器可以構(gòu)造成與其它實施方式不同，例如，多于或者少于四個分隔板，多于或者少于五個第一管板與第二管板并且/或者多于或者少于五部分。

除了位于殼的兩個相對端部處的第一管板與第二管板之外，熱交換器可以包括附加管板。所述管板可以與殼的相對端部間隔開以幫助將管保持在殼內(nèi)的正確位置。如果管是微型管，那么也可以使用加強板以提高穩(wěn)固度。

熱交換器可以包括定位在第一集箱與第二集箱之間(例如，大約中途等)的一個或多個擋板。擋板可以構(gòu)造成引導(dǎo)初級側(cè)或者殼側(cè)流體流穿過殼，使得初級側(cè)或者殼側(cè)流體不走捷徑地穿過殼而留下無效的低流量容積。擋板可以構(gòu)造成增大殼側(cè)流體的湍流以便實現(xiàn)更有效的熱轉(zhuǎn)移。擋板可以附接至管束，使得管束更容易可移除以便于清潔以及/或者維修。另選的是，熱交換器可以構(gòu)造成不同于其它實施方式，例如多于或者少于一個擋板并且/或者具有構(gòu)造不同的擋板(例如，定位在其它位置、附接至殼而非管束等)。

熱交換器可以構(gòu)造成使得初級側(cè)或者殼側(cè)流體以單通道穿過殼。例如，熱交換器可以包括單個無縫管，流體穿過該無縫管從一端流到另一端。或者，例如，可以通過將本體完全焊接至擋板而創(chuàng)建兩個環(huán)，使得室之間無流體旁路。

第一集箱與第二集箱被構(gòu)造成允許管側(cè)流體在不接觸殼側(cè)流體的情況下分別流到管中以及流出管。熱交換器可以構(gòu)造成使得不同的管側(cè)流體進入熱交換器的各個相應(yīng)部分或者處理環(huán)的管。因此，一個部分或者一個處理環(huán)的管組可以包含不同于其它部分或者其它處理環(huán)的管組內(nèi)的管側(cè)流體的管側(cè)流體。

圖2示出了體現(xiàn)本公開的一個或者多個方面的熱交換器300的另一示例性實施方式。熱交換器300被構(gòu)造成可選擇性地利用液體對液體熱交換與液體對空氣熱交換中的一者或者兩者操作。

熱交換器300包括第一或者頂部集箱340以及第二或者底部集箱344。第一集箱340與第二集箱344沿著或者位于熱交換器300的殼306的相對的頂部與底部(或者上部與下部)。

第一集箱340可以包括第一管板348，或者可以與第一管板348流體地連接或者流體連通。第一管板348可以包括開口(例如，洞、貫穿孔等)，所述開口限定處理流體管354的入口端，或者與處理流體管354的入口端流體地連接或者流體連通。在示例性實施方式中，管354的端部可以聯(lián)接(例如，焊接、釬焊、環(huán)氧樹脂膠合、其它適當(dāng)?shù)摹盁o泄漏”連接等)至第一管板348。第一集箱340包括管側(cè)流體入口356(例如，處理流體配件等)，管側(cè)流體可以通過該管側(cè)流體入口進入熱交換器300。管側(cè)流體入口356可以允許管側(cè)流體在不接觸殼側(cè)流體的情況下進入管354。

第二集箱344可以包括第二管板350，或者可以與第二管板350流體地連接或者流體連通。第二管板350可以包括開口(例如，洞、貫穿孔等)，所述開口限定管354的出口端，或者與管354的出口端流體地連接或者流體連通。在示例實施方式中，管354的端部可以聯(lián)接(例如，焊接、釬焊、環(huán)氧樹脂膠合、其它適當(dāng)?shù)摹盁o泄漏”連接等)至第二管板350。第二集箱344包括管側(cè)流體出口360(例如，處理流體配件等)，管側(cè)流體可以穿過該管側(cè)流體出口在不接觸殼側(cè)流體的情況下離開熱交換器300或者從熱交換器300排出。

管354大體從頂部集箱340穿過第一管板348、附加管板352、殼306以及第二管板350向下延伸至底部集箱344。在此示例中，管354大體相互平行并且被管板348、352以及350保持在正確位置中。各個管板348、352以及350可以包括開口，管354的一部分定位(例如摩擦配合或者過盈配合等)在開口中。另選的是，管354可以構(gòu)造成不同的，例如非線性的、彎曲的、U形的等。

熱交換器300還包括區(qū)域372，該區(qū)域也可以稱作液體對液體熱交換區(qū)域372。更具體地說，熱交換器300包括殼側(cè)流體入口364(例如設(shè)備流體配件等)以及殼側(cè)流體出口368(例如，設(shè)備流體配件等)，殼側(cè)流體可以借助殼側(cè)流體入口364與殼側(cè)流體出口368分別進入?yún)^(qū)域372以及離開區(qū)域372。區(qū)域372可以大體限定在第一集箱340的經(jīng)由管側(cè)流體入口356接納管側(cè)流體的部分的下方并且相對于第一集箱340的該部分密封。因此，殼側(cè)流體(例如，設(shè)備水等)可以經(jīng)由入口364進入熱交換器300，流過區(qū)域372并繞管354的在區(qū)域372內(nèi)的部分流動，并且經(jīng)由出口368離開熱交換器300。由于殼側(cè)流體流過管354的該部分并且繞管354的該部分流動，熱可以經(jīng)由管壁在管側(cè)流體與殼側(cè)流體之間轉(zhuǎn)移。當(dāng)殼側(cè)流體與管側(cè)流體均是液體時，區(qū)域372也可以稱作液體對液體熱交換區(qū)。殼側(cè)流體可以大體容納在區(qū)域372內(nèi)。管354“無泄漏地”聯(lián)接至管板352，使得區(qū)域372內(nèi)的液體不能泄露到區(qū)域376中。

熱交換器300也可以構(gòu)造成允許空氣(或者其它適當(dāng)氣體)繞管354的位于區(qū)域376內(nèi)的部分流動，區(qū)域376位于區(qū)域372、管板350、352以及第一集箱340與第二集箱344之間并且相對于區(qū)域372、管板350、352以及第一集箱340與第二集箱344密封。這可以允許經(jīng)由管壁在管側(cè)流體與區(qū)域376內(nèi)的空氣之間熱交換。當(dāng)管側(cè)流體是液體并且區(qū)域376內(nèi)的流體是空氣時，區(qū)域376也可以稱作液體對空氣熱交換區(qū)。當(dāng)管側(cè)流體是液體并且區(qū)域376內(nèi)的流體是氣體時，區(qū)域376也可以稱作液體對氣體熱交換區(qū)。

在示例性實施方式中，一個或多個管側(cè)流體入口可以允許多種不同的管側(cè)流體(也稱作“處理流體”或者“次級側(cè)流體”)流到管中。管側(cè)流體入口可以構(gòu)建成允許管側(cè)流體在不接觸殼側(cè)流體的情況下進入管并且流過殼。而且，各個管側(cè)流體入口可以構(gòu)建成允許不同的管側(cè)流體流到多個管之中的有區(qū)別的管組中。例如，各個管側(cè)流體入口可以允許一種管側(cè)流體流到多個管組之中的僅一個管組中。各個管側(cè)流體入口可因此為不同的冷卻環(huán)提供穿過熱交換器的流體流。

在一些實施方式中，各個單獨的冷卻環(huán)均可以包括進入不同管側(cè)入口中的不同的管側(cè)流體，以形成包括單個熱交換器與多個不同冷卻環(huán)的系統(tǒng)。在一些示例性實施方式中，有兩個以上冷卻環(huán)以及兩個以上相應(yīng)的管側(cè)入口。這在功能上允許在單個系統(tǒng)中冷卻多個冷卻環(huán)(例如冷卻來自不同來源的管側(cè)流體等)。僅以示例的方式，可以利用本公開的熱交換器來冷卻三個不同冷卻環(huán)(例如用于醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)中等)的系統(tǒng)。各個冷卻環(huán)均具有特有的管側(cè)流體以及不同的管側(cè)入口。在此情況下，各個冷卻環(huán)均可以包括流經(jīng)特有的不同管組的流體。因此，多個環(huán)中每一者內(nèi)的管側(cè)流體可以于各自穿過熱交換器時在管側(cè)流體不相互接觸或者管側(cè)流體不接觸殼側(cè)流體的情況下被單種殼側(cè)(或者“初級側(cè)”)流體冷卻。因此，此示例允許借助利用單種殼側(cè)(或者“初級側(cè)”)流體的單個熱交換器來冷卻多個單獨冷卻環(huán)。

在包括一個或多個分隔板的示例性實施方式中，分隔板可以操作成分開或者隔離運載不同管側(cè)流體(例如，OCU、GCU以及CCU管側(cè)流體等)的不同管組。分隔板可以由諸如金屬、金屬合金、塑料之類的各種材料制成。

如本文中所述，示例性實施方式可以包括殼以及一個或多個分隔板。分隔板可以平行于管并且垂直于第一集箱和第二集箱延伸穿過殼。按照此示例性方式，分隔板可以將殼分成兩個以上單獨部分，其中每部分都具有相互分開的管側(cè)流體入口。在示例性實施方式中，殼側(cè)流體可以自由流經(jīng)暢通的第一集箱與第二集箱。

在一些示例性實施方式中，管可以包括從管壁的外表面向外延伸的一個或多個表面(例如翼片等)以因此增大熱轉(zhuǎn)移表面積。在其它示例性實施方式中，管可能不包括任何這樣的向外延伸的翼片或者其它表面。在一些示例性實施方式中，管可以具有加強的表面(例如，管壁的內(nèi)部以及/或者外部上的金屬涂層等)以便于熱轉(zhuǎn)移以及/或者防止腐蝕。

管壁厚度可以取決于例如熱交換器系統(tǒng)中使用的流體壓力、使用的材料以及/或者其它因素而變更。管的長度以及殼與熱交換器的整體尺寸可以取決于例如可用于熱交換器的空間、所需的冷卻水平以及/或者其它因素。

在示例性實施方式中，管可以由包括金屬、金屬合金以及其它非金屬材料的各種材料制成。例如，管可以由碳鋼、低碳鋼、不銹鋼、銅、銅鎳不銹鋼、鎳鉻鐵合金、鈦以及這些材料的其它合金制成。管可以由包括例如鈷、鉻、鐵、鎳、鎢、錳、鉬、銅、鈦、鋯、鋁、碳、硅、硫、磷、硼等合金制成。在一些示例性實施方式中，管可以是具有例如大于1毫米的直徑的傳統(tǒng)尺寸的管。在其它示例性實施方式中，管可以是直徑(例如小于1毫米的直徑等)小于傳統(tǒng)管的直徑的微型管。這樣的微型管可以取決于預(yù)期應(yīng)用或者最終用途、流體性能、熱交換器系統(tǒng)的操作溫度、潛在污染以及其它因素由金屬、金屬合金、塑料、陶瓷材料等制成。

管可以附接(例如，焊接、機械固定、釬焊、膠合等)至殼以及/或者第一集箱或第二集箱。在示例性實施方式中，管板中的機器加工槽以及位于管上的適當(dāng)位置處的相應(yīng)的結(jié)節(jié)可以允許增強管板與管之間的錨定強度。在其它示例性實施方式中，管可以通過焊接、填密或者本技術(shù)領(lǐng)域中普遍公知的其它形式的密封固定至管板。

各種流體可以用于示例性實施方式中的殼側(cè)流體與管側(cè)流體。例如，示例性實施方式可以包括乙二醇水(EGW)、水、水乙二醇混合物、電子冷卻流體(例如，氟等)、油、惰性氟化流體(例如全氟聚醚(PFPE)氟化流體、galden熱傳導(dǎo)PFPE流體等)、去離子水、去礦物質(zhì)水、超純水、燃料等中的一者或者多者。

殼可以由諸如金屬、金屬合金(例如低碳鋼等)以及其它材料之類的各種材料制成。例如，殼可以由包括鈷、鉻、鐵、鎳、鎢、錳、鉬、銅、鈦、鋯、鋁、碳、硅、硫、磷、硼等中的一者或者多者的金屬合金制成。

第一集箱與第二集箱的尺寸可以取決于整個熱交換器的尺寸、熱交換器中期望的液體對液體熱交換與液體對空氣熱交換的比例以及/或者其它因素而變更。第一集箱與第二集箱可以由諸如金屬、金屬合金(例如低碳鋼等)以及其它材料之類的各種材料制成。例如，集箱可以由包括鈷、鉻、鐵、鎳、鎢、錳、鉬、銅、鈦、鋯、鋁、碳、硅、硫、磷、硼等中的一者或者多者的金屬合金制成。

在示例性實施方式中，管側(cè)流體可相比殼側(cè)流體具有較高的溫度，從而熱從管側(cè)流體轉(zhuǎn)移至殼側(cè)流體。當(dāng)以此示例性方式構(gòu)造時，熱交換器可以用于冷卻管側(cè)流體。在其它示例性實施方式中，管側(cè)流體可相比殼側(cè)流體具有較低的溫度，從而熱從殼側(cè)流體轉(zhuǎn)移至管側(cè)流體。當(dāng)以此示例性方式構(gòu)造時，熱交換器可以用于使管側(cè)流體加溫。

在示例性實施方式中，允許環(huán)境空氣流到位于第一集箱與第二集箱之間并圍繞管的殼中。當(dāng)環(huán)境空氣相比管側(cè)流體具有較低的溫度時，管側(cè)流體可以被環(huán)境空氣冷卻。在其它示例性實施方式中，環(huán)境空氣可以相比管側(cè)流體具有較高的溫度，從而管側(cè)流體可以被環(huán)境空氣加溫。

在示例性實施方式中，第一集箱與第二集箱之間的殼的中間區(qū)域可以包括位于殼外表面中的一個或多個入口(例如，洞、間隙等)以允許氣體(例如，增壓空氣、冷卻的空氣、加溫的空氣或者環(huán)境空氣等)流經(jīng)中間區(qū)域。這允許環(huán)境空氣或者其它氣體充當(dāng)在管的位于中間區(qū)域內(nèi)的部分上方流動或者圍繞該部分流動的次級、附加或者另選的殼側(cè)流體。在此情況下，熱可以經(jīng)由管壁在管側(cè)流體與位于中間區(qū)域內(nèi)的環(huán)境空氣或者其它氣體之間交換。然后，環(huán)境空氣或者其它氣體可以經(jīng)由一個或多個出口(例如，洞、間隙等)離開殼或者從殼排出。在示例性實施方式中，殼的中間區(qū)域位于第一集箱與第二集箱之間，并且可選地包括一個或多個分隔板，所述分隔板使運載不同管側(cè)流體的管組分開。

本文中公開的熱交換器的示例性實施方式可以用于廣泛的用途，例如供熱空調(diào)(HVAC)系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)、煉油工藝、熱泵、發(fā)動機以及冷卻或者加熱流體是有益的其它系統(tǒng)。

提供示例實施方式，使得本公開透徹，并將范圍充分傳達給本領(lǐng)域技術(shù)人員。陳述諸如特定組件、設(shè)備和方法的示例這樣的數(shù)字具體細節(jié)，來提供本公開的實施方式的透徹理解。對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，不必采用具體細節(jié)，示例實施方式可以以許多不同形式來實施，且示例實施方式不應(yīng)解釋為限制公開的范圍。在某些示例性實施方式中，不對已知過程、已知設(shè)備結(jié)構(gòu)和已知技術(shù)進行詳細描述。另外，可以憑借本公開的一個或更多個示例性實施方式實現(xiàn)的優(yōu)點和改進僅是為了例示的目的而提供的，并且不限制本公開的范圍，這是因為這里所公開的示例性實施方式可以提供所有上述優(yōu)點和改進或都不提供，并且仍然落在本公開的范圍內(nèi)。

這里所公開的具體尺寸、具體材料和/或具體形狀實質(zhì)上是示例，并且不限制本公開的范圍。這里公開的給定參數(shù)的具體值和值的具體范圍不排除可以在這里所公開的一個或更多個示例中有用的其它值和值的范圍。而且，預(yù)想，這里所描述的具體參數(shù)的任意兩個具體值可以限定可適合于給定參數(shù)的值的范圍的端點(即，給定參數(shù)的第一值和第二值的公開可以解釋為公開第一值與第二值之間的任意值還可以用于給定參數(shù))。例如，如果參數(shù)X在這里被例示為具有值A(chǔ)且還被例示為具有值Z，則預(yù)想，參數(shù)X可以具有從大約A至大約Z的值的范圍。類似地，預(yù)想用于參數(shù)的兩個或更多個范圍的值的公開(這種范圍是否嵌入、交疊或清楚)使用所公開范圍的端點來將可能要求的值的范圍的所有可能組合包含在內(nèi)。例如，如果參數(shù)X在這里例示為具有1-10或2-9或3-8范圍內(nèi)的值，則還預(yù)想，參數(shù)X可以具有包括1-9、1-8、1-3、1-2、2-10、2-8、2-3、3-10以及3-9的值的其它范圍。

這里所使用的術(shù)語僅是用于描述具體示例實施方式的目的，并且不旨在限制。如本文中所使用的，除非上下文中明確指出，單數(shù)形式“一”、“一個”也旨在包括復(fù)數(shù)形式。術(shù)語“包括”、“包含”以及“具有”可兼用，因此指定所描述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個或更多個其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或其群組的存在或添加。這里所描述的方法步驟、處理以及操作不被解釋為必須要求按所討論或例示的具體順序執(zhí)行，除非被特別識別為執(zhí)行順序。還要明白，可以采用附加步驟或另選步驟。

當(dāng)指出某個元件或?qū)釉诹硪辉驅(qū)印吧稀薄⑴c另一元件或?qū)印敖雍稀?、“連接”或“聯(lián)接”時，其可以是直接在其它元件或?qū)由?、直接與其它元件或?qū)咏雍?、連接或耦接，或者也可以存在中間元件或?qū)?。相反，?dāng)指出某個元件直接處于另一元件或?qū)印吧稀?、與另一元件或?qū)印爸苯咏雍稀?、“直接連接”或“直接耦接”時，可能不存在中間元件或?qū)?。?yīng)當(dāng)按照同樣的方式來解釋用來描述元件之間的關(guān)系的其它詞語(例如，“之間”與“直接之間”，“相鄰”與“直接相鄰”等)。如本文中使用的，術(shù)語“和/或”包括一個或多個關(guān)聯(lián)的所列術(shù)語的任何和全部組合。

術(shù)語“大約”在應(yīng)用于數(shù)值時指示計算或測量允許數(shù)值的某一輕微的不精確(與數(shù)值的精確具有某一近似值；大約或相當(dāng)接近于數(shù)值；差不多)。如果“大約”所提供的不精確由于某一原因而在本領(lǐng)域中不以該通常意義來理解，那么這里所使用的“大約”至少指示可能由測量或使用這種參數(shù)的通常方法引起的變化。例如，術(shù)語“通?！?、“大約”以及“大致”在這里可以用于意味著在制造公差范圍內(nèi)。

雖然本文中可以使用術(shù)語第一、第二、第三等來描述各種元件、組件、區(qū)域、層和/或部分，但是這些元件、組件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)當(dāng)受到這些術(shù)語的限制。這些術(shù)語可以僅被用來將一個元件、組件、區(qū)域、層或部分與另一區(qū)域、層或部分區(qū)分開。諸如“第一”、“第二”的術(shù)語和其它數(shù)字術(shù)語當(dāng)在本文中使用時不隱含順序或次序，除非上下文中有明確說明。因此，在不背離示例性實施方式的教義的情況下，能夠?qū)⒌谝辉?、組件、區(qū)域、層或部分稱為第二元件、組件、區(qū)域、層或部分。

為了便于描述，諸如“內(nèi)部的”、“外部的”、“在……之下”、“在……下方”、“下面的”、“在……上方”、“上面的”等的空間相關(guān)術(shù)語在這里可以用于描述如附圖中所例示的一個元件或特征與另一個元件或特征的關(guān)系。空間相關(guān)術(shù)語可以旨在除了附圖中所描繪的方位之外還包含設(shè)備使用或操作時的不同方位。例如，如果將附圖中的設(shè)備翻過來，則將被描述為在其它元件或特征的“下面”或“之下”的元件定位成在其它元件或特征的“上面”。因此，示例性術(shù)語“在下面”可以包括上面和下面的兩種方位。還可以對設(shè)備進行定位(旋轉(zhuǎn)90度或處于其它方位)，并因此解釋本文中使用的空間相對描述符。

對實施方式的上述說明是為了例示和說明的目的而提供的。并非旨在對本公開進行窮盡，或者限制。具體實施方式的獨立元件、所預(yù)期或所描述的用途或特征通常不限于該具體實施方式，而在適用情況下可互換，并且可用于所選實施方式中(即使沒有具體示出或描述)。實施方式還可以以許多方式來改變。這種變型例不被認為偏離公開，并且所有這種修改例旨在包括在公開的范圍內(nèi)。