專(zhuān)利名稱(chēng)：一種管翅式平行流換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種平行流換熱器，尤其涉及一種管翅式平行流換熱器。
背景技術(shù)：
平行流熱交換器易于優(yōu)化分配冷媒流動(dòng)因此具有較好的傳熱特性，具有較高的換熱效率?，F(xiàn)有平行流換熱器多采用板翅式結(jié)構(gòu)，其換熱單元如圖I所示，這些換熱單元組成的換熱器如圖2所示，這種板翅式換熱單元組成的換熱器因?yàn)椤鞍濉?如微通道扁管的平側(cè)面)的存在，導(dǎo)致空氣側(cè)的冷凝水無(wú)法順利下行排除，影響換熱效率，如果將換熱器在空調(diào)中用于室外側(cè)熱交換器，在低溫制熱工況下，極易發(fā)生冰堵，甚至導(dǎo)致空調(diào)無(wú)法運(yùn)行。因此現(xiàn)有空調(diào)室外側(cè)換熱器均采用管翅式換熱器，以利于冷凝水或除霜水沿翅片或管間空隙下 行，以保證空調(diào)器的正常運(yùn)行?，F(xiàn)有空調(diào)器管翅式換熱器多采用制冷劑串行流方式，難以實(shí)現(xiàn)換熱器各點(diǎn)換熱效率的均衡。在實(shí)際工作中，對(duì)具有較大面積的換熱器，技術(shù)人員多采用分流方式形成兩至三組流路甚至多級(jí)分流，經(jīng)不斷調(diào)試試驗(yàn)以實(shí)現(xiàn)較為理想的空調(diào)性能匹配，相對(duì)于平行流換熱器，串行流換熱器要實(shí)現(xiàn)理想的空調(diào)性能匹配的難度較大?；谄叫辛鲹Q熱器換熱效率高，易于優(yōu)化分配冷媒流動(dòng)和良好傳熱特性的優(yōu)點(diǎn)，我國(guó)的主要家用空調(diào)器生產(chǎn)廠家近年來(lái)不約而同開(kāi)展了平行流換熱器的研究。格力電器于2006年申請(qǐng)了中國(guó)專(zhuān)利，海信科龍和廣東美的分別于2008年和2009年開(kāi)始了相關(guān)專(zhuān)利的申請(qǐng)工作，但他們的研究都采用板翅式平行流換熱器，由于難以解決冰堵問(wèn)題，多用于空調(diào)室內(nèi)蒸發(fā)器。管翅式換熱器采用銅管外套裝鋁翅片，采用脹管工藝，使制冷劑銅管與翅片緊貼，再用U形彎頭火焰釬焊的方法將各制冷劑銅管連接起來(lái)，這種彎頭連接管路的方法只能形成串接的制冷劑管路，也導(dǎo)致目前空調(diào)器上管翅式換熱器多為串行流方式。為避免釬焊過(guò)程中火焰對(duì)于翅片的損傷，釬焊點(diǎn)與翅片之間需要間隔一定的距離，并且在換熱器上設(shè)置擋板避免火焰噴射到翅片上，這種火焰釬焊的工藝方法很容易造成翅片的損傷，難以實(shí)現(xiàn)管翅式平行流換熱器的管路和集流管的連接。銅管鋁翅片式換熱器的另一個(gè)缺陷是銅鋁之間存在固有的電位差，鋁片與銅管交織在一起后，因鋼管和翅片之間存在接觸面，不可避免地產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)(即電化學(xué)腐蝕)，很容易生成氧化合物即三氧化二鋁，像一層鎧甲牢牢地包裹在銅管表面，導(dǎo)致熱交換效率大大降低?？照{(diào)在使用半年后，其能效比要下降10%左右，在使用4 5年時(shí)，其能效比要下降40%左右，同樣制冷量的耗電量接近新空調(diào)的兩倍。US5632329A公開(kāi)了一種空氣冷卻式冷凝器，其說(shuō)明書(shū)附圖顯示該冷凝器為拼裝式大型結(jié)構(gòu)的管翅式平行流換熱器，由于該冷凝器用于大型化工設(shè)備分餾器的蒸氣冷卻，無(wú)需解決冷凝水下行和冰堵問(wèn)題，并不適用于熱泵空調(diào)器系統(tǒng)。CN101029808公開(kāi)了一種圓管平行流換熱器，該換熱器只是用圓管代替扁管，仍采用折疊式翅片，冷凝水因翅片阻擋仍然難以下行排除。CN102032718A公開(kāi)了一種平行流翅片式換熱器，僅僅提供了一種總體技術(shù)方案，對(duì)于如何才能實(shí)現(xiàn)所述結(jié)構(gòu)沒(méi)有提出相應(yīng)的解決辦法。CN201706910U公開(kāi)了一種車(chē)用全鋁管片式換熱器，在復(fù)合鋁翅片與鋁合金管之間加入低熔點(diǎn)鋁合金，采用釬焊工藝將其融化，使鋁合金翅片與鋁合金管連接成一體。上述已公開(kāi)文件只能解決管翅式平行流換熱器的部分問(wèn)題，離真正實(shí)現(xiàn)管翅式平行流換熱器的產(chǎn)業(yè)化均存在一定距離。隨著低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和我國(guó)節(jié)能減排工作的大力推進(jìn)，對(duì)家用電器節(jié)能水平的要求也越來(lái)越高，為具有較高換熱效率的平行流換熱器帶來(lái)廣闊的應(yīng)用前景。同時(shí)，隨著電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展，汽車(chē)難以利用發(fā)動(dòng)機(jī)的余熱制熱，未來(lái)極有可能在汽車(chē)上采用熱泵式空調(diào)。無(wú)論是家用空調(diào)還是汽車(chē)空調(diào)或其它用途的熱泵式空調(diào)，都必須解決冷凝水排放和除霜問(wèn)題，制約了板翅式平行流換熱器的使用，因此極為需要一種實(shí)用化的管翅式平行流換熱器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的管翅式平行流換熱器，低成 本，解決冷凝水排放和化霜問(wèn)題，同時(shí)消除翅片和管間的電化學(xué)反應(yīng)，延長(zhǎng)空調(diào)器的使用壽命。一種管翅式平行流換熱器，包括集流管、翅片和冷媒管，所述集流管、翅片或冷媒管之中的一件或多件至少在相互接觸的部位為具有至少兩層結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料，其中相互接觸的表層材料的熔點(diǎn)溫度低于基層材料的熔點(diǎn)溫度。所述集流管、翅片或冷媒管之中的一件或多件也可以是整體具有至少兩層結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料，其中表層材料的熔點(diǎn)溫度低于基層材料的熔點(diǎn)溫度。所述管翅式平行流換熱器的冷媒管為空心管，帶有通孔折邊的翅片套裝在冷媒管上，冷媒管兩端插入集流管的翻邊孔內(nèi)，冷媒管的內(nèi)部空間與集流管的內(nèi)部空間相通，三者組裝后，整體加熱至表層材料熔點(diǎn)溫度和基層材料熔點(diǎn)溫度之間，表層材料熔化，表層材料起到釬焊料的作用，焊接成一體式管翅式平行流換熱器。所述管翅式平行流換熱器的集流管、翅片或冷媒管的基層材料為鋁、鐵、銅或合金材料之一，表層材料為比基層材料熔點(diǎn)較低的鋁合金鍍層。所述管翅式平行流換熱器的冷媒管為圓管、翼形管或橢圓管中的一種，這三類(lèi)管材均能保持冷凝水流動(dòng)順暢，同時(shí)又具有各自的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)。其中圓管加工簡(jiǎn)單，裝配方便；翼形管型面符合氣動(dòng)優(yōu)化技術(shù)，空氣在流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生不規(guī)則的流線而增大空氣側(cè)換熱能力并降低流體阻力；橢圓管有效地降低空氣側(cè)流動(dòng)阻力，從而增強(qiáng)換熱效果。所述管翅式平行流換熱器的集流管內(nèi)還設(shè)有擋片，使冷媒在換熱器內(nèi)成組流動(dòng)，更好地提高換熱性能。依據(jù)本技術(shù)方案的管翅式平行流換熱器換熱效率高，易于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，冷凝水排除順暢，無(wú)論是空調(diào)室內(nèi)側(cè)換熱器還是室外側(cè)換熱器，能保持空調(diào)性能的穩(wěn)定。


圖I是傳統(tǒng)平行流換熱器的換熱單元結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是傳統(tǒng)平行流換熱器冷凝水堆積情況示意圖。圖3是本發(fā)明管翅式平行流換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖I的俯視圖。圖5是設(shè)有擋片的管翅式平行流換熱器的冷媒流動(dòng)示意圖。
圖6是本發(fā)明管翅式平行流換熱器裝配結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是本發(fā)明管翅式平行流換熱器立體裝配結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是復(fù)合冷媒管結(jié)構(gòu)示意圖。圖9是復(fù)合翅片結(jié)構(gòu)示意圖。圖10是復(fù)合集流管結(jié)構(gòu)示意圖。圖11是圓形冷媒管換熱器的冷凝水流動(dòng)示意圖。圖12是翼形冷媒管換熱器的冷凝水流動(dòng)示意圖。圖13是橢圓冷媒管換熱器的冷凝水流動(dòng)示意圖。
具體實(shí)施例方式為更好地闡述本發(fā)明的特點(diǎn)，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的損傷過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述實(shí)施例。如圖3 圖5所示，本實(shí)施例的管翅式平行流換熱器包括集流管I、翅片2、冷媒管3，集流管I上設(shè)有端蓋13和擋片14，冷媒從冷媒進(jìn)出口管15進(jìn)入到集流管I中，擋片14迫使冷媒在換熱器內(nèi)成組流動(dòng)，形成組流動(dòng)回路5，充分換熱，再通過(guò)冷媒進(jìn)出口管16流出。本實(shí)施例在以圓管為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)上，使用平行流動(dòng)概念，在設(shè)計(jì)上采用集流管加流動(dòng)擋片，實(shí)現(xiàn)圓管為基礎(chǔ)的平行流換熱器設(shè)計(jì)，流動(dòng)回路易于控制，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化工藝生產(chǎn)，同時(shí)，換熱器還具有較好的冷凝水流出功能。如圖6 圖8所示，為實(shí)現(xiàn)換熱器產(chǎn)品的生產(chǎn)，翅片2帶有折邊21的通孔22套裝在冷媒管3上，冷媒管3的兩端插入集流管I的翻邊孔11內(nèi)，冷媒管3與集流管I的內(nèi)部空間相通。本實(shí)施例中，冷媒管3具有雙層復(fù)合結(jié)構(gòu)，管體由基層31和鍍層32構(gòu)成，鍍層32分別與翅片的折邊21以及集流管孔的翻邊12緊密接觸，鍍層32的厚度為0. 05 0. 13mm,其熔點(diǎn)溫度低于基層31的熔點(diǎn)溫度，如基層31的材料采用熔點(diǎn)為643 645°C的鋁合金，鍍層采用熔點(diǎn)為577 612°C的鋁合金，而集流管I、翅片2可以采用單一勻質(zhì)材料比如與冷媒管基層31相同的鋁合金材料制成，集流管I、翅片2及冷媒管3裝配完成后，將三者整體加熱到612 643°C之間的某一溫度點(diǎn)，使冷媒管鍍層32熔化，之后冷卻使集流管I、翅片2及冷媒管3被焊接成為一個(gè)整體。依據(jù)同樣的原理，也可以使冷媒進(jìn)出口管15、冷媒進(jìn)出口管16、端蓋13、擋片14被一同焊接到集流管I上。冷媒管3的基層31、集流管I、翅片2還可以是熔點(diǎn)更高的銅、鐵等其它金屬或合金，而冷媒管3的鍍層材料可以為其它低熔點(diǎn)的鋁合金。依照本實(shí)施例，可以很容易地推論出冷媒管3的鍍層32的熔點(diǎn)溫度低于集流管
I、翅片2、冷媒管3的基層31的熔點(diǎn)溫度。參見(jiàn)9 圖10，集流管I和翅片2也可以采用如圖9(a)、圖10(a)所示的復(fù)合層結(jié)構(gòu)，至少在其與冷媒管3接觸的部位——圖9(b)所示翅片孔折邊21、圖10(b)所示集流管孔翻邊12具有雙層復(fù)合結(jié)構(gòu)，折邊21的基層211、翻邊12的基層121的熔點(diǎn)高于折邊21的鍍層212、翻邊12的鍍層122的熔點(diǎn)溫度。換熱器焊接完成后，還可以涂以親水材料，使換熱器的表層形成多個(gè)復(fù)合層，鑒于目前親水膜翅片已行到廣泛采用，在本發(fā)明的復(fù)合鋁翅片上覆以親水膜不是技術(shù)難點(diǎn)，本實(shí)施例不做詳細(xì)說(shuō)明。如圖11 圖13所示，由于采用釬焊連接工藝，而非傳統(tǒng)漲管工藝，冷媒管的形狀可以十分復(fù)雜而不影響制造的工藝性，因此，采用符合氣動(dòng)優(yōu)化技術(shù)的型面冷媒管型變得可行。冷媒管3為圓管、翼形管或橢圓管中的任何一種，當(dāng)然還可以是方形管或其它異形管，這些管形均能保證冷凝水滴4通過(guò)管間間隙向下流暢地排出，從面實(shí)現(xiàn)空調(diào)器穩(wěn)定的工作性能。尤其如圖12所示設(shè)計(jì)采用低速翼型，目的是使得空氣在流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生不規(guī)則的流線而增大空氣側(cè)換熱能力并降低流的阻力，與此同時(shí)，冷凝水流動(dòng)流暢的特征也可保留。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，既可實(shí)現(xiàn)全鋁管翅式平行流換熱器的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)連續(xù)焊 接，也可實(shí)現(xiàn)其它復(fù)合材料的整體管翅式平行流換熱器的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)連續(xù)焊接，焊接質(zhì)量一致，并易于控制，可實(shí)現(xiàn)換熱器的自動(dòng)裝配，翅片和冷媒管的連接為同材料熔接，傳熱效果好，且換熱器的長(zhǎng)期使用性能一致。
權(quán)利要求
1.一種管翅式平行流換熱器，包括集流管、翅片和冷媒管，其特征在于所述集流管、翅片或冷媒管之中的一件或多件至少在相互接觸的部位為具有至少兩層結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料，其中相互接觸的表層材料的熔點(diǎn)溫度低于基層材料的熔點(diǎn)溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種管翅式平行流換熱器，其特征在于所述集流管、翅片或冷媒管之中的一件或多件是整體具有至少兩層結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料，其中表層材料的熔點(diǎn)溫度低于基層材料的熔點(diǎn)溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種管翅式平行流換熱器，其特征在于所述冷媒管為空心管，帶有通孔折邊的翅片套裝在冷媒管上，冷媒管兩端插入集流管的翻邊孔內(nèi)，冷媒管的內(nèi)部空間與集流管的內(nèi)部空間相通，三者被焊接成一體式管翅式平行流換熱器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種管翅式平行流換熱器，其特征在于集流管、翅片或冷媒管的基層材料為鋁、鐵、銅或合金材料之一，表層材料為比基層材料熔點(diǎn)較低的鋁合金鍍層。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種管翅式平行流換熱器，其特征在于冷媒管為圓管、翼形管或橢圓管中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種管翅式平行流換熱器，其特征在于集流管內(nèi)還設(shè)有擋片。
全文摘要
一種管翅式平行流換熱器，包括集流管、翅片和冷媒管，所述集流管、翅片或冷媒管至少在相互接觸的部位為具有至少兩層結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料，其中相互接觸的表層材料的熔點(diǎn)溫度低于基層材料的熔點(diǎn)溫度。冷媒管為空心管，帶有通孔折邊的翅片套裝在冷媒管上，冷媒管兩端插入集流管的翻邊孔內(nèi)，冷媒管的內(nèi)部空間與集流管的內(nèi)部空間相通，三者組裝后，整體加熱至表層材料熔點(diǎn)溫度和基層材料熔點(diǎn)溫度之間，表層材料熔化起到釬焊料的作用，將換熱器焊接成整體。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)管翅式平行流換熱器的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，焊接質(zhì)量一致，易于控制，可實(shí)現(xiàn)換熱器的自動(dòng)裝配，保持換熱器長(zhǎng)期使用性能一致。
文檔編號(hào)F28F9/24GK102798252SQ20111014324
公開(kāi)日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2011年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月23日
發(fā)明者翟昱民 申請(qǐng)人:王康平, 翟昱民, 姬衛(wèi)