CN101889187A - 热交换器以及制造该热交换器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种热交换器和制造该热交换器的方法。所述热交换器包括一个或更多个翅片以及穿过所述翅片的一个或更多个管。所述翅片设置有多个制冷剂通道。

Description

热交换器以及制造该热交换器的方法

技术领域

本公开涉及一种热交换器以及制造该热交换器的方法。

背景技术

通常，制冷系统包括压缩机、冷凝器、膨胀装置和蒸发器。冷凝器和蒸发器的作用是使得其中的制冷剂能够与外部流体进行热交换，因此其可称为“热交换器”。

热交换器可以分成翅片管式热交换器和微通道管式热交换器。翅片管式热交换器包括多个翅片和多个管，每个管具有圆形或接近圆形的截面并穿过翅片。微通道管式热交换器包括多个扁平管以及销，该销设置在扁平管之间且具有多个弯曲部分。

发明内容

技术问题

实施方式提供一种提高了热交换效率的热交换器以及制造该热交换器的方法。

技术方案

在一种实施方式中，热交换器包括：一个或更多个翅片；以及一个或更多个管，所述一个或更多个管穿过翅片并设有多个制冷剂通道。

在另一实施方式中，制造热交换器的方法包括：将多个翅片叠置；以及使多个制冷剂翅片穿过翅片，每个所述制冷剂管都设有多个制冷剂通道。

有益效果

根据实施方式，由于热交换是通过设有制冷剂通道的制冷剂管以及穿过制冷剂管的翅片来执行的，因此能够改善热交换性能。

制冷剂管是通过完全穿过翅片的方式来安装的，当热交换器用作为蒸发器时，冷凝水能够沿翅片有效地流下。

此外，由于翅片、制冷剂管、连接器、回管以及集管是通过钎焊工艺一次性地固定的，因此可以简化制造工艺。

此外，回管形成为具有比制冷剂管之间的距离的1/2大的曲率半径，能够使可安装在具有相同尺寸的热交换器中的制冷剂管的数目最大化，从而能够进一步提高热交换器的热交换效率。

在以下附图和描述中将提出一个或更多个实施方式的细节。从描述和附图以及从权利要求中可显见其它特征。

附图说明

图1是根据实施方式的热交换器的前视图。

图2是翅片与制冷剂管之间的接触部分的横截面视图。

图3是根据实施方式的连接器的立体图。

图4是示出制冷剂管与连接器的联接状态的横截面视图。

图5是根据实施方式的回管的立体图。

图6是根据实施方式的回管与制冷剂管的联接状态的横截面视图。

图7是图示用于制造根据实施方式的热交换器的过程的流程图。

具体实施方式

现在将详细参照本公开的实施方式，其示例在附图中示出。

图1是根据实施方式的热交换器的前视图。

参考图1，实施方式的热交换器100包括：多个扁平的翅片110；多个制冷剂管120，所述多个制冷剂管120安装成穿过多个翅片110；多个连接器140，所述多个连接器140将一些制冷剂管120连接到毛细管160；多个回管140，每个回管140都连接相邻的两个制冷剂管120；以及集管150，所述集管150连接到多个制冷剂管120。

更详细地，翅片110形成为具有预定长度的矩形平板的形状。所述多个翅片110的基本作用是增大沿着制冷剂管120流动的制冷剂与外部流体之间的热交换面积。翅片110以预定的间隔相互间隔开。

例如，制冷剂管120通过模压成型工艺形成为具有预定的长度。制冷剂管120形成为扁平的形状。即，各制冷剂管120形成为具有薄的矩形截面。

所述多个制冷剂管120沿竖直方向相互间隔开且穿过翅片110。

制冷剂管120和翅片110例如由导热性能优越的铝材料形成。

在下文中，图1中的最上部的管将被称为“第一制冷剂管121”。位于第一制冷剂管121下方的管称为“第二至第六制冷剂管122、123、124、125和126”。

同时，集管150与第一制冷剂管121和第四制冷剂管124连接。当热交换器用作为冷凝器时，集管150工作以将制冷剂分配到第一制冷剂管121和第四制冷剂管124中。

图2是翅片与制冷剂管之间的接触部分的横截面视图。

参考图2，在制冷剂管120中形成有多个制冷剂通道120P，制冷剂沿所述多个制冷剂通道120P流动。在制冷剂通道120P中设置有用于将制冷剂管120的内部分成多个通道120P的多个分隔件127。

每个分隔件127都具有与制冷剂管相同的长度。因此，制冷剂管120中的制冷剂通道120P延伸穿过制冷剂管120的全长。

钎焊层180形成在制冷剂管120与翅片110之间的接触部分上。当粘附到制冷剂管120的钎焊材料熔化时形成钎焊层180。这将在稍后更详细地进行描述。

图3是根据实施方式的连接器的立体图，且图4是示出制冷剂管与连接器的联接状态的横截面视图。

参考图3和图4，连接器130将各自具有矩形截面的一些制冷剂管120连接到圆形的毛细管160。即，连接器130设计成将形状不同的制冷剂管120和毛细管160相互连接。

在实施方式中，连接器130将第三制冷剂管123和第六制冷剂管126连接到相应的毛细管160。

更详细地，每个连接器130都包括第一连接器130a和第二连接器130b，制冷剂管120连接到所述第一连接器130a，毛细管160连接到所述第二连接器130b。

第一连接器130a设有开口132，制冷剂管120插入该开口132中。开口132成形为与制冷剂管120一致。联接孔131形成为穿过第二连接器130b的侧部，毛细管160联接到所述联接孔131。

在毛细管160联接到联接孔131的状态下，第一连接器130a被插入制冷剂管120，从而将毛细管160与制冷剂管120连通。

第一连接器130a具有比第二连接器130b更大的截面面积。因此，在第一连接器130a与第二连接器130b之间的连接部分形成阶梯部133。当制冷剂管120被插入到连接器130中时，制冷剂管120的端部与阶梯部133紧密接触。

阶梯部133形成为远离联接孔131。当热交换器用作为蒸发器时，从毛细管160排出的制冷剂通过第二连接器130b的内部空间被供应到制冷剂管120，因此制冷剂能够被有效地供应到制冷剂管120的制冷剂通道120P。此外，制冷剂管120的内表面和第二连接器130b的内表面在相同的水平面上。因此，能够使制冷剂管120和第二连接器130b中的制冷剂的流体阻力最小化。

钎焊层180可形成在第一连接器130a与制冷剂管120之间的接触部分上。

图5是根据实施方式的回管的立体图，且图6是示出根据实施方式的制冷剂管与回管的联接状态的横截面视图。

参考图5和图6，回管140设计成将相邻的管120的端部相互连接，使得相邻的管120相互连通。

在实施方式中，回管140分别将第一制冷剂管和第二制冷剂管122、第二制冷剂管122和第三制冷剂管123、第四制冷剂管124和第五制冷剂管125、以及第五制冷剂管125和第六制冷剂管126相互连接。

每个回管140都通过模压成型工艺形成为具有与制冷剂管120相同的截面。每个回管140都被弯曲成具有开曲线(open curve)。回管140大体形成为具有一个弯曲部141和两个直部143的马蹄铁的形状。

弯曲部141具有这样的曲率半径R：即，比相邻的制冷剂管120之间的长度L的1/2大。

这种结构能够使得易于形成回管140，并且使得相邻的制冷剂管120之间的距离最小化。

随着相邻的制冷剂管120之间的距离L减小，设置在具有相同尺寸的热交换器中的制冷剂管120的数目增加。当制冷剂管120的数目增加时，热交换器的热交换能力增强。

但是，随着相邻的制冷剂管120之间的距离L减小，回管140的曲率半径减小。这使得难以弯曲回管140。

因此，弯曲部140的曲率半径R被设定成比相邻的制冷剂管120之间的距离L的1/2大。在这种情况下，即使在相邻的制冷剂管120之间的长度L减小时，仍然能够容易地实现回管140的成形，即，回管140的弯曲。

两个直部143设置在弯曲部141的相反的端部上。各相邻的制冷剂管120的端部分别被插入到直部143中。因此，各直部143被设计成具有比制冷剂管120大的截面。

在弯曲部141中设有多个制冷剂通道140P。制冷剂通道140P的数目与制冷剂管120的制冷剂通道120P的数目相同。因此，制冷剂通道140P与制冷剂管120的相应的制冷剂通道120P连通。用于将弯曲部141的内部分成多个制冷剂通道140P的多个分隔件设置在弯曲部140P中。

钎焊层180可形成于回管140与制冷剂管120之间的接触部分处。

同时，翅片110和制冷剂管120通过钎焊工艺相互联接。制冷剂管和连接器130也通过钎焊工艺相互联接。制冷剂管120和回管140也通过钎焊工艺相互联接。

即，翅片110和制冷剂管120在它们之间的钎焊材料熔化时相互联接。制冷剂管和连接器130也在它们之间的钎焊材料熔化时相互联接。制冷剂管120和回管140也在它们之间的钎焊材料熔化时相互联接。

下面将描述制造根据实施方式的热交换器的方法。

图7是制造根据实施方式的热交换器的过程的流程图。

参考图7，首先制备多个制冷剂管120和多个翅片110。以片材的形式提供钎焊材料。钎焊材料可以是具有包覆层的。

钎焊材料被联接到或粘附到制冷剂管120的周边。被施加了钎焊材料的多个制冷剂管120安装成穿过多个翅片110(S11)。

此外，钎焊材料被粘附到将被联接到连接器130的制冷剂管123和126的周边(S13)。钎焊材料被粘附到将被联接到回管140的制冷剂管121至126的周边，并且制冷剂管120被联接到回管140(S13)。

钎焊材料被粘附到一些制冷剂管120的周边，这些制冷剂管120被联接到集管150。

然后，在上面步骤中被组装的翅片110、制冷剂管120、连接器130、回管140以及集管150被加热(钎焊工艺)(S15)。

例如，当以580-610℃的温度来加热翅片110、制冷剂管120、连接器130、回管140以及集管150时，钎焊材料熔化以形成钎焊层。因而，此时翅片110、制冷剂管120、连接器130、回管140以及集管150被固定从而完成热交换器。在这一点，钎焊材料的熔点低于翅片110、制冷剂管120、连接器130、回管140以及集管150的熔点。

如上所述，在通过钎焊工艺形成了热交换器的状态下，对制冷剂管120、连接器130以及回管140中的油进行干燥(S17)。当在步骤S17中完成油的干燥过程时，在翅片110、制冷剂管120、连接器130以及回管140上涂覆耐腐蚀层(S19)。此外，当完成耐腐蚀层的涂覆时，在翅片110、制冷剂管120、连接器130以及回管140的外周上(实际上是在耐腐蚀层的外周上)形成亲水层(S21)。

当完成耐腐蚀层和亲水层的涂覆时，对热交换器执行泄漏测试(S23)。通过使用预定的压力20kg/cm²(千克/平方厘米)使流体沿热交换器流动并检测热交换器中是否存在任何泄漏来进行所述泄漏测试。

下面将描述热交换器的制冷剂流动过程。

首先，当热交换器用作为冷凝器时，气相的制冷剂被从压缩机通过制冷剂管170引导至集管150。

被引导至集管150的制冷剂被分配到第一制冷剂管121和第四制冷剂管124。第一制冷剂管121的制冷剂通过第二制冷剂管122和第三制冷剂管123被引导至与第三制冷剂管123连接的毛细管160。第四制冷剂管124的制冷剂通过第五制冷剂管125和第六制冷剂管126被引导至与第六制冷剂管126连接的毛细管160。

当热交换器用作为蒸发器时，制冷剂在被引导至冷凝器(未示出)时膨胀至毛细管160。膨胀后的制冷剂被引导至第三制冷剂管123和第六制冷剂管126。

被引导至第三制冷剂管123的制冷剂被引导至第二制冷剂管122和第一制冷剂管121，在此之后被引导至集管150。第六制冷剂管126的制冷剂通过第五制冷剂管125和第四制冷剂管124被引导至集管150。被引导至集管150的制冷剂通过制冷剂管170被引导至压缩机(未示出)。

根据实施方式，由于制冷剂沿着各自具有多个通道的管流动，所以制冷剂与外部流体之间的热交换面积增加，因此提高了热交换效率。

此外，当热交换器用作为蒸发器时，由于在热交换器中的制冷剂与外部流体的热交换的过程中所产生的冷凝水沿翅片有效地流下，因此防止了冷凝水聚集在热交换器中的现象，从而改善了热交换器的热交换性能。

虽然在实施方式中设置了六个管，但是本发明并不限于这种构造。即，管的数目可以小于六或者大于六。

尽管已参考实施方式的多个说明性实施方式描述了实施方式，但是应当理解，仍能够由本领域普通技术人员设计出许多其它改型和实施方式，这些改型和实施方式将落入本公开的原理的精神和范围内。更具体地，可以在本公开、附图以及所附权利要求的范围内就主题组合方案的零部件和/或方案进行各种改变和修改。除就零部件和/或方案的改变和修改之外，替代性用途对于本领域普通技术人员而言也将是显而易见的。

Claims (20)

1.一种热交换器，包括：

一个或更多个翅片；以及

一个或更多个管，所述一个或更多个管穿过所述翅片并设有多个制冷剂通道。

2.根据权利要求1所述的热交换器，其中，所述制冷剂管形成为扁平的。

3.根据权利要求1所述的热交换器，其中，所述制冷剂管的整个外周穿过所述翅片。

4.根据权利要求1所述的热交换器，其中，所述翅片和所述制冷剂管通过钎焊工艺相互联接。

5.根据权利要求4所述的热交换器，还包括钎焊层，所述钎焊层通过熔化的钎焊材料形成于所述翅片与所述制冷剂管之间的接触部分。

6.根据权利要求4所述的热交换器，其中，所述翅片和管由铝形成，并且所述钎焊材料是具有包覆层的。

7.根据权利要求1所述的热交换器，还包括回管，所述回管将相邻的两个制冷剂管相互连接。

8.根据权利要求7所述的热交换器，其中，在所述回管内部的至少一部分中形成多个制冷剂通道。

9.根据权利要求7所述的热交换器，其中，所述回管包括：两个直部，相应的制冷剂管联接到所述直部；以及弯曲部，所述弯曲部将两个所述直部相互连接；并且

所述弯曲部具有与所述制冷剂管相同的截面。

10.根据权利要求1所述的热交换器，还包括：

多个毛细管，所述多个毛细管与一些制冷剂管连通；以及

多个连接器，所述多个连接器将相应的毛细管连接到所述一些制冷剂管。

11.根据权利要求10所述的热交换器，其中，所述连接器包括：

第一连接器，所述制冷剂管插入所述第一连接器中；以及

第二连接器，所述第二连接器从所述第一连接器延伸并且具有联接孔，所述毛细管联接到所述联接孔。

12.一种制造热交换器的方法，包括如下步骤：

将多个翅片叠置；以及

使多个制冷剂翅片穿过所述翅片，每个所述制冷剂翅片都设有多个制冷剂通道。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，将钎焊材料粘附于穿过所述翅片的每个制冷剂管的外表面。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括如下步骤：使粘附于所述翅片和管的所述钎焊材料熔化。

15.根据权利要求12所述的方法，其中，所述制冷剂管的整个外周穿过所述翅片。

16.根据权利要求12所述的方法，还包括如下步骤：将回管联接到两个相邻的制冷剂管。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，将钎焊材料粘附于所述两个相邻的制冷剂管的外表面。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括如下步骤：将集管连接到一些制冷剂管。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，将钎焊材料粘附于联接到所述集管的所述一些制冷剂管的外表面。

20.根据权利要求19所述的方法，还包括如下步骤：加热所述钎焊材料以使所述钎焊材料熔化。

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