CN103123185B - 热交换器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种热交换系统及其制造方法。该热交换系统可以包括：第一热交换器；第二热交换器，与第一热交换器间隔开；连接装置，设置在第一热交换器和第二热交换器之间，以将制冷剂引导到第一热交换器和第二热交换器中；以及一个或多个连接管，其将连接装置耦接至第一热交换器和第二热交换器，该连接管包括至少一个弯曲部。

Description

热交换器及其制造方法
技术领域
本申请涉及一种热交换器及其制造方法。
背景技术
通常，热交换器可以是热交换循环的部件，并且可以作为冷凝器或蒸发器运行，以使流动于其中的制冷剂与外部流体热交换。当热交换器被设置在空调中时，热交换器可以用作冷凝器或蒸发器。
热交换器根据其形状可以被分成翅管式(fin-and-tube type)和微通道式(micro channel type)。翅管式热交换器包括多个翅片以及具有大致圆形且穿过该翅片的导管。微通道式热交换器包括其中流动有制冷剂的多个扁平导管以及配置在多个扁平导管之间的翅片。在翅管式热交换器和微通道式热交换器两者中，流到这些管中的制冷剂与外部流体进行热交换，而翅片可以增大在这些管中流动的制冷剂与外部流体之间的热交换面积。
发明内容
本申请的实施例提供一种热交换系统，包括：
第一热交换器，包括第一制冷剂导管；
第二热交换器，与所述第一热交换器间隔开，所述第二热交换器包括第二制冷剂导管；
连接装置，连接所述第一热交换器和所述第二热交换器，其中所述连接装置将制冷剂引导到所述第一热交换器和所述第二热交换器中；以及
至少一个连接管，将所述连接装置耦接至所述第一热交换器和所述第二热交换器，所述至少一个连接管包括至少一个弯曲部。
根据如本文概括描述的实施例，由于可以在弯曲状态下组装并焊接多个热交换器以制造热交换系统，因而可以简化制造方法，并可以减少制造成本。
附图说明
将参考以下附图来详细描述实施例，所述附图中相似的附图标记表示相似的元件，其中：
图1为根据如本文概括描述的实施例的热交换器的透视图。
图2示出弯曲之前的热交换器。
图3为根据如本文概括描述的实施例的端盖与连接装置之间的耦接的截面图。
图4为根据如本文概括描述的实施例的热交换器的制造过程的流程图。
图5至图7示出根据如本文概括描述的实施例的热交换器的制作。
图8为根据如本文概括描述的另一个实施例的端盖与连接装置之间的耦接的截面图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图来描述示例性实施例。替代实施例可以具有许多不同的形式，并且不应当被理解为局限于本文列出的实施例。
参照图1，如本文具体实施并概括描述的热交换系统可以包括：多个热交换器100和200(或单一热交换器的多个部分100和200)，在其中引入制冷剂以执行热交换；以及分配装置300，连接至多个热交换器100和200。多个热交换器100和200可以包括彼此间隔开的第一热交换器100(或热交换器的部分100)和第二热交换器200(或热交换器的部分200)。
第一热交换器100可以包括：多个第一制冷剂导管(refrigerant tube)110，制冷剂在其中流动；以及第一翅片120，配置在多个制冷剂导管110之间，以促进制冷剂与外部空气之间的热交换。
用于将制冷剂分配到多个第一制冷剂导管110中的第一端盖(head)130可以包括处于制冷剂导管110相应端的下部端盖131和上部端盖132。第一端盖130可以沿水平方向布置。第一端盖130的每一个可以为其中的制冷剂限定流动空间。
耦接至第一制冷剂导管110的一端的下部第一端盖131或上部第一端盖132中的一个将制冷剂供应到多个第一制冷剂导管110的一部分。该制冷剂流经该部分的第一制冷剂导管110并进入到下部第一端盖131或上部第一端盖132的另一个中。在该循环过程中，流经第一制冷剂导管110的制冷剂与外部空气进行热交换。
第二热交换器200可以包括多个第二制冷剂导管210、第二翅片220以及包括下部第二端盖231和上部第二端盖232的第二端盖230。这些组件起的作用可以类似于第一热交换器100的第一制冷剂导管110、第一翅片120以及第一端盖130，因此将省略对其的详细说明。
用于将制冷剂分配到第一热交换器100或第二热交换器200中的分配装置300可以被配置在第一热交换器100和第二热交换器200之间。在替代实施例中，分配装置300可以将制冷剂分配到单一热交换器的多个不同部分(例如，热交换器的第一部分100和第二部分200)中。在特定实施例中，分配装置300可以具有大致圆柱形。其它形状也可以是合适的。
多个连接管(connection pipe)350可以将分配装置300连接至第一端盖130或第二端盖230。多个连接管350在热交换系统10的制造过程中可以沿预定方向弯曲。因此，在特定实施例中，多个连接管350可以由具有优良柔软性的材料形成，例如，铝材料或者其它合适的材料。
由于分配装置300可以通过多个连接管350连接至第一热交换器100和第二热交换器200，因而分配装置300也可以称为“连接装置”。
多个热交换器100和200(或热交换器的多个部分100和200)可以与分配装置300相通。制冷剂可以经由分配装置300被分配到多个热交换器100和200中。而且，在多个热交换器100和200中经过热交换的制冷剂可以被收集到分配装置300中。后文将参考附图来描述制冷剂的流动。
热交换系统10可以具有这样的结构：其中多个热交换器100和200(或热交换器的多个部分100和200)包括沿彼此不平行的方向从分配装置300延伸的第一端盖130和第二端盖230。
即，多个连接管350中的一个连接管或一对连接管可以沿第一方向从分配装置300的一侧延伸，而另一个连接管或另一对连接管可以沿第二方向从分配装置300的另一侧延伸，其中第一方向和第二方向彼此不平行，而是在其间形成一角度。
连接装置300与第一热交换器100和第二热交换器200(或热交换器的部分100和200)的这种配置可以允许热交换系统10被容置于空间在其中会受到局限或限制的安装区域中。
在将热交换器100和200、多个连接管350、以及分配装置300组装之后，可以执行用于使多个连接管350弯曲的过程，以在必要时为特定的安装环境定位(orient)热交换器100和200。
图2示出在弯曲连接管之前的图1所示的热交换系统。图3为根据如本文概括描述的实施例的端盖与连接元件之间的耦接的截面图。
参照图2和图3，多个组件可以通过诸如焊接等过程彼此组装，以在这些组件上执行弯曲过程，从而制造根据图1所示的示例性实施例的热交换系统10。
如图2所示，在弯曲之前，分配装置300被配置在第一热交换器100和第二热交换器200之间。分配装置300通过多个连接管350被耦接至第一端盖130和第二端盖230。
多个连接管350可以包括沿例如两个相反方向从分配装置300的下部延伸的多个第一连接管351以及沿例如两个相反方向从分配装置300的上部延伸的多个第二连接管355。
第一端盖130可以包括耦接至相应的第一连接管351的下部端盖131以及耦接至相应的第二连接管355的上部端盖132。类似地，第二端盖230可以包括耦接至相应的第一连接管351的下部端盖231以及耦接至相应的第二连接管355的上部端盖232。
第一插入孔135可以在面向分配装置300的下部端盖131和231以及上部端盖132和232的每一个的表面形成，以视情况容置第一连接管351或第二连接管355的相应端。
类似地，第二插入孔235可以在分配装置300中形成，以分别容置第一连接管351和第二连接管355的每一个的相应端。
因此，插入孔135和235可以被分别限定在端盖130和230以及分配装置300中，并且连接管350(351/355)的各端被插入这些孔中，以将端盖130和230(热交换器100和200)耦接至分配装置300。
分配装置300包括：分配主体301，具有大致圆柱形；入口310，制冷剂经由该入口被引入分配装置300中；以及出口370，制冷剂经由该出口从分配装置300排出。如图3的示例性实施例所示，入口310可以被配置在分配主体301的下端，出口370可以被配置在分配主体301的上端。其它布置也可以是合适的。
分配装置300可以包括用于引导制冷剂的分配的分配引导件315以及用于引导制冷剂的收集的收集引导件375。
分配引导件315可以被配置在入口310的流路中，以将经由入口310引入的制冷剂引导到第一端盖130的下部端盖131和第二端盖230的下部端盖231中。如图3所示，分配引导件315可以具有相对于入口310的倾斜或圆拱表面(rounded surface)，以促进制冷剂的分配。其它形状也可以是合适的。
收集引导件375可以被安置以将制冷剂引导至出口部件370。收集引导件375可以从第一端盖130的上部端盖132和第二端盖230的上部端盖232收集制冷剂，并将所收集的制冷剂引向出口370用以排出。如图3所示，收集引导件375可以具有相对于出口370的倾斜或圆拱表面，以促进制冷剂排放。其它形状也可以是合适的。
现在将描述根据当前实施例的制冷剂流动。
经由入口310引入的制冷剂被分配引导件315分配，并经由第一端盖130的下部端盖131和第二端盖230的下部端盖231引入到第一热交换器100和第二热交换器200(或单一热交换器的部分100和200)中。
该制冷剂随着其循环通过制冷剂导管110和210而在第一热交换器100和第二热交换器200中进行热交换。然后，经过热交换的制冷剂经由上部端盖132和232被引入到分配装置300中。引入到分配装置300中的制冷剂被混合，并通过收集引导件375被引导至出口370用以从热交换系统10排出。
图4为根据如本文概括描述的实施例的热交换系统的制造过程的流程图。图5至图7示出根据图4所示的方法制造热交换系统的过程。
参照图4，将多个制冷剂导管110和210以及翅片120和220堆叠。
在该示例性实施例中，制冷剂导管110和210沿垂直方向延伸并穿过翅片120和220，以形成“热交换主体”(S11)。
然后，将端盖130和230分别耦接至该热交换主体。在该示例性实施例中，端盖130和230沿大致垂直于制冷剂导管110和210的方向(即，沿水平方向)延伸。因此，可以将端盖130和230分别耦接至制冷剂导管110和210的每一个的相对端侧，以形成“热交换部件”。因此，当热交换主体分别与端盖130和230耦接时，可以制造第一热交换器100和第二热交换器200(或热交换器的部分100和200)(S12)。
然后，可以将多个热交换器100和200耦接至分配装置300(S13)。如上所述，多个连接管350可以被插入到端盖130和230以及分配装置300中，以将多个热交换器100和200耦接至分配装置300，并形成“热交换总成”。
此刻，在该过程中，多个第一连接管351沿彼此平行或彼此共线的方向从分配装置300的下部延伸，和/或第一热交换器100的下部端盖131和第二热交换器200的下部端盖231可以沿彼此平行或彼此共线的方向延伸。
类似地，多个第二连接管355可以沿彼此平行或彼此共线的方向从分配装置300的上部延伸，并且第一热交换器100的上部端盖132和第二热交换器200的上部端盖232可以沿彼此平行、彼此共线的方向延伸(S13)。
然后，可以执行固定过程(例如，焊接过程)，以将热交换组件彼此固定(S14)。在特定实施例中，钎焊接过程可以作为焊接过程来执行，其中可以将焊接剂(agent)(例如，金属保护层(clad))设置在待焊接的两个或多个物体上，然后，在普通的钎焊炉内将这些物体加热，以将物体彼此焊接。
例如，可以将焊接剂设置在分配装置300、连接管351和355、以及端盖130和230中的待固定的点(即，第一插入孔135和第二插入孔235或第一管351和第二管355的外表面)上(S14)。
一旦焊接过程完成，则可以执行弯曲过程(S15)。将参考图5至图7来描述弯曲过程。
用于制造热交换系统10的设备可以包括夹具400，该夹具400包括：夹具主体401；凹陷410，在夹具主体401的一个表面形成；以及导面420，位于夹具主体401的两个表面处以引导热交换系统10的弯曲度。
形成有凹陷410的夹具主体401的表面可以与分配装置300匹配。凹陷410可以从形成其的表面向上延伸成与分配装置300的外表面对应的形状。例如，凹陷410可以具有以预定角度延伸的向上倾斜表面。然而，如图5至图7所示，和/或其可以是圆拱的以与分配装置300的曲面对应。其它布置也可以是合适的。
在夹具400移动至与分配装置300的相应部分相接触之后，使用按压机构450和460按压第一热交换器100和第二热交换器200。按压机构450和460包括用于按压第一热交换器100的第一按压机构450以及用于按压第二热交换器200的第二按压机构460。
第一按压机构450和第二按压机构460向各自的导面420按压第一热交换器100和第二热交换器200的相应表面。在该过程中，第一连接管351和第二连接管355可以被弯曲得直到第一热交换器100和第二热交换器200接触各自的导面420。
当第一热交换器100和第二热交换器200接触各自的导面420时，第一连接管351和第二连接管355可以每一个包括至少一个弯曲部。当第一连接管351和第二连接管355完全弯曲时，将夹具400与热交换系统10分离。
如上所述，在完成热交换系统10的组装和焊接的状态下，可以使用夹具400以及按压机构450和460来有效地执行热交换系统10的弯曲过程。具体地，由于将多个热交换器100和200彼此连接的连接管350被弯曲，因而没有必要为了将热交换系统10容纳在给定的安装空间中而弯曲设置在热交换器100和200上的端盖(S15)。
当完成弯曲过程时，可以检查热交换系统10是否泄漏。例如，可以对系统10检查来自制冷剂导管110和210、端盖130和230、分配装置300、或连接管350的制冷剂是否泄漏。
在特定实施例中，热交换系统10的外表面可以涂布有亲水材料。由于该亲水涂料，可以减少因出现在热交换系统10上的冷凝或蒸发引起的水滞留。另外，可以增强热交换器10的抗腐蚀性，并可以减少噪声(S16和S17)。
在下文中，将提供对另一个示例性实施例的说明。除了连接装置的结构之外，图8所示的实施例类似于前述实施例。因此，对相同或相似部件的说明将采用前述实施例的说明和附图标记。
参照图8，用于将第一热交换器100和第二热交换器200(或单一热交换器的第一部分100和第二部分200)彼此连接的连接装置可以被具体实施为气/液分离装置500。气/液分离装置500可以是制冷剂循环的组件。气/液分离装置500可以使从热交换系统10排出的两相制冷剂分离，以流到制冷剂循环的另一个部件(例如，压缩机)中。当热交换系统10设置有气/液分离装置500时，热交换系统10可以用作蒸发器。
气/液分离装置500可以被配置在第一热交换器100和第二热交换器200之间，并且可以通过多个连接管351和355被耦接至第一端盖130和第二端盖230。包括气/液分离装置500的热交换系统的耦接和弯曲类似于前述实施例，因此将不再重复对其进一步的详细说明。
气/液分离装置500可以包括：气/液分离主体501，其中存储有制冷剂；入口510，制冷剂经由该入口被引入；以及出口570，从热交换系统10中循环的制冷剂分离出的气体制冷剂经由该出口从气/液分离装置500排出。
在特定实施例中，入口510可以被配置在气/液分离主体501的上部，出口570可以被配置在气/液分离主体501的下部。其它布置也可以是合适的。
出口570可以从气/液分离主体501的外侧向内延伸，使得出口570的第一端被配置在气/液分离主体501的大致中心或者中间的高度或纵向部分处，并且出口570的第二端被配置在气/液分离主体501的外侧。
现在将描述根据当前实施例的制冷剂的流动。
经由入口510引入到气/液分离装置500的制冷剂通过分配引导件315进行分配，并经由第二连接管355引入到第一端盖130和第二端盖230中。该制冷剂经由第一端盖132和第二端盖232被引入到制冷剂导管110和210中用以循环。
在通过第一热交换器100和第二热交换器200循环时经过热交换的制冷剂经由第一连接管351被引入到气/液分离主体510中。气体制冷剂从存储在气/液分离主体501中的制冷剂分离，然后，所分离的气体制冷剂经由出口570从气/液分离装置500排出。排出的制冷剂可以被引入到处于制冷循环中的压缩机中。
如上所述，由于气/液分离装置500可以被配置在第一热交换器100和第二热交换器200之间，因而没有必要提供用于在空调的室外单元中安装单独的气/液分离装置的单独空间。因此，空调(或室外单元)可以更加紧凑。
虽然分配装置和/或气/液分离装置在前述实施例中被设置为配置在第一热交换器与第二热交换器(或者单一热交换器的第一部分与第二部分)之间的连接装置的示例，然而，实施例不限于此。例如，可以将膨胀器、接收器(receiver)或双管式热交换器实施为连接装置。
当将膨胀器或接收器实施为连接装置时，热交换系统10可以用作冷凝器。
根据如本文概括描述的实施例，由于可以在弯曲状态下组装并焊接多个热交换器(或热交换器的多个部分)以制造热交换系统，因而可以简化制造方法，并可以减少制造成本。
而且，由于热交换系统可以相对于连接装置的中心以预定角度弯曲，因而热交换系统可以在空调内占用相对较小的空间。
而且，由于分配装置和/或气/液分离装置可以将多个热交换器(或热交换器的多个部分)彼此连接，因而没有必要提供用于安装单独的分配装置和/或单独的气/液分离装置的单独空间。因此，可以有效利用安装空间。
根据如本文概括描述的实施例，由于在弯曲状态下组装并焊接多个热交换器(或热交换器的多个部分)以制造热交换系统，因而可以简化制造方法，并可以减少制造成本。因此，可以进一步增强工业可适用性。
实施例提供一种热交换器及其制造方法，其中将构成该热交换器的一部分部件弯曲以减少该热交换器的安装体积。
在一个实施例中，如本文具体实施并概括描述的热交换器可以包括：第一热交换部件，包括制冷剂在其中流动的第一制冷剂导管；第二热交换部件，与第一热交换部件间隔开，第二热交换部件包括第二制冷剂导管；连接装置，配置在第一热交换部件和第二热交换部件之间，该连接装置引导制冷剂使得将制冷剂分配到第一热交换部件和第二热交换部件中；以及连接管，将连接装置耦接至第一热交换部件和第二热交换部件，连接管包括至少一个弯曲部。
在另一个实施例中，如本文具体实施并概括描述的热交换器的制造方法可以包括：将制冷剂导管和散热翅片堆叠，以形成热交换主体；将热交换主体与端盖组装，以形成热交换部件；将热交换部件与连接装置组装；将热交换部件和连接装置的组装部分焊接；以及使连接在热交换部件与连接装置之间的部分弯曲。
本说明书中任何提及的“一个实施例”，“一实施例”，“示例性实施例”等等是指结合这些实施例所描述的具体的特征、结构或特性都包括在本发明的至少一个实施例中。本说明书中多处出现的这些语句并不必然全部涉及相同的实施例。此外，当结合任一实施例来描述具体的特征、结构或特性时，应当认为其落入到本领域技术人员结合其他实施例来实施该特征、结构或特性的范围内。
虽然已经参照其中的多个阐释性实施例来对实施例进行描述，但是应该理解的是，在发明的精神或范围中，本领域普通技术人员可以设计出多种改进和实施例。更具体而言，在本说明书、附图以及权利要求的范围内，可以在组成部件和/或组合排列布局上进行多种改进和变型。除了组成部件和/或布局上的多种改进和变型以外，对于本领域的技术人员，替代性的使用也是显而易见的。

Claims (8)

1.一种热交换系统，包括：
第一热交换器，包括第一制冷剂导管以及设置在所述第一制冷剂导管的两侧并且具有下部第一端盖和上部第一端盖的第一端盖；
第二热交换器，与所述第一热交换器间隔开，所述第二热交换器包括第二制冷剂导管以及设置在所述第二制冷剂导管两侧并且具有下部第二端盖和上部第二端盖的第二端盖；
连接装置，连接所述第一热交换器和所述第二热交换器，其中所述连接装置将制冷剂引导到所述第一热交换器和所述第二热交换器中；以及
多个连接管，将所述连接装置耦接至所述第一热交换器和所述第二热交换器，所述多个连接管包括至少一个弯曲部；
其中，所述多个连接管包括：
多个第一连接管，将所述连接装置的下部耦接至所述下部第一端盖和所述下部第二端盖；以及
多个第二连接管，将所述连接装置的上部耦接至所述上部第一端盖和所述上部第二端盖；
其中，所述连接装置包括：
主体，其限定内部空间；
入口，形成在所述主体的第一端处；
出口，形成在所述主体的第二端处；
第二插入孔，形成在所述主体中并耦接至所述第一连接管和所述第二连接管。
2.根据权利要求1所述的系统，还包括：
第一插入孔，形成在所述第一端盖和所述第二端盖每一个的表面中，并耦接至所述第一连接管和所述第二连接管。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述多个第一连接管中的一个在第一方向上从分配装置的一侧延伸，所述多个第一连接管中的另一个在第二方向上从所述分配装置的另一侧延伸；所述多个第二连接管中的一个在所述第一方向上从所述分配装置的一侧延伸，所述多个第二连接管中的另一个在所述第二方向上从所述分配装置的另一侧延伸；所述第二方向是与所述第一方向相反的方向。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述第一方向不平行于所述第二方向。
5.根据权利要求3所述的系统，其中，所述多个第一连接管的所述弯曲部的形状对应于多个所述第二连接管的所述弯曲部的形状。
6.根据权利要求3所述的系统，其中，所述连接装置还包括：
分配引导件，具有相对于所述入口的倾斜或圆拱表面；以及
收集引导件，具有相对于所述出口的倾斜或圆拱表面；
其中，所述分配引导件在所述内部空间中分隔出分配空间，以将来自所述入口的制冷剂引导到多个所述第一连接管；
其中，所述收集引导件在所述内部空间中分隔出收集空间，以将来自所述多个第二连接管的制冷剂引导到所述出口。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述连接装置还包括：
分配引导件，具有相对于所述入口的倾斜或圆拱表面；
其中，所述分配引导件在所述内部空间中分隔出分配空间，以将来自所述入口的制冷剂引导到所述第二连接管。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述连接装置包括从由所述第一热交换器和所述第二热交换器排出到所述连接装置中的制冷剂分离出气体制冷剂的气/液分离装置，其中所述气/液分离装置包括从所述连接装置的内部向外延伸的出口以排出所述气体制冷剂。
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