CN103256713A - 换热器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种换热器，适于热泵热水器，包括第一集流管、第二集流管和若干微通道管，所述微通道管的截面呈扁形且贯通连接于第一集流管和第二集流管之间，所述第一集流管和第二集流管分别沿轴向开设有第一缝隙和第二缝隙，所述第一缝隙和第二缝隙的边缘分别向外延伸有外翻边，所述微通道管的两端分别与所述第一缝隙和第二缝隙上的外翻边之间密封连接。本发明的有益效果是：加工容易，泄漏率低，而且微通道管排列紧凑。

Description

换热器及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种换热器及其制造方法，尤其涉及一种适于热泵热水器的微通道换热器及其制造方法。

背景技术

随着经济的快速发展与人们生活品位的提高，生活用热水已成为人们的生活必需品，然而传统的热水器(电热水器，燃油、气热水器)具有能耗大、费用高、污染严重等缺点；而节能环保型太阳能热水器的运行又受到气象条件的制约。空气源热泵的供热原理与传统的太阳能热水器截然不同，空气源热泵以空气、水、太阳能等为低温热源，空气源热泵以电能为动力从低温侧吸取热量来加热生活用水，热水通过循环系统直接送入用户作为热水供应或利用风机盘管进行小面积采暖。空气源热泵是目前学校宿舍、酒店、洗浴中心等场所的大、中、小热水集中供应系统的最佳解决方案。

热泵热水器就是利用逆卡诺原理，通过介质，把热量从低温物体传递到高温的水里的设备。热泵装置，可以使介质(冷媒)相变，变成比低温热源温度更低，从而自发吸收低温热源热量；回到压缩机后的介质，又被压缩成高温(比高温的水还高)高压气体，从而自发放热到高温热源；实现从低温热源“搬运”热量到高温热源，突破能量转换100％瓶颈。具体工作过程如下：①液体媒体在蒸发器内吸收低温物体的热量，蒸发成气体媒体。②蒸发器出来的气体媒体经过压缩机的压缩，变为高温高压的气体媒体。③高温高压的气体媒体在冷凝器中将热量释放给给高温物体、同时自身变为高压液体媒体。④高压液体媒体在膨胀阀中减压，再变为气液两相媒体，进入蒸发器，循环最初的过程。

现有的热泵热水器的换热器一般采用圆管缠绕到储水箱的内胆上，由于圆管与内胆的接触呈线性接触，换热效率低。此外由于需要制作绕管的专用设备，因此制造工艺较为复杂，生产效率低，不利于批量生产。

参图1和图2所示，中国专利第201010198510.6号公开了一种适于热泵热水器的微通道换热器，包括第一集流管1、第二集流管2和微通道管3，微通道管3具有扁平截面，第一集流管1和第二集流管2对应位置冲出形状与扁平截面外廓相配的内翻边槽孔2-1，微通道管的两端分别插入第一和第二集流管对应的内翻边槽孔内，并通过焊接固定。该技术方案虽然增大了换热器与储水箱内胆的接触面积，一定程度上提高了换热效率，但是其仍具有以下缺陷：由于第一集流管1和第二集流管2的直径长度限制，内翻边槽孔2-1的深度设置较小，使得微通道管3与内翻边槽孔2-1的可用于焊接的接触面积小，从而导致焊接位置的强度以及密封性不理想，焊接成品率不高，由于震动或腐蚀易造成焊接结合处泄露断裂。焊接过程中需要逐个实现微通道管3与相应的内翻边槽孔2-1之间的密封，加工困难。而且由于内翻边槽孔2-1的阻隔，相邻微通道管之间形成有一定的间隙，不够紧凑。

有鉴于此，有必要提供一种新型的换热器及其制造方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明解决的技术问题是提供一种换热器及其制造方法，加工容易，泄漏率低，而且微通道管排列紧凑。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：一种换热器，适于热泵热水器，包括第一集流管、第二集流管和若干微通道管，所述微通道管的截面呈扁形且贯通连接于第一集流管和第二集流管之间，其中，所述第一集流管和第二集流管分别沿轴向开设有第一缝隙和第二缝隙，所述第一缝隙和第二缝隙的边缘分别向外延伸有外翻边，所述微通道管的两端分别与所述第一缝隙和第二缝隙上的外翻边之间密封连接。

优选的，在上述换热器中，所述微通道管平行排列，所述相邻微通道管之间紧贴设置。

优选的，在上述换热器中，所述微通道管的两端分别与所述第一缝隙和第二缝隙上的外翻边通过钎焊方式连接。

优选的，在上述换热器中，所述外翻边包括平板部和导引部，所述导引部外端为第一开口，所述平板部与导引部过渡处为第二开口，所述第一开口的高度大于所述微通道管的厚度，以导引所述微通道管的末端进入所述第二开口。

优选的，在上述换热器中，所述第二开口的高度至少部分小于所述微通道管的厚度，以夹持所述微通道管。

优选的，在上述换热器中，所述第一集流管和第二集流管为卷压成型。

优选的，在上述换热器中，所述第一集流管和第二集流管的内壁表面涂覆有焊料。

优选的，在上述换热器中，所述第一集流管和第二集流管的两端分别通过钎焊方式密封有端盖，所述端盖包括圆柱形的主体部及自主体部外侧壁凸伸的平板部，所述平板部夹持于所述外翻边之间。

优选的，在上述换热器中，所述端盖的外部包覆有焊料。

本发明的技术方案还可以这样实现：

一种换热器的制造方法，其中，包括以下步骤：

(一)将微通道管排列成平板状，然后将其一端插入第一集流管的外翻边之间，另一端插入第二集流管的外翻边之间；

(二)将微通道管、第一集流管以及第二集流管工装固定；

(三)安装制冷剂进出管；

(四)于第一集流管和第二集流管的两端分别安装上端盖；

(五)微通道管的两端通过钎焊方式分别与第一集流管和第二集流管上的外翻边密封连接，端盖通过钎焊方式分别与第一集流管和第二集流管之间密封连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：第一集流管和第二集流管分别开设有外翻边的缝隙，外翻边可以不受空间限制，可以做的更长，与微通道管之间的接触面积更大，从而可焊接的面更大，密封效果好，泄漏率低；本发明中可先将微通道管并列后插入外翻边之间，然后对微通道管与外翻边之间进行整体焊接，加工容易；另一方面，相邻微通道管之间无阻隔，可以设置的更加紧凑。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1所示为现有技术中换热器的结构示意图；

图2所示为图1中集流管冲压结构的示意图；

图3所示为本发明具体实施例中换热器包围在储水箱内胆外侧的结构示意图；

图4所示为本发明具体实施例中换热器展开后的结构示意图；

图5所示为本发明具体实施例中第一集流管的局部放大示意图；

图6所示为本发明具体实施例中微通道管的结构示意图；

图7所示为本发明具体实施例中第一集流管与微通道管焊接后的局部放大示意图；

图8所示为本发明具体实施例中端盖的立体示意图；

图9所示为本发明具体实施例中端盖的另一角度的立体示意图。

具体实施方式

本发明目的在于提供一种换热器及其制造方法，加工容易，泄漏率低，而且微通道管排列紧凑。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参图3所示，换热器10包围在储水箱内胆20的外侧，用以将高温介质热量释放给储水箱内胆20内的水，水加热后可以供人们使用。该换热器10适用于热泵热水器(图未示)中，具体工作原理如下：①液体媒体在蒸发器内吸收低温物体的热量，蒸发成气体媒体。②蒸发器出来的气体媒体经过压缩机的压缩，变为高温高压的气体媒体。③高温高压的气体媒体在冷凝器(换热器10)中将热能释放给给高温物体、同时自身变为高压液体媒体。④高压液体媒体在膨胀阀中减压，再变为气液两相媒体，进入蒸发器，循环最初的过程。

参图4所示，换热器10包括第一集流管11、第二集流管12、若干微通道管13以及制冷剂进出管14和15。第一集流管11和第二集流管12为相同的管道且平行设置。微通道管贯通连接于第一集流管11和第二集流管12之间，制冷剂进出管14和15分别连接于第一集流管11和第二集流管12上，并与热泵热水器的循环管路相连。

参图5所示，以第一集流管11的结构进行说明，第二集流管12与其结构相同，不再赘述。第一集流管11采用内壁涂覆有钎料层的复合铝带，通过模具卷压成型，其包括圆柱体的主体部111，主体部111内定义有圆柱体的收容空间112。在其他实施方式中，第一集流管11也可以采用挤压型材。主体部111的侧壁上沿轴向开设有第一缝隙113，第二集流管12上设有第二缝隙，第一缝隙113的边缘向外延伸有外翻边114。外翻边114包括上翻边1141和下翻边1142，上翻边1141和下翻边1142分别形成于第一缝隙113的两个边缘上。上翻边1141和下翻边1142平行且相对设置，分别包括平板部(未标号)和导引部1143、1144，导引部1143、1144分别由上翻边1141和下翻边1142的末端折弯形成。导引部1143和1144的外端之间间隔构成第一开口(未标号)，导引部1143和1144向平板部方向延伸成喇叭状，平板部与导引部过渡处为第二开口(未标号)，第一开口的高度大于第二开口的高度。

参图6所示，微通道管13的截面呈扁形，截面上并列分布有多个通孔。微通道管13连通于第一集流管11和第二集流管12之间，制冷剂流通于第一集流管11、第二集流管12以及微通道管13之间。微通道管13之间平行排列且相邻微通道管13之间紧贴设置，如此使得微通道管13之间显得更加紧凑，可以布置更多的微通道管13以提高换热效果。在其他实施方式中，在保持微通道管13数量不变的情况下可以节约空间。

参图7所示，微通道管13的一端插置于第一集流管11的上翻边1141和下翻边1142之间，并通过钎焊方式分别实现上翻边1141的内壁与微通道管13之间的密封连接以及下翻边1142的内壁与微通道管13之间的密封连接。微通道管13的另一端采用同样方式与第二集流管12进行连接。微通道管13的厚度小于第一开口的高度，故微通道管13可以方便地被第一开口导引并进入第二开口，为了使得微通道管13可以得到更好的固定作用，第二开口的高度略小于微通道管13的厚度，所以微通道管13在插入第二开口时需要一定的挤压力，微通道管13进一步插入至收容空间112内并与第一集流管11内的空间连通。易于想到，微通道管13也可以仅延伸至第二开口之间，未突伸入第一集流管11的空间内。由于主体部111的弹性作用，微通道管13被挤压固定在第二开口之间并且与平板部之间紧密贴合。贴合后通过可控气氛钎焊实现微通道管13与第一集流管11之间的焊接，由于第一集流管11的内壁上涂覆有钎料层，对其直接加热，则钎料熔化流动并填充至微通道管13与外翻边114的接触面之间，进而实现微通道管13与第一集流管11之间的密封。

由于外翻边114位于主体部111的外侧，其长度可以在较大的一个范围进行选择，通过增大外翻边114的长度，可以增加微通道管13与外翻边114之间的接触面积，进而形成较大的焊接面积，密封效果好，泄漏率低。

由于导引部1143和1144呈翘起状，与微通道管13的表面之间形成有间隔空间1145，可于该间隔空间内进一步放置辅助焊料，然后再进行钎焊密封，如此可以进一步提高密封效果。

第一集流管11和第二集流管12的两端分别密封有端盖16，端盖16包括圆柱形的主体部161及自主体部161外侧壁凸伸的平板部162，主体部161的一端密封有圆形的侧壁163。主体部161收容于收容空间112内，平板部162夹持于上翻边1141和下翻边1142之间。优选的，主体部161的外径略大于第一集流管11的主体部111的内径，平板部162的厚度等于微通道管13的厚度，如此，主体部161的外壁与主体部111的内壁之间紧密贴合，平板部162也紧密贴合于上翻边1141和下翻边1142之间。端盖16外壁表面还包覆有焊料，端盖16插入第一集流管11或第二集流管12之后，通过钎焊方式密封连接，由于端盖16的外壁与第一集流管11直接贴合较紧，密封效果更佳。端盖16与第二集流管12之间的密封方式与端盖16与第一集流管11之间的密封方式相同，故不再赘述。

端盖16上设有通孔，制冷剂出管14连接于第一集流管11上端盖16的通孔，制冷剂进管15连接于第二集流管12上端盖16的通孔。在其他实施方式中，制冷剂进出管14和15也可以设置于第一集流管11和第二集流管12上的其他位置。

上述换热器的制造方法，包括以下步骤：

(一)将微通道管13排列成平板状后固定，然后将其一端插入第一集流管11的上翻边1141和下翻边1142之间，并插入第一缝隙113一定深度，另一端插入第二集流管12的外翻边之间，并插入第二缝隙一定深度；

(二)将微通道管13、第一集流管11以及第二集流管12工装固定；

(三)制冷剂进出管14和15分别插入第一集流管11以及第二集流管12上的端盖16的通孔；

(四)端盖16插入第一集流管11以及第二集流管12；

(五)整体进行钎焊：微通道管的两端通过钎焊方式分别与第一集流管和第二集流管上的外翻边密封连接；端盖通过钎焊方式分别与第一集流管和第二集流管之间密封连接；制冷剂进出管14和15分别与端盖16之间通过钎焊方式密封连接。

由于微通道管13、第一集流管11、第二集流管12、端盖16以及制冷剂进出管14和15在组装完成并固定之后再进行整体的钎焊密封成型，加工非常方便。

综上所述，本发明的有益效果是：

1、第一集流管和第二集流管分别开设有外翻边的缝隙，外翻边可以不受空间限制，可以做的更长，与微通道管之间的接触面积更大，从而可焊接的面更大，密封效果好，泄漏率低；

2、本发明中可先将微通道管并列后插入外翻边之间，然后对微通道管与外翻边之间进行整体焊接，加工容易；

3、相邻微通道管之间无阻隔，可以设置的更加紧凑。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种换热器，适于热泵热水器，包括第一集流管、第二集流管和若干微通道管，所述微通道管的截面呈扁形且贯通连接于第一集流管和第二集流管之间，其特征在于：所述第一集流管和第二集流管分别沿轴向开设有第一缝隙和第二缝隙，所述第一缝隙和第二缝隙的边缘分别向外延伸有外翻边，所述微通道管的两端分别与所述第一缝隙和第二缝隙上的外翻边之间密封连接。

2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于：所述微通道管平行排列，所述相邻微通道管之间紧贴设置。

3.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于：所述微通道管的两端分别与所述第一缝隙和第二缝隙上的外翻边通过钎焊方式连接。

4.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于：所述外翻边包括平板部和导引部，所述导引部外端为第一开口，所述平板部与导引部过渡处为第二开口，所述第一开口的高度大于所述微通道管的厚度，以导引所述微通道管的末端进入所述第二开口。

5.根据权利要求4所述的换热器，其特征在于：所述第二开口的高度至少部分小于所述微通道管的厚度，以夹持所述微通道管。

6.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于：所述第一集流管和第二集流管为卷压成型。

7.根据权利要求6所述的换热器，其特征在于：所述第一集流管和第二集流管的内壁表面涂覆有焊料。

8.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于：所述第一集流管和第二集流管的两端分别通过钎焊方式密封有端盖，所述端盖包括圆柱形的主体部及自主体部外侧壁凸伸的平板部，所述平板部夹持于所述外翻边之间。

9.根据权利要求8所述的换热器，其特征在于：所述端盖的外部包覆有焊料。

10.一种如权利要求1所述换热器的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

(一)将微通道管排列成平板状，然后将其一端插入第一集流管的外翻边之间，另一端插入第二集流管的外翻边之间；

(二)将微通道管、第一集流管以及第二集流管工装固定；

(三)安装制冷剂进出管；

(四)于第一集流管和第二集流管的两端分别安装上端盖；

(五)微通道管的两端通过钎焊方式分别与第一集流管和第二集流管上的外翻边密封连接，端盖通过钎焊方式分别与第一集流管和第二集流管之间密封连接。

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