CN104964487B - 热交换器、空调器及金属箔的加工方法 - Google Patents

热交换器、空调器及金属箔的加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种热交换器和一种空调器以及一种金属箔的加工方法，所述热交换器包括多片金属箔和与之配合的冷媒管，其中，所述金属箔的表面雕刻有多个沟槽以及多个条状突起，多个所述沟槽与多个所述条状突起使所述金属箔具有亲水特性。所述空调器具有以上热交换器。所述金属箔的加工方法为：先用激光器在所述金属箔的表面多次雕刻沟槽，直至所述沟槽的数量达到预设数值；再用所述激光器对所述沟槽进行多次加深雕刻，直至所述沟槽的深度达到预设的深度。本发明的热交换器的金属箔的亲水表面不但换热率高，而且耐久性好，其工艺简单，而且尺寸精度高。

Description

热交换器、空调器及金属箔的加工方法
技术领域
本发明涉及制冷领域，更具体而言，涉及一种热交换器、一种空调器以及一种金属箔的加工方法。
背景技术
目前，在空调器制冷的过程中，蒸发器的铝翅片温度在露点以下，铝翅片表面形成的冷凝水对蒸发器的换热起到两方面的消极作用，一、增加换热过程中的热阻，降低换热效率，二、减少蒸发器的进风面积，增大进风阻力。因此，蒸发器的铝翅片表面通常会设有亲水涂层，以增加表面的润湿性能，降低铝翅片表面的接触角，从而提高换热效率。然而，现有的亲水涂层常为有机树脂，其耐久性有待改善、热导率高，故蒸发器的换热性能极其稳定性受影响。
因此，提出一种其亲水表面换热率高，耐久性好，加工简单的热交换器就显得十分必要。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明的目的在于，提供一种热交换器。
本发明的另一个目的在于，提供一种空调器，具有以上热交换器。
本发明的再一个目的在于，提供一种金属箔的加工方法，用于以上热交换器和空调器。
为实现上述目的，根据本发明第一方面实施例提供了一种热交换器，其特征在于，包括:多片金属箔，所述金属箔上设置有多个通孔；冷媒管，所述冷媒管依次穿过多片所述金属箔上的多个所述通孔，所述冷媒管与每个所述通孔过盈配合；其中，所述金属箔的表面雕刻有多个沟槽以及多个条状突起，多个所述沟槽与多个所述条状突起使所述金属箔的表面具有超亲水特性。
根据本发明的实施例的热交换器，包括多片金属箔，金属箔最好选用铝箔，金属箔的表面雕刻有多个沟槽以及多个条状突起，金属箔上多个沟槽的结构引起冷凝水与金属箔的表面之间的亲和性随方向的不同而呈现不同特性。冷凝水沿沟槽的长度方向的接触角较小，有利于冷凝水在金属箔的表面沿沟槽的长度方向，即重力或接近重力方向铺展和流动，使冷凝水能及时从金属箔的表面自上而下地流走，从而降低附着于金属箔的表面的冷凝水所形成的热阻。多个条状突起使金属箔的表面积大大增加，提高了热交换器的换热效率。
另外，根据本发明上述实施例提供的热交换器还具有如下附加技术特征：
根据本发明的一个实施例，所述条状突起分布在所述沟槽的底部以及每两个相邻的所述沟槽之间的间隔面上。
根据本发明的实施例的热交换器，金属箔表面的多个条状突起分布在沟槽的底部以及每两个相邻的沟槽之间的间隔面上，一方面使金属箔的表面积大大增加，提高了热交换器的换热效率，另一方面使金属箔的表面的润湿性能得到提高，使金属箔的表面表面呈超亲水性，冷凝水在金属箔的表面受到表面张力的作用后进一步扩散，使水膜的尤其是沟槽的顶部位置的水膜的厚度显著减小，降低了热交换器的热阻和通风阻力，进而提高了热交换器的换热效率，提高了空调器的品质。
根据本发明的一个实施例，多个所述沟槽在所述金属箔的表面密集排列。
根据本发明的一个实施例，所述沟槽的宽度范围为10～300微米，所述沟槽的深度为10～30微米，每两个相邻的所述沟槽之间的中心距为200～600微米。
根据本发明的实施例的热交换器，多个沟槽密集排列在金属箔的表面，每个沟槽的宽度范围为10～300微米，每个沟槽的深度为10～30微米，每两个相邻的所述沟槽之间的中心距为200～600微米，微米级结构组成的沟槽具有优于纳米结构的力学性能，此外，金属箔的亲水性不依赖于传统的有机亲水涂层，故金属箔的表面的耐磨性得到了提升。
根据本发明的一个实施例，多个所述条状突起无序排列。
根据本发明的一个实施例，所述条状突起的宽度范围为0.1～10微米，所述条状突起的高度范围为0.1～10微米。
根据本发明的实施例的热交换器，相互交错的条状突起相对于孤立的突起使冷凝水的水膜更容易展开，而且其力学性能优于孤立的突起，故金属箔的表面的耐磨性相对较高。条状突起的宽度范围为0.1～10微米，高度范围为0.1～10微米。尺寸更小的条状突起与沟槽组成阶梯结构，使金属箔的亲水面具有优于纳米结构的力学性能，提高了热交换器的热交换性能和耐用性，进而提高了空调器的品质。
根据本发明的第二方面的一个实施例，包括以上任一项实施例所述的热交换器，所述热交换器装配在所述空调器的室外机中。
根据本发明的实施例的空调器，其室外机中装配有以上所述的热交换器，因此其具有以上实施例所述的热交换器的所有有益效果。
根据本发明的金属箔的加工方法，包括以下步骤：
步骤102：用激光器在所述金属箔的表面多次雕刻沟槽，直至所述沟槽的数量达到预设数值；
步骤104：用所述激光器对所述沟槽进行多次加深雕刻，直至所述沟槽的深度达到预设的深度。
根据本发明的实施例的金属箔的加工方法，首先，用激光器在金属箔的表面多次雕刻沟槽，每个沟槽的宽度的取值范围为10～300微米，直至沟槽布满金属箔的表面。然后，用激光器沿着多次雕刻沟槽的运动轨迹对沟槽进行加深雕刻，为了使金属箔在雕刻时其表面的热量能得到及时扩散，不会使金属箔在激光雕刻时因受热而产生较大的变形，所以必须对金属箔进行强度较低的多次加深雕刻，直到金属箔的表面的每个沟槽的深度达到预设值，预设的沟槽的深度的取值范围为10～30微米。在对金属箔的表面上的所有沟槽的加深雕刻过程中，金属箔的表面经过多次熔融再固化过程后，其表面会自然形成交错的条状突起。
根据本发明的金属箔的加工方法，在步骤102中，每次用激光器雕刻多条沟槽，使每两个相邻的沟槽之间的中心距为预设的沟槽的中心距的整数倍，直至每两个相邻的沟槽之间的中心距达到预设值；在步骤104中，按照步骤102中的所述激光器的雕刻轨迹对所述沟槽进行多次加深雕刻，直至所有沟槽达到预设的深度。
根据本发明的金属箔的加工方法，所述激光器的雕刻功率的范围为1～15W。
根据本发明的实施例的金属箔的加工方法，每次可用激光器在金属箔的表面加工多条沟槽，在多条沟槽中，每两个相邻的沟槽之间的中心距为预设值的整数倍，预设的沟槽的中心距为200～600微米，这样，激光器在金属箔的表面雕刻时产生的热量容易得到扩散，热量不会在金属箔的局部表面过度集中，使金属箔整体上不会因受热而变形。相应的，激光器的功率大小也必须控制在1～15W内。再次雕刻多条沟槽时，使每条沟槽位于上次雕刻的相邻的两个沟槽之间，并与其中心距保持为预设的中心距的整数倍。这样，通过多次雕刻，使沟槽的数量达到预设数值，即保证了金属箔整体上不会因激光雕刻而变形，同时沟槽也布满了金属箔的表面。在用激光器对沟槽进行多次加深雕刻时，为了使金属箔整体上不会因受热而变形，也应该按照第一次雕刻沟槽时的路径来进行加深雕刻。在预设沟槽的深度为10～30微米的情况下，加深雕刻的次数范围优选为2至10次，每次加深1～3微米。
根据本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明的第一方面的实施例所述的热交换器的结构示意图；
图2是图1中A处的结构示意图；
图3是图1中的单个金属箔的结构示意图；
图4是图3中金属箔的顶部的放大结构示意图；
图5是图4中B处的放大结构示意图；
图6至图9是激光雕刻过程中金属箔的表面的结构变化示意图。
其中，图1至图9中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：
1金属箔，101沟槽，102条状突起，2冷媒管。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1至图5所示，根据本发明第一方面实施例提供了一种热交换器，其特征在于，包括:多片金属箔1，所述金属箔1上设置有多个通孔；冷媒管2，所述冷媒管2依次穿过多片所述金属箔1上的多个所述通孔，所述冷媒管2与每个所述通孔过盈配合；其中，所述金属箔1的表面雕刻有多个沟槽101以及多个条状突起102，多个所述沟槽101与多个所述条状突起102使所述金属箔1的表面具有超亲水特性。
根据本发明的实施例的热交换器，包括多片金属箔1，金属箔1最好选用铝箔，金属箔1的表面雕刻有多个沟槽101以及多个条状突起102，金属箔1上多个沟槽101的结构引起冷凝水与金属箔101的表面之间的亲和性随方向的不同而呈现不同特性。冷凝水沿沟槽101的长度方向的接触角较小，有利于冷凝水在金属箔1的表面沿沟槽101的长度方向，即重力或接近重力方向铺展和流动，使冷凝水能及时从金属箔1的表面自上而下地流走，从而降低附着于金属箔1的表面的冷凝水所形成的热阻。多个条状突起102使金属箔1的表面积大大增加，提高了热交换器的换热效率。
另外，根据本发明上述实施例提供的热交换器还具有如下附加技术特征：
如图5所示,根据本发明的一个实施例，所述条状突起102分布在所述沟槽101的底部以及每两个相邻的所述沟槽101之间的间隔面上。
根据本发明的实施例的热交换器，金属箔1表面的多个条状突起102分布在沟槽101的底部以及每两个相邻的沟槽101之间的间隔面上，一方面使金属箔1的表面积大大增加，提高了热交换器的换热效率，另一方面使金属箔1的表面的润湿性能得到提高，使金属箔1的表面表面呈超亲水性，冷凝水在金属箔1的表面受到表面张力的作用后进一步扩散，使水膜的尤其是沟槽101的顶部位置的水膜的厚度显著减小，降低了热交换器的热阻和通风阻力，进而提高了热交换器的换热效率，提高了空调器的品质。
根据本发明的一个实施例，多个所述沟槽101在所述金属箔1的表面密集排列。
根据本发明的一个实施例，所述沟槽101的宽度范围为10～300微米，所述沟槽101的深度为10～30微米，每两个相邻的所述沟槽101之间的中心距为200～600微米。
根据本发明的实施例的热交换器，多个沟槽101密集排列在金属箔1的表面，每个沟槽101的宽度范围为10～300微米，每个沟槽101的深度为10～30微米，每两个相邻的所述沟槽101之间的中心距为200～600微米，微米级结构组成的沟槽101具有优于纳米结构的力学性能，此外，金属箔1的亲水性不依赖于传统的有机亲水涂层，故金属箔1的表面的耐磨性得到了提升。
如图5所示，根据本发明的一个实施例，多个所述条状突起102无序排列。
根据本发明的一个实施例，所述条状突起102的宽度范围为0.1～10微米，所述条状突起102的高度范围为0.1～10微米。
根据本发明的实施例的热交换器，相互交错的条状突起102相对于孤立的突起使冷凝水的水膜更容易展开，而且其力学性能优于孤立的突起，故金属箔1的表面的耐磨性相对较高。条状突起102的宽度范围为0.1～10微米，高度范围为0.1～10微米。尺寸更小的条状突起102与沟槽101组成阶梯结构，使金属箔1的亲水面具有优于纳米结构的力学性能，提高了热交换器的热交换性能和耐用性，进而提高了空调器的品质。
根据本发明的第二方面的一个实施例，包括以上任一项实施例所述的热交换器，所述热交换器装配在所述空调器的室外机中。
根据本发明的实施例的空调器，其室外机中装配有以上所述的热交换器，因此其具有以上实施例所述的热交换器的所有有益效果。
如图6至图9所示，根据本发明的金属箔的加工方法，包括以下步骤：
步骤102：用激光器在所述金属箔1的表面多次雕刻沟槽101，直至所述沟槽101的数量达到预设数值；
步骤104：用所述激光器对所述沟槽101进行多次加深雕刻，直至所述沟槽101的深度达到预设的深度。
根据本发明的实施例的金属箔1的加工方法，首先，用激光器在金属箔1的表面多次雕刻沟槽101，每个沟槽101的宽度的取值范围为10～300微米，直至沟槽101布满金属箔1的表面。然后，用激光器沿着多次雕刻沟槽101的运动轨迹对沟槽101进行加深雕刻，为了使金属箔1在雕刻时其表面的热量能得到及时扩散，不会使金属箔1在激光雕刻时因受热而产生较大的变形，所以必须对金属箔1进行强度较低的多次加深雕刻，直到金属箔1的表面的每个沟槽101的深度达到预设值，预设的沟槽101的深度的取值范围为10～30微米。在对金属箔1的表面上的所有沟槽101的加深雕刻过程中，金属箔1的表面经过多次熔融再固化过程后，其表面会自然形成交错的条状突起102。
如图6至图9所示，根据本发明的金属箔的加工方法，在步骤102中，每次用激光器雕刻多条沟槽101，使每两个相邻的沟槽101之间的中心距为预设的沟槽101的中心距的整数倍，直至每两个相邻的沟槽101之间的中心距达到预设值；在步骤104中，按照步骤102中的所述激光器的雕刻轨迹对所述沟槽101进行多次加深雕刻，直至所有沟槽101达到预设的深度。
根据本发明的金属箔的加工方法，所述激光器的雕刻功率的范围为1～15W。
根据本发明的实施例的金属箔的加工方法，每次可用激光器在金属箔1的表面加工多条沟槽101，在多条沟槽101中，每两个相邻的沟槽101之间的中心距为预设值的整数倍，预设的沟槽101的中心距为200～600微米，这样，激光器在金属箔1的表面雕刻时产生的热量容易得到扩散，热量不会在金属箔1的局部表面过度集中，使金属箔1整体上不会因受热而变形。相应的，激光器的功率大小也必须控制在1～15W内。再次雕刻多条沟槽101时，使每条沟槽101位于上次雕刻的相邻的两个沟槽101之间，并与其中心距保持为预设值的整数倍。这样，通过多次雕刻，使沟槽101的数量达到预设数值，即保证了金属箔1整体上不会因激光雕刻而变形，同时沟槽101也布满了金属箔1的表面。在用激光器对沟槽101进行多次加深雕刻时，为了使金属箔1整体上不会因受热而变形，也应该按照第一次雕刻沟槽101时的路径来进行加深雕刻。在预设沟槽101的深度为10～30微米的情况下，加深雕刻的次数范围优选为2至10次，每次加深1～3微米。
在本说明书的描述中，术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种热交换器，其特征在于，包括:
多片金属箔，所述金属箔上设置有多个通孔；
冷媒管，所述冷媒管依次穿过多片所述金属箔上的多个所述通孔，所述冷媒管与每个所述通孔过盈配合；
其中，所述金属箔的表面雕刻有多个沟槽以及多个条状突起，多个所述沟槽与多个所述条状突起使所述金属箔的表面具有超亲水特性；
所述条状突起分布在所述沟槽的底部以及每两个相邻的所述沟槽之间的间隔面上；
多个所述条状突起无序排列。
2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，多个所述沟槽在所述金属箔的表面密集排列。
3.根据权利要求2所述的热交换器，其特征在于，所述沟槽的宽度范围为10～300微米，所述沟槽的深度为10～30微米，每两个相邻的所述沟槽之间的中心距为200～600微米。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述条状突起的宽度范围为0.1～10微米，所述条状突起的高度范围为0.1～10微米。
5.一种空调器，其特征在于，包括如权利要求1至4中任一项所述的热交换器，所述热交换器装配在所述空调器的室外机中。
6.一种金属箔的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤102：用激光器在所述金属箔的表面多次雕刻沟槽，直至所述沟槽的数量达到预设数值；
步骤104：用所述激光器对所述沟槽进行多次加深雕刻，直至所述沟槽的深度达到预设的深度。
7.根据权利要求6所述的金属箔的加工方法，其特征在于，在步骤102中，每次用激光器雕刻多条沟槽，使每两个相邻的沟槽之间的中心距为预设的沟槽的中心距的整数倍，直至每两个相邻的沟槽之间的中心距达到预设的中心距；在步骤104中，按照步骤102中的所述激光器的雕刻轨迹对所述沟槽进行多次加深雕刻，直至所有沟槽达到预设的深度。
8.根据权利要求6或7中所述的金属箔的加工方法，其特征在于，所述激光器的雕刻功率的范围为1～15W。
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