CN106949768A - 多通道热交换扁管 - Google Patents

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陈江平
朱建民
施骏业
李万勇
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Shanghai Jiaotong University
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Shanghai Jiaotong University
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/02—Tubular elements of cross-section which is non-circular
    • F28F1/022—Tubular elements of cross-section which is non-circular with multiple channels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/40—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only inside the tubular element

Abstract

一种热交换技术领域的多通道热交换扁管，包括：一体式折叠成型的第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁、第四侧壁和内部肋，其中：第一侧壁与第二侧壁上下平行，第三侧壁和第四侧壁沿横截面上中轴线左右对称，内部肋沿横截面上中轴线分为对称的左内部肋和右内部肋；所述的第一侧壁、第三侧壁、第二侧壁和左内部肋依次连接围成左侧流道；所述的第一侧壁、第四侧壁、第二侧壁和右内部肋依次连接围成右侧流道。本发明采用铜制折叠式热交换扁管，增大了换热面积，在整体性能提升的同时，减少了铜材用量和设备投入，降低生产成本。

Description

多通道热交换扁管
技术领域
本发明涉及的是一种热交换领域的技术，具体是一种多通道热交换扁管。
背景技术
目前家用空调系统的蒸发器和冷凝器、中央空调系统的风机盘管、燃气热水器的热交换器等换热设备中一般采用铜管铝翅片结构形式的管翅式换热器。换热器中铜管均为圆管，由于圆管存在表面换热面积小，与翅片接触传热面积小，背风侧有空气回流等问题，限制了换热器换热效率的进一步提升，并且增加了空气侧流动阻力。
研究表明微通道的微尺度强化传热效应能大幅度提升换热器的效能，微通道铝扁管在汽车空调上的成功应用证明了这一点。但由于铝材熔点较低、耐腐蚀性较差，难以适应高湿度、高温度的工作环境，因此难以应用到家用空调、风机盘管及燃气热水器等常用设备上。若能实现铜管的微通道扁管化，替代原设备的圆铜管，就可以实现换热器性能的提升。市面上现有的铜扁管只是由圆管直接压扁形成，并不具有微通道强化传热的作用。
经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN102353294A，公开(公告)日2012.02.15，公开了一种折叠式微通道多孔扁管及其成型方法，所述扁管采用一单体薄板一体成型，单体薄板通过机械折弯机构多点成型控制循序推进，先把单体薄板两端分别迂回折弯，接着将迂回折弯的部分经两次垂直折弯后，再经一次水平翻转折叠且于单体薄板的中线位置对接一体成型，进而形成带有相互间隔的细孔的多孔扁管。但是该发明受限于铝铂板材耐腐蚀性差、熔点低、延展性差的缺陷，难以应用于高温高湿等恶劣工况，且铝钎焊接技术无法直接应用于铜材焊接。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提出了一种多通道热交换扁管，能够降低风侧阻力，在保证耐腐蚀性和承压能力的前提下，提高家用空调等换热设备的换热效率。
本发明是通过以下技术方案实现的，
本发明包括：一体式折叠成型的第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁、第四侧壁和内部肋，其中：第一侧壁和第二侧壁上下平行，第三侧壁和第四侧壁沿横截面上中轴线左右对称，内部肋沿横截面上中轴线分为对称的左内部肋和右内部肋；
所述的第一侧壁、第三侧壁、第二侧壁和左内部肋依次连接围成左侧流道；
所述的第一侧壁、第四侧壁、第二侧壁和右内部肋依次连接围成右侧流道。
技术效果
与现有技术相比，本发明以铜制热交换扁管替代圆铜管，降低了风侧阻力，增大了换热面积，在整体性能提升的同时，减少了铜材用量；而采用辊压机折叠一体成型、焊接固定的工艺相对于传统挤压成型，不仅能够保证热交换扁管整体结构强度的一致性，而且可以简化工艺、减少设备投入，降低生产成本。
附图说明
图1为实施例1的扁管截面图；
图2为图1中局部细节图；
图中：第一侧壁1、第二侧壁2、第三侧壁3、第四侧壁4、内部肋5、左内部肋51、右内部肋52、换热通道6、复合焊接金属层7、焊料8。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1所示，本实施例包括：一体式折叠成型的第一侧壁1、第二侧壁2、第三侧壁3、第四侧壁4和内部肋5，其中：第一侧壁1和第二侧壁2上下平行，第三侧壁3和第四侧壁4沿横截面上中轴线左右对称，内部肋5沿横截面上中轴线分为对称的左内部肋51和右内部肋52；
所述的第一侧壁1、第三侧壁3、第二侧壁2和左内部肋51依次连接围成左侧流道A，所述的左侧流道A被左内部肋51分隔为若干个换热通道6；
所述的第一侧壁1、第四侧壁4、第二侧壁2和右内部肋52依次连接围成右侧流道B，所述的右侧流道B被右内部肋52分隔为若干个换热通道6。
所述内部肋5的上顶点C、下顶点D与第一侧壁1、第二侧壁2交替焊接固定，内部肋5的横截面形状可为正弦波、余弦波、三角波、矩形波或梯形波状，本实施例优选为梯形波状，在分隔流道的同时，起到支撑第一侧壁1和第二侧壁2的作用。
如图2所述，所述的多通道热交换扁管上、下表面均覆盖复合焊接金属层7，方便采用整体钎焊的方式固定。
所述的第二侧壁2折叠形成的中间缝隙通过填充焊料8实现表面的平滑过渡。
所述第三侧壁3、第四侧壁4与第一侧壁1、第二侧壁2连接处优选为弧形轮廓。
所述的多通道热交换扁管壁厚及内部肋厚为0.1～2mm，管宽度为8～60mm，管高度为1～20mm，换热通道数为2～30个。
所述的多通道热交换扁管为铜金属薄板通过辊压机对称折叠的方式一体成型，可加工尺寸范围大，能够满足小尺寸换热通道设计的要求。采用铜制多通道热交换扁管的换热器，其换热效率至少能够提升30％，风侧阻力至少降低30％。

Claims (5)

1.一种多通道热交换扁管，其特征在于，包括：一体式折叠成型的第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁、第四侧壁和内部肋，其中：第一侧壁与第二侧壁上下平行，第三侧壁和第四侧壁沿横截面上中轴线左右对称，内部肋沿横截面上中轴线分为对称的左内部肋和右内部肋；
所述的第一侧壁、第三侧壁、第二侧壁和左内部肋依次连接围成左侧流道；
所述的第一侧壁、第四侧壁、第二侧壁和右内部肋依次连接围成右侧流道。
2.根据权利要求1所述的多通道热交换扁管，其特征是，所述的内部肋，其上顶点、下顶点分别与第一侧壁和第二侧壁交替接触，并将左侧流道和右侧流道分隔为若干个换热通道。
3.根据权利要求1或2所述的多通道热交换扁管，其特征是，所述的内部肋，其横截面为正弦波、余弦波、三角波、矩形波或梯形波状。
4.根据权利要求1所述的多通道热交换扁管，其特征是，所述的扁管管壁上下表面均覆盖焊接金属层。
5.根据上述任一权利要求所述的多通道热交换扁管，其特征是，所述的扁管壁厚及内部肋厚为0.1～2mm，管宽度为8～60mm，管高度为1～20mm，换热通道数为2～30个。
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