CN108627042A - 基于多孔平行流扁管的一体化成型三介质换热器 - Google Patents

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张朋磊
张大林
陈维建
荣星月
陆启航
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
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    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for

Abstract

本发明公开了基于多孔平行流扁管的一体化成型三介质换热器，涉及热交换器技术领域。本发明包括：多孔平行流扁管、散热翅片、介质A集流盒和介质B集流盒；多孔平行流扁管包括若干介质A流道和介质B流道；多孔平行流扁管贯穿介质A集流盒，并插入介质B集流盒；介质A流道上设置连通缝，与介质A集流盒腔体连通，同时介质B流道与介质B集流盒连通，介质A和介质B的分离。本发明使得介质A和介质B、介质A和空气、介质B和空气均可直接高效换热，同时扁管一体化成型，不存在接触热阻，传热效率高，且结构紧凑轻巧，制作工艺较为成熟，成本较低，具有广阔的应用前景。

Description

基于多孔平行流扁管的一体化成型三介质换热器
技术领域
本发明涉及热交换器技术领域，尤其涉及基于多孔平行流扁管的一体化成型三介质换热器。
背景技术
在太阳能/空气源复合热泵、用于数据中心冷却的热管/热泵复合空调中，需要高效的三介质换热器（介质A、介质B和空气），要求介质A和介质B、介质A和空气、介质B和空气均能直接高效换热。传统的基于套管加翅片（内套管为介质A，外套管为介质B，管外侧为翅片）的三介质换热器，由于介质A与空气无法直接换热，传热效率低，且尺寸和重量大，限制了其应用范围。
多孔平行流扁管是一种高效、紧凑、轻巧，且技术较为成熟的微通道换热器，在工业生产中已被广泛应用，现有多孔平行流扁管中都是只有一种流动介质。中国专利“双介质微通道换热器”，申请号：201611239776.4，公开一种利用三层微通道扁管贴合组装的三介质换热器，介质A扁管位于中间，内部都为介质A流道，介质B扁管位于上下两侧，内部都为介质B流道，三层扁管通过紧密钎焊贴合在一起，介质B扁管上加装翅片。该发明三层扁管贴合组装,介质A需要经过介质B才能与空气换热,并且贴合组装中存在接触热阻,传热效率低，此外三层扁管贴合组装，体积和重量大、加工复杂、技术不成熟、成本较高。
因此,现有技术中缺乏传热效率优良、结构紧凑的三介质换热器。
发明内容
本发明提供了基于多孔平行流扁管的一体化成型三介质换热器，能够使得换热器中不存在接触热阻，传热效率高，结构紧凑轻巧。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
基于多孔平行流扁管的一体化成型三介质换热器，包括：多孔平行流扁管、介质A集流盒、介质B集流盒，散热翅片。多孔平行流扁管包含介质A流道和介质B流道，介质A流道和介质A集流盒腔体连通，介质B流道和介质B集流盒腔体连通，介质A集流盒腔体内充入介质A，介质B集流盒腔体内充入介质B。介质A流道和介质B流道一体化成型，平行设置，贴合并且互不连通，多孔平行流扁管上安装散热翅片，能够更好的和空气进行热量交换。
进一步的，介质A流道位于上层，介质B流道位于下层，紧密连接，从而消除接触热阻。
进一步的，介质A流道和介质B流道同层间隔安装，消除接触热阻。
进一步的，多孔平行流扁管贯穿介质A集流盒，末端插入介质B集流盒，和介质B集流盒中腔体连通。
进一步的，多孔平行流扁管置于介质A集流盒腔体内的部分，在介质A连接管外壁设置介质A连通缝，在介质A连通缝的末端设置焊点，将介质A连接管的截面堵住，从而阻止介质A连接管内的液体流入介质B集流盒。
进一步的，介质A集流盒上设有介质A接管，介质B集流盒上设有介质B接管，用于腔体内的介质交换。
进一步的，介质A与介质B、所述介质A与空气、所述介质B与空气均可直接换热。
本发明的有益效果是：
本发明中，一体化成型的多孔平行流扁管同时包含若干介质A流道和介质B流道，介质A流道和介质B流道复叠或间隔布置，从而消除了接触热阻；同时巧妙地将同一扁管内的介质A和介质B的分离，使得换热器结构紧凑、轻巧；扁管外围安装散热翅片，介质A和介质B、介质A和空气、介质B和空气均可直接高效换热；综上，本发明具有高效的传热效率和换热效率，结构紧凑。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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它的附图。
图1为本发明的结构原理图；
图2为本发明实施例一多孔平行流扁管截面图；
图3为本发明实施例一中介质A集流盒正视图；
图4为图3中A-A截面图；
图5为本发明实施例一中介质A集流盒俯视图；
图6为图5中 B-B截面图；
图7为本发明实施例一中介质B集流盒正视图；
图8为图7中A-A截面图；
图9为本发明实施例一中介质B集流盒俯视图；
图10为本发明实施例二中多孔平行流扁管截面图；
图11为本发明实施例二中介质A集流盒正视图；
图12为图11中A-A截面图；
图13为本发明实施例二中介质A集流盒俯视图；
图14为图13中 B-B截面图。
其中，1－多孔平行流扁管，12－介质A流道，121-介质A连通缝，122-焊点，13－介质B流道，2－介质A集流盒，21－介质A连接管，3－介质B集流盒，31－介质B连接管，4－散热翅片。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
基于多孔平行流扁管的一体化三介质换热器的结构示意图如图1所示，包括多孔平行流扁管1、介质A集流盒2、介质B集流盒3、散热翅片4，多孔平行流扁管1的两端分别贯穿介质A集流盒2，最终插入介质B集流盒3。
实施例一
如图2所示，介质A流道12和介质B流道13分上下两层设置，上层为若干介质A流道12，下层为若干介质B流道13。
介质A集流盒的结构如图3-图6所示，介质A集流盒2腔体内的多孔平行流扁管1介质A流道12上（即上层流道）设置连通缝121，通过连通缝121使得介质A流道12与介质A集流盒2腔体连通。
在连通缝121终点处，介质A流道12内设置焊点122，堵住介质A流道12的截面，从而阻断介质A集流盒2和介质B集流盒3通过介质A流道12连通，介质A集流盒2上设置介质A连接管21，介质A集流盒2与外界环境隔绝。
介质B集流盒的结构如图7-图9所示，多孔平行流扁管1插入介质B集流盒3中间，介质B流道13与介质B集流盒3腔体连通，介质B集流盒3上设有介质B接管31，介质B集流盒3与外界环境隔绝。
本实施例中，一体化平行流扁管有上下两层流动，介质A流道12位于上层，介质B流道13位于下层，便于在介质A流道上开连通缝121，后期加工较为方便。
实施例二
如图10所示，介质A流道12和介质B流道13同层间隔设置。
介质A集流盒的结构如图11-图14所示，介质A集流盒2腔体内的多孔平行流扁管1介质A流道12上（即间隔开连通缝）设置连通缝121，通过连通缝121使得介质A流道12与介质A集流盒2腔体连通。
在连通缝121终点处，介质A流道12内设置焊点122，堵住介质A流道12的截面，从而阻断介质A集流盒2和介质B集流盒3通过介质A流道12连通，介质A集流盒2上设置介质A连接管21，介质A集流盒2与外界环境隔绝。
本实施例中，一体化多孔平行流扁管同层间隔设置，更为轻巧紧凑，且前期多孔平行流扁管加工技术成熟，可靠性高，只是在后期多孔平行流扁管介质A流道12上开连通缝定位时有一定难度。
以上实施例，保障了在同一组平行流扁管内流道的介质A和介质B，在介质A集流盒2和介质B集流盒3中实现分离：介质A流道12与介质A集流盒2连通，介质B流道13与介质B集流盒3连通，且无外界环境隔绝。基于此，形成了高效、紧凑、轻巧、技术成熟的三介质换热器。
本发明还提供了基于多孔平行流扁管的一体化成型三介质换热器的制造方法，包括以下步骤：
S1、通过铝锭热挤压一体化成型包含介质A流道12和介质B流道13的多孔平行流扁管1，并在多孔平行流扁管1外壁加装散热翅片4；
S2、制作方腔形介质A集流盒2和介质B集流盒3，在介质A集流盒2前后两侧对称开与多孔平行流扁管1截面积相同的孔隙，在介质B集流盒3一侧开与多孔平行流扁管1截面积相同的孔隙；
S3、在多孔平行流扁管1上每个介质A流道12上开小于介质A集流盒2腔体长度的连通缝121，连通缝终点处用焊点122将介质A流道12的截面焊死；
S4、多孔平行流扁管1贯穿介质A集流盒2，并保证连通缝121处于介质A集流盒2腔体内，多孔平行流扁管1终端插入介质B集流盒3中间位置；
S5、焊接介质A集流盒2左右两侧和介质B集流盒3一侧孔隙，与外界环境隔绝。
本发明的有益效果包括：
（1）、介质A流道和介质B流道处于同一组多孔平行流扁管内，无接触热阻，且散热翅片同时与介质A流道和介质B流道直接接触，保障介质A和介质B、介质A和空气、介质B和空气均可直接高效换热。
（2）、介质A流道和介质B流道为一体化成型，结构紧凑、重量轻、体积小，安装使用方便。
（3）一体化成型的多孔平行流扁管技术成熟，只需要利用介质A集流盒和介质B集流盒即可实现同一组扁管内介质A和介质B的分离，无需复杂的钎焊贴合工艺，技术成熟可靠，且成本较低。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.基于多孔平行流扁管的一体化成型三介质换热器，其特征在于，包括：多孔平行流扁管（1）、介质A集流盒（2）、介质B集流盒（3），散热翅片（4），多孔平行流扁管（1）包含介质A流道（12）和介质B流道（13），介质A流道（12）和介质A集流盒（2）腔体连通，介质B流道（13）和介质B集流盒（3）腔体连通，介质A流道（12）和介质B流道（13）一体化成型，平行设置，贴合并且互不连通，多孔平行流扁管（1）外侧安装散热翅片（4）。
2.根据权利要求1所述的基于多孔平行流扁管的一体化成型三介质换热器，其特征在于，介质A流道（12）位于上层，介质B流道（13）位于下层。
3.根据权利要求1所述的基于多孔平行流扁管的一体化成型三介质换热器，其特征在于，介质A流道（12）和介质B流道（13）同层间隔设置。
4.根据权利要求1所述的基于多孔平行流扁管的一体化成型三介质换热器，其特征在于，多孔平行流扁管（1）贯穿介质A集流盒（2），末端插入介质B集流盒（3）。
5.根据权利要求4所述的基于多孔平行流扁管的一体化成型三介质换热器，其特征在于，多孔平行流扁管（1）置于介质A集流盒（2）腔体内的部分，在介质A流道（12）外壁设置介质A连通缝（121），连通缝（121）使得介质A流道（12）与介质A集流盒（2）腔体连通，在介质A连通缝（121）的末端设置焊点（122），将介质A连接管（21）的截面堵住。
6.根据权利要求1所述的基于多孔平行流扁管的一体化成型三介质换热器，其特征在于，介质A集流盒（2）上设有介质A接管（21），与介质A集流盒（2）腔体连通；，介质B集流盒（3）上设有介质B接管（31），与介质B集流盒（3）腔体连通。
7.根据权利要求1所述的基于多孔平行流扁管的一体化成型三介质换热器，其特征在于，介质A与介质B、所述介质A与空气、所述介质B与空气均可直接换热。
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