CN1650135A - 制冷装置用的换热器和制造换热器的方法 - Google Patents

制冷装置用的换热器和制造换热器的方法 Download PDF

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Abstract

制冷装置用的换热器包括一块板(1)，一个与板(1)导热接触而布置的用于制冷剂的管路(2)和一个附着在板(1)和管路(2)上的保持材料层(3)。保持材料层(3)由一种沥青组合物组成。换热器可以通过板(1)、管路(2)和一种沥青组合物的薄板堆叠在一起制成，其中通过对堆叠物的加热和施压由薄板就形成了保持材料层(3)。

Description

制冷装置用的换热器和制造换热器的方法
本发明涉及一种换热器，如汽化器、冷凝器等，它用于制冷装置，这种换热器有一块板、一个与板导热接触的，用于制冷剂的管路以及一个附着在板和管路上的保持材料层，本发明还涉及制造这样一种换热器的方法。
这种型式的换热器及其制造方法由DE 109 38 773A1就已知了。在已知的制造方法中，曲折形弯曲的管路压住在一块板上，而在管路的曲折形之间的中间腔则用一种保持材料充满。对于这保持材料来说可以是指一种膨胀的聚胺酯泡沫或者也可以是可注的热固性塑料。这种保持材料很贵，而且在其硬化或发泡时所产生的网状结构使其回收和重新利用发生困难，如果这种汽化器要循环再利用的话。
本发明的任务是提出一种价廉的便于再循环利用的制冷装置用的换热器及其制造的方法。
该任务通过一种具有权利要求1中特征的换热器和具有权利要求13中特征的方法来解决。
应用沥青组合物作为保持材料层的优点一方面是可以价廉地使用这样的材料，另一方面它们是便于再循环利用的，因为在将这样一种换热器解体成其组成部分之后，所得的沥青材料可以不必经过很多准备，也没有质量受损就应用于制造一个新换热器或用于其它目的。此外，应用沥青组合物还保证了在其冷却之后管路与支承板很紧密地接触，因而改善了换热器的热效率。另外沥青组合物还有吸储热量或冷量的作用，它在一种汽化器里用于降低制冷装置的能耗。
通过这沥青组合物而实现的支承板和管路之间的连接可以承受很大的机械负荷并因此换热器在大批量生产过程中的传送中其形状是很稳定的。
由于上述沥青组合物的可紧贴性，这种材料准确地贴合在管路和支承板的轮廓上，因而不可能有水分扩散入管路和支承板之间，因而避免了腐蚀的危险或结冰危险，后者会造成管路从支承板上脱离开来。
为了使管路和板之间的热传递更有利，管路可以具有一种压扁的横断面，其对着板的面加宽了，这保证了在在管路和板之间实现平面的接触。通过这平面接触即使在不利的加工条件下也总是确保了在管路和板之间的导热接触。
为了在保持材料层和板之间保证牢固连接，最好设有一层粘结材料层，它至少部分地使保持材料层与板连接起来。
这种粘结材料层最好由一种可以由加热来激活的粘结材料组成，这就简化了换热器的制造，因为粘结材料层可以事先不加保护地设置于一块用于形成保持材料层的，由沥青组合物制成的板上，并在加热保持材料层时由于熔化而使其起作用。
沥青组合物除了含有约50％-80％的沥青之外还有填料。填料可以是一种单一材料或者一种混合材料，它可以例如按照成本最低化、改善导热能力或者优化材料层的吸储热量能力等观点来选择。高的吸储热量的能力导致在一个装入按照本发明的汽化器的制冷装置里的汽化器必须长时间地运行，一直到一个装在汽化器上的温度传感器检测出低于一个下限温度为止，此时汽化器被断开。但是反过来，汽化器和储存腔在断开汽化器后又加热到一个上限温度之前也要花费长的时间，当其超过上限温度时又重新接通汽化器。在接入阶段的时间与制冷装置的总运行时间之比保持相同的情况下，延长汽化器的接入阶段就改善了制冷装置的效率。
优选的填料为破碎的岩石或铁。
保持材料层为了保护其背离板的那一面可以涂一层漆层。
保持材料层的平均厚度更为适宜地为0.5至2mm，最好为1.0至1.5mm。
上面所述型式的一种换热器的制造可以简单地通过形成一个包括了一块板、一个用于制冷剂的管路和一块由沥青组合物制成的板的堆叠物，并接着加热薄膜并对堆叠物加压而实现。
本发明的其它特点和优点可见以下的参照附图对一个实施例的说明。所示为：
图1是作为一个按本发明的换热器实施例的一个汽化器的立体图；
图2是通过图1所示汽化器的一个局部剖视图；和
图3是制造汽化器的一种方法的步骤。
图1中以立体图表示的汽化器由一块铝质平板制成的板1构成，在此板上设有制冷剂用的管路2，它也是由铝制的管子做成，管路呈曲折状布置。板1和制冷剂管路2由一层沥青组合物制成的保持材料层3覆盖住。
沥青组合物包括了大约25重量百分比的改性聚合物沥青，3重量百分比的塑料和大约72重量百分比的岩石粉作填料。通常岩石组份可达50-80重量百分比。基于沥青的密度为1100kg/m3，岩石的密度为2800kg/m3，这就相当于岩石粉的体积组份28-61体积百分比。适合于作为制造这样一种岩石粉的原材料的微密(Dichter)天然岩石一般其储热系数S为大约700Wh/m3k，与之相比沥青的这个值S≈515Wh/m3k。具有72％重量百分比岩石粉(相当于体积比约为50％)的保持材料层的储热系数可以算作约610Wh/m3k。因此，这种保持材料层的储热能力可以比一种只是由沥青组成的同样厚度的保持材料层差不多高20％，同时含有岩石粉的层的材料成本较低。
尤其是某些金属具有比岩石更高的储热系数，例如象锌(S＝785Wh/m3k)，铜(S＝995Wh/m3k)，铁(S＝1015-1080Wh/m3k)。由于其特别高的储热系数而且也考虑到成本可以将铁作为保持材料层的填料，它可以用与上面所述同样的体积比添加到沥青里。对于一种铁含量为50体积百分比的保持层其储热系数S≈775Wh/m3k。
如图2所示，制冷剂管路2并不具有精确圆形的，而是压扁的，更确地说椭圆形横断面，因而制冷剂管路2和板1至少近似地成平面的接触。因此按简单加工工艺方法就可在制冷剂管路2和板1之间实现导热接触。保持材料层3伸入楔4里，这楔位于制冷剂管路2和板1之间的接触带的两边。实体的保持材料层3用于在板1和管路2之间实现比通常采用聚胺酯泡沫作为保持材料时更好的热传导。由于管路2为压扁的形状，因而在楔4里的保持材料层3的厚度就要比采用圆的管路2时要小。这同样也对板1和管路2之间的有效热交换是有利的。在保持层3和板1之间是一个热熔胶层5，它由于厚度与板1和保持材料层3相比要薄得多，因而在图上只可以看到线。
图3示出了制造按本发明的汽化器的各个步骤。
在图3A所示的第一个工序中形成一个堆叠物，其各层分别通过板1、制冷剂管路2以及一个1.2mm厚的由沥青组合物制成的薄板6组成。在薄板6的对着板1和管路2的下面上有粘结材料层5。由于层5的粘结材料在冷态下并不粘住薄板，因而薄板6可以连同层5容易地预制和传送，在薄板6的制造和使用之间的时间里不必采取措施保护其粘结能力。
在图3A所示的制造汽化器的阶段里，管路2还不必在其整个长度上放置在板1上；管路2垂直于板1表面的微小的波纹形状是许可的，如图3A所示。
在图3B所示的制造汽化器的一个工序里，将一个凸模7压向薄板6的上面。在此阶段里薄板6是冷的，因而是硬的；凸模7的压紧力使管路2在其全长上压向板1。
凸模7在其对着薄板6的底面上设有通道9，其轮廓对应于管路2的轮廓。另一种可选的方案也可以使凸模7由弹性体塑料，例如由硅树脂制成，硅树脂的硬度例如是肖氏A级硬度20，材料厚度20mm。对于一种由弹性体塑料制成的，具有匹配的，不会造成管路损伤的肖氏硬度的凸模来说，将凸模底边处的管路放入通道里就成为多余了。
接着通过加热使薄板6的沥青能够流动，并将薄板6向着板1压入制冷剂管路2的相邻段之间的中间腔8里。设定好沥青组合物的粘度，使这组合物一方面有足够流动能力，以便进入板1和管路2之间的楔4里，但另一方面还要有足够的粘性，以便阻止可能发生的部分管路2局部地从板上2又凸起来。
为了与沥青组合物的流动能力无关地避免管路2的局部重新凸起，凸模7的通道9也可以局部设置(未表示出)有凸起，在加热薄板6时这些凸起就挤压穿过这薄板并与管路2直接接触，使管路保持压向板1。
粘结材料层5的热熔胶的熔点选择应使它在加热并成型薄板6时能够熔化，并接着在冷却之后，这又硬化了的保持材料层3与板1和管路2牢固地连接。粘结材料层5可以在薄板6的整个下面上或只是其部分上延伸。
为了蒙护材料层3的自由表面可以涂上一层漆层，尤其是虫胶漆。
在循环利用汽化器时可以用简单的方式重新回收沥青组合物，其方法是通过汽化器的变形将冷态下脆的保持材料层3劈开成块，或者通过汽化器的强冷却，例如借助于干冰使保持材料层3和管路2或板1之间的连结断开。

Claims (14)

1.用于制冷装置的换热器，它有一个板(1)，一个与板(1)导热接触的、制冷剂用的管路(2)和一个附着在板(1)和管路(2)上的保持材料层(3)，其特征在于，保持材料层(3)由一种沥青组合物组成。
2.按权利要求1所述的换热器，其特征在于，管路(2)具有一被压成扁平状的横断面。
3.按上述权利要求之一所述的换热器，其特征在于，保持材料层(3)与板(1)通过一个粘结材料层(5)相连。
4.按权利要求3所述的换热器，其特征在于，粘结材料层(5)由一种通过热可以激活的粘结材料组成。
5.按上述权利要求之一所述的换热器，其特征在于，沥青组合物包含一种填料。
6.按权利要求5所述的换热器，其特征在于，填料比沥青具有较高的储热系数。
7.按权利要求5或6所述的换热器，其特征在于，沥青组合物含有50至80重量百分比的填料。
8.按权利要求5或6所述的换热器，其特征在于，沥青组合物含有25至60体积百分比的填料。
9.按权利要求5至8中任意一项所述的换热器，其特征在于，包含有破碎的岩石作为填料。
10.按权利要求5至9中任意一项所述的换热器，其特征在于，含有铁作为填料。
11.按上述权利要求之一所述的换热器，其特征在于，保持材料层(3)在其背离板(1)的面上有一层漆层。
12.按上述权利要求之一所述的换热器，其特征在于，保持材料层(3)的平均厚度为0.5至2mm，最好为1.0至1.5mm。
13.制造一种换热器、尤其是一种按上述权利要求之一所述的换热器的方法，它具有以下工序：
-形成一个堆叠物，它包括一块板(1)、一个制冷剂用的管路(2)和一个由沥青组合物组成的薄板(6)，
-加热薄板(6)并对堆叠物加压。
14.按权利要求13所述的方法，其特征在于，板(1)、管路(2)和沥青组合物组成的薄板(6)按所述的次序堆叠起来。
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