CN219955722U - 一种高效换热的微通道换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效换热的微通道换热器，包括：翅片，开设有通孔；扁管，穿设通孔，且扁管与通孔密封连接；翅片的通孔处贴合扁管设有齿形翻边，扁管的表面设有与齿形翻边相适配的齿形折边；翅片和扁管的表面设有导热层。本实用新型的高效换热的微通道换热器，一方面，翅片设有齿形翻边，扁管设有与齿形翻边相适配的齿形折边，使得翅片与扁管的接触面积增大，从而提高了翅片与扁管连接处的能量传递效率，提高了翅片和扁管的换热效率，从而提高了微通道换热器的换热效率。另一方面，翅片和扁管的表面均设有导热层，进一步提高了微通道换热器的换热效率。

Description

一种高效换热的微通道换热器

技术领域

本实用新型涉及换热器技术领域，尤其涉及一种高效换热的微通道换热器。

背景技术

微通道换热器作为一种高效紧凑的新型换热器，已在汽车空调和大型商用中央空调中得到广泛应用。微通道换热器主要由扁管、散热翅片和集流管组成，其中集流管设于微通道扁管的两端，用于分配和汇集制冷剂，在相邻的微通道扁管之间设有散热翅片，用以强化换热器与空气侧的换热效率。

目前常见的微通道换热器，其散热翅片和扁管之间通过钎焊连接，钎焊完成后会在散热翅片上残留钎料，造成散热翅片表面粗糙，且在空调制热过程中易吸收凝结水，从而影响散热翅片的排水效果，进而加速热泵型空调系统制热时微通道换热器的结霜、结冰，导致微通道换热器传热效率迅速恶化，空调制热效果变差，影响用户体验。

实用新型内容

为解决现有技术中的上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种高效换热的微通道换热器，其具有传热效率高的特点。

根据本实用新型的目的所提供的技术方案如下：

一种高效换热的微通道换热器，包括：

翅片，开设有通孔；

扁管，穿设通孔，且扁管与通孔密封连接；

翅片的通孔处贴合扁管设有齿形翻边，扁管的表面设有与齿形翻边相适配的齿形折边；

翅片和扁管的表面设有导热层。

进一步地，翅片与扁管胀接连接。

进一步地，通孔的形状与扁管的外形相适配，扁管与通孔过盈配合。

进一步地，翅片设有多个，多个翅片间隔并排设置，扁管依次贯穿多个翅片。

进一步地，扁管并排设有多个，多个扁管间隔设置，翅片上通孔的数量与扁管的数量相等。

进一步地，多个扁管平行设置，且多个扁管垂直贯穿翅片。

进一步地，导热层为石墨烯层。

进一步地，扁管开设有用于冷媒流通的若干通道，若干通道沿扁管的延伸方向贯穿扁管。

进一步地，翅片为纯铝翅片。

进一步地，扁管延伸方向的两端部均设有集流管，集流管与扁管连通设置。

有益效果：

本实用新型的高效换热的微通道换热器，一方面，翅片设有齿形翻边，扁管设有与齿形翻边相适配的齿形折边，使得翅片与扁管的接触面积增大，从而提高了翅片与扁管连接处的能量传递效率，提高了翅片和扁管的换热效率，从而提高了微通道换热器的换热效率。另一方面，翅片和扁管的表面均设有导热层，进一步提高了微通道换热器的换热效率。

附图说明

图1为实施例中高效换热的微通道换热器的结构示意图；

图2为实施例中高效换热的微通道换热器的分解图；

图3为实施例中齿形翻边与扁管的齿形折边配合的结构示意图。

其中，附图标记含义如下：

1、翅片；11、通孔；12、齿形翻边；2、扁管；21、通道；22、齿形折边。

具体实施方式

为了更好地理解和实施，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。

微通道换热器作为一种高效紧凑的新型换热器，已在汽车空调和大型商用中央空调中得到广泛应用。市面上常见的微通道换热器包括扁管2、翅片1和集流管，扁管2并排设有多个，并排设置的多个扁管2的两端部各设有一个集流管，集流管与多个扁管2连通，集流管设有冷媒进口和冷媒出口，以使冷媒能够自集流管进入扁管2流通，从而实现对进风的换热。相邻两个扁管2之间设有翅片1，翅片1一般为波浪形或百叶窗形，波浪形或百叶窗形的翅片1与扁管2钎焊连接，用以强化换热器与空气侧的换热效率。

在空调制热的过程中，空调外机吹冷风，微通道换热器由于冷媒的作用而具有较低的温度，空气中的水蒸气流经微通道换热器时会在翅片1上凝结为水。而钎焊连接的翅片1和扁管2，在钎焊完成后会在翅片1上残留钎料，造成翅片1表面粗糙，且在空调制热过程中易吸收凝结水，从而影响翅片1的排水效果，进而加速热泵型空调系统制热时微通道换热器的结霜、结冰，导致微通道换热器传热效率迅速恶化，空调制热效果变差，影响用户体验。

为解决上述问题，本实施例提供一种高效换热的微通道换热器，参阅图1，该高效换热的微通道换热器包括翅片1和扁管2，翅片1为片状结构，其设有面积较大的大面和面积较小的扁平面，其中大面设有两个，且两个大面相对设置。扁管2为扁平的管状结构，扁管2较长的管，其管的延伸方向为其长度方向，垂直于扁管2长度方向为其厚度方向和宽度方向，扁管2的厚度较小，且扁管2的厚度小于扁管2的宽度，以使扁管2在垂直于长度方向的截面为扁平结构。一般情况下，扁管2的垂直于长度方向的截面为长方形结构或椭圆形结构，本实施例中为长方形结构。

在扁管2和翅片1上述结构的基础上，本实施例的扁管2沿其长度方向贯穿翅片1的相对两个大面，并且扁管2与翅片1胀接连接。

由于本实施例的翅片1与扁管2胀接连接，翅片1与扁管2紧密贴合，且二者之间存在一定挤压力，从而使得翅片1与扁管2之间密封紧固连接，进而保证了翅片1与扁管2连接的稳固性，在微通道换热器使用的过程中，翅片1与扁管2之间不会发生连接失效。本实施例的胀接连接的方式，相较于现有技术中的钎焊连接，不仅保证了翅片1与扁管2之间连接的稳固性，而且无需消耗钎料等原材料，且劳动强度低，加工成本低。

除此之外，本实施例由于将翅片1与扁管2胀接连接，相较于现有技术的钎焊连接，本实施例无需使用钎料，相应地，翅片1上不会出现钎料残留，在空调制热的过程中，空气中的水蒸气流经微通道换热器时在翅片1上的凝结水不会被翅片1吸收，凝结水更容易从翅片1上排出，提高了翅片1的排水效果，进而减缓了热泵型空调系统制热时微通道换热器的结霜、结冰，提高了微通道换热器的传热效率，进而提高了空调的制热效果，用于体验更佳。

由于扁管2具有较长的长度，因此，在扁管2的长度方向上一般设有多个翅片1，多个翅片1并排设置，且在扁管2的长度方向上间隔分布，以使扁管2的整个长度方向上均布设有翅片1，扁管2依次贯穿多个翅片1，且扁管2与多个翅片1均胀接连接，以提高微通道换热器的换热效率。

同样地，本实施例的扁管2的长度方向的两端部均设有集流管，集流管与扁管2连通设置，集流管设有冷媒的进口，以便于冷媒进入集流管，并进入扁管2内流动，从而实现扁管2对流经空气的换热。集流管还设有冷媒的出口，以便于冷媒在扁管2流动后经集流管的冷媒的出口流出，从而保证冷媒的制冷效果，避免冷媒长时间在扁管2内流动而制冷效果变弱。由此，微通道换热器内的冷媒一直处于流动换新状态，进一步提高了微通道换热器的换热效率。

而要想实现冷媒在扁管2内的流动，扁管2内开设有用于冷媒流动的通道21，通道21沿扁管2的延伸方向贯穿扁管2，从而使得通道21与集流管连通，方便冷媒从集流管流向扁管2的通道内，以对流经扁管2的空气进行换热。

扁管2内通道21的数量可以根据实际换热需求进行设置，例如，在换热要求较低的情况下，扁管2内可以只开设有一条通道21来使冷媒流通。在换热要求逐渐升高时，扁管2内通道21的数量可以逐步升高，例如两条通道21、三条通道21…等等。在通道21设有两条及两条以上时，各条通道21均沿扁管2的长度方向贯穿扁管2，以使各条通道21均能够与集流管连通，从而使得冷媒可以进入扁管2的各条通道21内流通，从而实现微通道换热器的高效换热。

需要说明的是，在扁管2设有两条及两条以上通道21时，各条通道21之间可以平行设置，也可以非平行设置，例如某一条或某几条通道21沿扁管2的长度方向贯穿扁管2，且与扁管2的长度方向平行。而另外一条或另外几条通道21在沿扁管2的长度方向贯穿扁管2的同时，其延伸方向与扁管2的长度方向存在角度为锐角的夹角，且这些通道21偏移的夹角的角度可以完全相等或完全不等或部分相等。

并且，任意相邻两条通道21之间的间距可以相等，也可以不相等。各条通道21的尺寸可以完全相等、完全不等或部分相等。而且在不论是一条通道21，还是两条及两条以上通道21的情况下，每条通道21沿其延伸方向的尺寸不一定相等，例如，通道21可以为圆柱形或方形等规则形状，也可以在其延伸方向上，部分区域的尺寸变大或变小。

以上仅是对通道21的几种设置的可能性，实际应用中应如何设置通道21，还需要设计人员根据用户需求进行选择。由于用户的需求多样化，且微通道换热器的应用场景存在多样化，因此，实际设计时，通道21的结构只会比上述陈述更加多样性，从而使得微通道换热器的应用场景更加广泛，更能得到用户认可。

与此同时，基于换热需求，扁管2一般设有多个，多个扁管2间隔设置，且多个扁管2均依次贯穿多个翅片1，并且多个扁管2均与多个翅片1胀接连接。同时多个翅片1均布设在多个扁管2的整个长度方向上，以通过多个翅片1加强多个扁管2对流经空气的换热效果。

当微通道换热器设有多个扁管2时，多个扁管2长度方向的两端部均与集流管连通，以使冷媒能够经集流管进入多个扁管2内流通，从而实现多个扁管2对流经空气的换热。

在此需要说明的是，多个扁管2设置时，其长度方向的相同一端共同连接同一根集流管，其长度方向的相同另一端共同连接另外同一根集流管，以使整个微通道换热器设置两根集流管即可实现冷媒的进出以及流通，结构简单。

并且，在微通道换热器设有多个扁管2，各个扁管2内通道21的数量可以相等，也可以不相等，各个扁管2之间通道21的尺寸可以相等，也可以不相等。同样地，每个扁管2内在设有多个通道21时，多个通道21的尺寸、延伸方向等均可以相等或不相等。这些均是根据用户需求以及应用场景进行设置的，设计原则在前已经说明，在此不再赘述。

而对于多个扁管2排布时，多个扁管2一般垂直于其长度方向设置为一排，在这一排内，相邻两个扁管2之间均间隔设置。由于扁管2的数量可能在两个以上，那么，相邻两个扁管2间隔设置形成的间距可能不止一个，在此种情况下，各个间距之间可以相等，也可以不相等。

并且，各个扁管2之间可以平行设置，也可以非平行设置，扁管2可以垂直于集流管设置，也可以与集流管存在角度为锐角的夹角。此外，扁管2的换热面可以与风向平行，也可以与风向存在一定的夹角。扁管2的这些结构均是根据换热需求、排水需求等进行设计的，与通道21的设计原则类似。因此，实际应用中，微通道换热器内的扁管2数量、形状、放置角度等具有多样性，使得微通道换热器的应用更加广泛。

在上述多种情况的基础上，本实施例的多个扁管2之间平行设置，且相邻扁管2之间的间距相等，各个扁管2内的通道21的数量相等，且结构相同，从而使得多个扁管2具有相同的换热效果。

而多个扁管2在贯穿多个翅片1时，多个翅片1中相邻翅片1之间的间距可以相等，也可以不相等，多个翅片1与扁管2之间的夹角可以相等，也可以不相等。该设计原则同样是根据换热需求、排水需求进行设计的。

在本实施例中，多个翅片1中相邻翅片1之间的间距相等，从而多个翅片1沿扁管2的长度方向均匀布设，从而保证了翅片1对扁管2长度方向上任意位置的空气换热效果相等。并且，本实施例的翅片1与扁管2垂直设置，在扁管2的换热面与风向平行的情况下，翅片1的大面与风向垂直，从而有利于凝结水从翅片1表面排出，避免凝结水在翅片1表面积聚而结霜、结冰，从而提高了翅片1的换热效果，进而提高了微通道换热器的换热效果。

本实施例中的翅片1为纯铝材质，大大降低了生产成本。

而对于扁管2与翅片1的胀接连接，参阅图2，翅片1开设有贯穿其相对两个大面的通孔11，通孔11的数量与扁管2的数量相等，扁管2沿其长度方向贯穿通孔11，通孔11的形状与扁管2的外形相适配，并且扁管2与通孔11过盈配合，从而实现扁管2与翅片1的胀接连接。

需要说明的是，本实施例中通孔11的形状与扁管2的外形相适配，并不是说明通孔11的尺寸与扁管2的外形尺寸相适配，本实施例的通孔11与扁管2是过盈配合的，相应地，通孔11的尺寸是略小于扁管2的尺寸的，方可保证二者的紧密连接。而本实施例的通孔11的形状与扁管2的外形相适配，是指在通孔11与扁管2之间过盈配合后，通孔11的内壁与扁管2的外壁能够紧密贴合，二者之间的任意位置均不存在缝隙，从而保证了翅片1与扁管2连接的稳固性，在微通道换热器使用的过程中，翅片1与扁管2之间不会发生连接失效。相较于现有技术中的钎焊连接，不仅保证了翅片1与扁管2之间连接的稳固性，而且无需消耗钎料等原材料，且劳动强度低，加工成本低。并且，通过通孔11与扁管2的过盈配合实现翅片1与扁管2的胀接连接，相较于现有技术的钎焊连接，本实施例无需使用钎料，相应地，翅片1上不会出现钎料残留，在空调制热的过程中，空气中的水蒸气流经微通道换热器时在翅片1上的凝结水不会被翅片1吸收，凝结水更容易从翅片1上排出，提高了翅片1的排水效果，进而减缓了热泵型空调系统制热时微通道换热器的结霜、结冰，提高了微通道换热器的传热效率，进而提高了空调的制热效果，用于体验更佳。

参阅图3，本实施例的翅片1的通孔11通过冲压形成，在冲压形成通孔11的同时，本实施例的翅片1还形成有齿形翻边12，齿形翻边12的一端与通孔11的一侧边缘连接，齿形翻边12的另一边沿着扁管2的长度方向远离通孔11延伸，且齿形翻边12贴合在扁管2的表面，齿形翻边12的齿形结构朝向其远离通孔11的一侧。

相应地，扁管2的表面设有与齿形翻边12相适配的齿形折边22，齿形折边22贴合在扁管2的表面。

在翅片1未设置齿形翻边12时，翅片1上的凝结水易顺着通孔11流向通孔11与扁管2之间，从而在此处滞留，难以排出，从而影响微通道换热器的换热效果。本实施例在翅片1上设置齿形翻边12，并且在扁管2的表面设有与齿形翻边12相适配的齿形折边22，增大了翅片1与扁管2的接触面积，从而提高了翅片1与扁管2连接处的能量传递效率，提高了翅片1和扁管2的换热效率。并且，翅片1上的凝结水会顺着通孔11流向齿形翻边12和齿形折边22而排出，提高了翅片1的排水效果，使得微通道换热器的换热效果进一步提高。

需要说明的是，齿形翻边12和齿形折边22要紧贴扁管2设置，即齿形翻边12和齿形折边22与扁管2之间无缝隙，避免了凝结水进入齿形翻边12和齿形折边22与扁管2之间而结霜、结冰，从而保证了微通道换热器的换热效果。

除此之外，为了进一步提高微通道换热器的换热效果，本实施例的翅片1和扁管2的表面设有导热层。导热层的设置提高了翅片1和扁管2对流经空气的换热效果，从而提高了微通道换热器的换热效率。

本实施例将翅片1与扁管2的胀接与导热层相结合，一方面，将翅片1与扁管2胀接连接，既能保证二者连接的稳定性，而且翅片1与扁管2之间无需进行钎焊处理，翅片1上不会残留钎料而影响其排水效果，从而减缓了翅片1上凝结水结霜、结冰而对换热效率的影响。另一方面，翅片1和扁管2的表面均设有导热层，进一步提高了微通道换热器的换热效率。由此，本实施例的微通道换热器具有较高的换热效率。

虽然本实施例的翅片1和扁管2的表面均设有导热层，实际应用中，可选择只在翅片1或扁管2的表面设置导热层，也可以只在翅片1的其中一个大面，和/或扁管2的其中一个换热面设置导热层，从而根据换热需求带来不同的换热效果。

本实施例中的导热层为石墨烯层，通过在扁管2和翅片1表面涂覆石墨烯材料而形成。石墨烯材料具有较高的导热系数，以及非常好的热传导性能，用于本实施例的微通道换热器中，并涂覆在扁管2和翅片1的表面，有利于提高扁管2和翅片1对空气的换热效果，从而提高微通道换热器的换热效率。

本实施例只限定扁管2和翅片1表面涂覆有石墨烯层，对于石墨烯层的厚度和粘稠度并未进行进一步限定，石墨烯层的厚度和粘稠度参数可以根据实际换热需要进行调整。

并且，市面上常见的导热材料多种多样，本实施例只是以石墨烯材料进行举例说明，并非限定导热层必须使用石墨烯材料，对于导热树脂、导热硅胶等材料同样可以使用。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种高效换热的微通道换热器，其特征在于，包括：

翅片，开设有通孔；

扁管，穿设所述通孔，且所述扁管与所述通孔密封连接；

所述翅片的所述通孔处贴合所述扁管设有齿形翻边，所述扁管的表面设有与所述齿形翻边相适配的齿形折边；

所述翅片和所述扁管的表面设有导热层。

2.根据权利要求1所述的一种高效换热的微通道换热器，其特征在于：所述翅片与所述扁管胀接连接。

3.根据权利要求1所述的一种高效换热的微通道换热器，其特征在于：所述通孔的形状与所述扁管的外形相适配，所述扁管与所述通孔过盈配合。

4.根据权利要求1所述的一种高效换热的微通道换热器，其特征在于：所述翅片设有多个，多个所述翅片间隔并排设置，所述扁管依次贯穿多个所述翅片。

5.根据权利要求1所述的一种高效换热的微通道换热器，其特征在于：所述扁管并排设有多个，多个扁管间隔设置，所述翅片上所述通孔的数量与所述扁管的数量相等。

6.根据权利要求1所述的一种高效换热的微通道换热器，其特征在于：多个所述扁管平行设置，且多个所述扁管垂直贯穿所述翅片。

7.根据权利要求1所述的一种高效换热的微通道换热器，其特征在于：所述导热层为石墨烯层。

8.根据权利要求1所述的一种高效换热的微通道换热器，其特征在于：所述扁管开设有用于冷媒流通的若干通道，若干所述通道沿所述扁管的延伸方向贯穿所述扁管。

9.根据权利要求1所述的一种高效换热的微通道换热器，其特征在于：所述翅片为纯铝翅片。

10.根据权利要求1所述的一种高效换热的微通道换热器，其特征在于：所述扁管延伸方向的两端部均设有集流管，所述集流管与扁管连通设置。