一种微通道换热器、制造方法及空调 |
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| 申请号 | CN201610805450.7 | 申请日 | 2016-09-06 | 公开(公告)号 | CN106440910A | 公开(公告)日 | 2017-02-22 |
| 申请人 | 珠海格力电器股份有限公司; | 发明人 | 朱宏亮; 彭楚堂; 王红霞; 王琳; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种微通道换热器、制造方法及使用该微通道换热器的 空调 ，所述微通道换热器包括 扁管 和翅片，翅片上设置有与扁管相适应的扁孔，扁管插装在所述翅片的扁孔中并与扁孔 过盈配合 。本发明不使用传统的钎焊工艺，避免钎剂残留，从而保证扁管和翅片表面平整光滑，不给 凝结 水 提供凝结核心，凝结水凝结速度减小，且利于凝结水的排除；同时扁管和翅片的表面不易发生结霜现象，可以有效降低设备的除霜 频率 和除霜时间，从而节省能耗，提高换热效率；在安装时，仅需要将扁管插入翅片上的扁孔内，然后对扁管进行胀管处理，使扁管与翅片紧密连接，工艺操作较钎焊大大简化，组装难度降低，生产效率得以提高。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种微通道换热器，其特征在于：包括扁管和翅片，所述翅片上设置有与扁管相适应的扁孔，所述扁管插装在所述翅片的扁孔中并与所述扁孔过盈配合。 |
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| 说明书全文 | 一种微通道换热器、制造方法及空调技术领域[0001] 本发明涉及空调领域，尤其是一种微通道换热器、制造方法，及使用这种换热器的空调。 背景技术[0002] 对于制冷空调行业而言，如何提供一个稳定可靠，高能效的产品是该领域一直以来的一大命题。单纯依靠提高系统中的零部件性能或增加换热器的换热面积以提高产品的效能，势必增加设备的成本，造成大量不可再生资源的浪费，同时也增加了消费者的购买成本。微通道换热器由于具有换热效率高、结构紧凑、重量和体积小、冷媒灌注量小、环保、成本低等优势逐渐的被应用于汽车和家用空调换热器上。 [0003] 然而，微通道换热器在应用于空调换热器时，仍有一些问题亟待解决： [0004] 一方面，为消除换热管到翅片间的接触热阻，提高导热性能，微通道换热器的翅片与扁管之间采用了钎焊技术，但是，经过钎焊后，在扁管和翅片上会残留一定的钎剂，形成凹凸不平的粗糙表面，一方面为换热器在湿空气凝结时提供了凝结核心，另一方面也增加了凝结水排除的难度。另外，现有的微通道换热器采用平行流动的扁管代替了铜管铝翅片的圆管，增大了凝结水与换热器之间的接触角和接触面，凝结水在排除的过程中，粘性力与重力相当，排水的速度直到脱落前几乎保持一致，使得换热器表面的凝结水不易排除，制约了换热器传热性能的发挥。 [0005] 另一方面，由于微通道换热器排水不畅及表面相对粗糙，表面残留的膜状或珠状水滴形成了结霜所需的核心，使得微通道换热器更易结霜，有实验表明，微通道换热器的结霜除霜周期的平均能力与铜管铝翅片换热器相比，低了22％左右，能效比EER低了13％。如何遏制微通道换热器的快速结霜，降低其除霜的频率和除霜时间，是提高其性能和广泛应用于空调所需解决的一大难题。 [0006] 此外，由于采用了钎焊等工艺技术，导致现有微通道换热器的组装难度较高，组装生产效率较低。 [0007] 综上所述，如何解决微通道换热器的凝结水排除不易、容易结霜，和组装生产效率低的问题，成为将微通道换热器广泛应用于空调行业所必须攻克的难关。 发明内容[0008] 有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种排水容易，不易结霜的微通道换热器、制造方法，以及使用这种换热器的空调。 [0009] 为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是： [0010] 一方面，本发明提供一种微通道换热器，包括扁管和翅片，所述翅片上设置有与扁管相适应的扁孔，所述扁管插装在所述翅片的扁孔中并与所述扁孔过盈配合。。 [0011] 优选地，所述扁管上设置有多个孔道，所述孔道包括至少一个工字孔。 [0012] 优选地，所述扁管中部设置有中间孔，两端设置有边缘孔，所述中间孔的直径大于所述边缘孔的直径，所述中间孔和边缘孔之间设置有至少一个工字孔。 [0013] 优选地，所述的扁管上表面设置为斜面。 [0014] 优选地，所述扁管上表面宽度方向上的中部具有凸出圆弧，且形成由中部向边缘渐低的微斜面。 [0015] 优选地，所述扁管边缘为顺滑的弧形结构。 [0016] 优选地，所述扁管为多个且水平安置，所述翅片为多个且竖向排布，每个翅片上设置有与扁管数量相同的扁孔，所述扁管依次穿过每个翅片上相同高度的扁孔。 [0017] 优选地，所述扁管胀紧在所述翅片的扁孔中形成过盈配合。 [0018] 优选地，所述胀紧为通过气压胀管或通过胀管装置胀管。 [0019] 优选地，还包括两个集流管，所述集流管的截面为D型，每个集流管上分别开设有与扁管数量相同的连接孔，所述扁管的两端分别插装在所述连接孔内。 [0020] 另一方面，本发明还提供了一种空调，其包括上述任意一种微通道换热器。 [0021] 又一方面，本发明还提供了上述任意一种微通道换热器的制造方法，将所述扁管插入翅片中的扁孔内并形成过盈配合。 [0022] 进一步地，通过机械胀紧的方式形成所述过盈配合。 [0023] 优选地，所述机械胀紧的方式包括： [0024] 将胀杆装置的胀头和胀杆固定好后插入扁管的孔道中，对所述孔道进行扩张，至扁管与翅片胀紧连接形成过盈配合；或者， [0025] 向扁管的各个扁孔中通入带压气体，至扁管与翅片胀紧连接形成过盈配合。 [0026] 采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果： [0027] (1)本发明通过将扁管和翅片的连接方式进行改进，二者的连接固定通过过盈配合优选通过胀紧实现，避免了现有技术的钎焊连接所带来的钎剂残留，不给凝结水提供凝结核心，同时，表面光滑，也使得凝结水排除难度减小； [0028] (2)本发明通过将扁管设置成倾斜结构，使产生的凝结水更容易排除，进一步解决了现有技术中凝结水不易排除的缺点； [0029] (3)本发明的微通道换热器排水容易，表面光滑，表面不易残留膜状或珠状水滴，不容易发生结霜，有效降低了除霜的频率和除霜时间，节省能耗，提高换热器效率； [0030] (4)优选地，本发明采用胀紧方式连接扁管和翅片，组装难度较小，与钎焊连接相比，可以大大提高生产效率。 附图说明[0032] 图1是本发明实施例的一种微通道换热器结构示意图； [0033] 图2是图1的主视示意图； [0034] 图3是图1的俯视示意图； [0035] 图4是图1的侧视示意图； [0036] 图5是本发明实施例的一种微通道换热器解剖示意图； [0037] 图6是本发明实施例的一种微通道换热器的扁管结构示意图； [0038] 图7是本发明实施例的一种微通道换热器的扁管截面示意图； [0039] 图8是本发明实施例的一种微通道换热器的集流管结构示意图； [0040] 图9是本发明实施例的一种微通道换热器的翅片的结构示意图； [0041] 图10是本发明实施例的一种微通道换热器的凝结水排除示意图； [0042] 图11是本发明实施例的一种微通道换热器的胀头和胀杆装置主视示意图； [0043] 图12是本发明实施例的一种微通道换热器的胀头和胀杆装置仰视示意图； [0044] 图13是本发明实施例的一种微通道换热器的胀头和胀杆侧视示意图； [0045] 图14是本发明实施例的一种微通道换热器的扁管和胀管装置胀紧前的结构示意图； [0046] 图15是本发明实施例的一种微通道换热器的胀管装置的胀头向扁管内插入的结构示意图； [0047] 图16是本发明实施例的一种微通道换热器的胀管装置的胀头插入扁管内的结构示意图； [0048] 图17是本发明实施例的一种微通道换热器的胀管装置的胀头完成胀管后退出的结构示意图。 [0049] 其中，1、扁管，2、翅片，3、扁孔，4、孔道，5、工字孔，6、中间孔，7、边缘孔，8、凸出圆弧，9、集流管，10、凝结水，11、方孔，12、连接孔，13、胀管装置，14、胀头，15、胀杆。 具体实施方式[0050] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0051] 如图1至图5所示,本发明的一个实施例公开了一种微通道换热器，包括扁管1和翅片2，翅片2上设置有与扁管1相适应的扁孔3，扁管1插装在所述翅片2的扁孔3中并与扁孔3过盈配合。优选地，过盈配合采用胀紧的方式实现。本实施例通过过盈配合如胀紧的方式将扁管1和翅片2进行固定，不使用传统的钎焊工艺，避免钎剂残留，从而保证扁管1和翅片2表面平整光滑，不给凝结水10提供凝结核心，凝结水10凝结速度减小，且利于凝结水10的排除；同时，光滑的表面，以及凝结水10易排除的特点，使得扁管1和翅片2的表面不易发生结霜现象，可以有效降低设备的除霜频率和除霜时间，从而节省能耗，提高换热效率；在安装时，仅需要将扁管1插入翅片2上的扁孔3内，然后对扁管1进行胀管处理，使扁管1与翅片2紧密连接，工艺操作较钎焊大大简化，组装难度降低，生产效率得以提高。 [0052] 需要指出的是，本发明所提出的胀紧，可以为机械胀管，通过气压胀管或者采用专用的胀头等胀管装置实现胀管。胀杆装置的结构如图11-图13所示，胀头和胀杆的结构与扁管的孔道结构相适配，具体地，如图14-图17所示，通过胀头14实现胀管时，首先将胀头14固定在胀杆15上，然后将胀杆15固定在胀管装置13中，将扁管1插入预定数量翅片2的扁孔3中，将插有翅片2的扁管1放至胀管装置13的工作台上，并通过夹紧装置固定，胀头14插入到扁管的孔道中，最后利用冲床带动胀头14对扁管1的孔道进行扩胀，由于设计的胀头尺寸略大于扁管1的孔道4尺寸，因此在胀紧过程中，扁管1与翅片2之间由间隙配合转换成为过盈配合，从而实现扁管1与翅片2之间的固定夹紧，胀紧过程完成后，胀头反向运动回到初始的位置。整个过程中，如图15中箭头所示，胀头沿着扁管孔道的方向向前移动或向后退出。 [0053] 由于本发明采用了胀紧的方式连接扁管1和翅片2，对翅片2的材料要求降低，翅片2采用普通的亲水铝箔即可，无需使用复合翅片2，材料成本降低，采用亲水铝箔，冷凝水可以顺利从亲水铝箔流下，解决传统微通道换热器冷凝水积聚在扁管1或翅片2表面不易排除的问题，增加了换热效率。 [0054] 进一步地，在上述实施例的基础上，在扁管1的两端，分别连接一个集流管9，用于固定扁管1两端和分配流路，如图8所示，该集流管9上开有与扁管1数量相对应的连接孔12，连接孔孔的形状与扁管1的外形一致，且略大于扁管1的外形尺寸。 [0055] 优选地，集流管9的截面为D型，扁管1和翅片2位于平行设置的两个集流管9之间。 [0056] 组装时，先将扁管1插入翅片2中的扁孔3内，进行胀紧紧固后，扁管1的外形尺寸变大，然后将集流管9对应的连接孔12对准扁管1端部插入，使扁管1端部插入集流管9的连接孔12中，之后再进行端盖和隔片的组装，全部组装完成后进行局部焊接，最终完成组装。 [0057] 如图6，图7所示，在本发明的一个实施例中，对扁管1的孔道4进行了设计，以获得更好的胀管紧固效果和换热能力，具体地，在扁管1上设置多个孔道4，同时，为增强胀管装置或胀头的强度，在扁管1上至少设置一个工字孔5。优选地，扁管1中部设置有中间孔6，两端设置有边缘孔7，所述中间孔6的直径大于所述边缘孔7的直径，所述中间孔6和边缘孔7之间设置有至少一个工字孔5。另外，还可以在中间孔6和边缘孔7之间设置方孔11，在满足胀紧工艺的同时，以实现最大的换热效率。 [0058] 本发明所提供的微通道换热器，在上述实施例的基础上，对扁管1的外形结构进行了限制，以获得更好的凝结水10排除效果。具体地，如图6，图7所示，将扁管1的上表面设置为倾斜结构。使用时，当扁管1的外表面产生凝结水10时，凝结水10顺着光滑的倾斜面顺利滑下，方便凝结水10的排除。优选地，在扁管1上表面宽度方向上的中部具有凸出圆弧8，对应扁管1中部较大的圆形中间孔6，且由中部向边缘渐低设置，形成中间高，两侧低的外形结构，凝结水10由中间向两侧流下，然后顺着竖向的翅片2流下，凝结水10的排除效果更好。进一步地，扁管1边缘设计为顺滑的弧形结构，此种设计对应了扁管1两侧的圆形边缘孔7，上表面和下表面设计为对称，便于凝结水10流出。 [0059] 作为本发明一种优选的实施例，微通道换热器的扁管1为多个且水平安置，如图9所示，翅片2为多个且竖向排布，每个翅片2上设置有与扁管1数量相同的扁孔3，所述扁管1依次穿过每个翅片2上相同高度的扁孔3，形成十字交叉的网格结构，优选可通过气压胀的方式，向扁管1的各个扁孔3内通入一定压力的气体，使扁管1在气压的作用下，与翅片2完成胀紧连接，由于气压的作用较为均匀，胀紧后，翅片2和扁管1之间连接紧密，冷凝水或凝结水10可顺利流过，不会滞留在连接处，利于凝结水10的排除。 [0060] 综上所述，本发明所提供的微通道换热器，通过胀紧连接，扁管1微斜面设计，以及对扁管1的孔道4的合理设计，解决了目前微通道换热器作为蒸发器等使用时，冷凝水排放难，容易发生结霜，组装效率低，能耗大，换热效率低等一系列问题。与传统的微通道换热器相比，换热效果提升10-20％，组装生产效率可提高30％以上，能耗减小明显。 [0061] 本发明实施例还提供了一种空调，该空调使用上述的任意一种微通道换热器，具体地，如图10所示，扁管1数量的设计根据换热器的大小和空调的使用要求选择，安装在空调上使用时，扁管1水平安置，与之对应的，翅片2为竖向设置，当产生冷凝水时，冷凝水流到扁管1的表面，由于扁管1表面的微斜面设计，中部高，两侧低，冷凝水在重力的作用下由中部向两侧流下，由于胀紧连接的连接处连接紧密，冷凝水很快流到翅片2上，由于翅片2为竖向放置且为亲水铝箔，冷凝水不易发生滞留，很快沿着翅片2进行排放，从而避免了冷凝水聚集在扁管1和翅片2上，避免发生结霜，保证换热器换热顺利进行，与传统微通道换热器相比，换热效率大大提高。同时，由于结霜发生少，除霜时间和周期变短，换热效率提高，使得能耗大大减少。 [0062] 综上所述，本发明所提供的微通道换热器及使用该换热器的空调，与现有技术相比，至少具有如下优点： [0063] (1)采用胀紧连接的连接方式，操作简单快捷，连接紧密，组装难度小，组装效率高； [0064] (2)不采用钎焊焊接翅片和扁管，工艺操作难度小的同时，避免了钎焊所带来的钎剂残留，从而避免钎剂残留成为冷凝水凝结核心，以及结霜核心，有效降低了冷凝水的凝结速度以及结霜速度，提高换热效率，大大降低能耗； [0065] (3)扁管表面采用斜面设计，避免冷凝水滞留，使冷凝水更快排出，避免冷凝水影响换热，进一步保证换热顺利进行； [0066] (4)扁管孔道进行了特别设计，采用中间孔，边缘孔，工字孔，甚至方孔有序排列的设计方式，保证了胀紧连接的胀紧强度，同时保证了实现最优的换热效率。 [0067] 上述实施例中的实施方案可以进一步组合或者替换，且实施例仅仅是对本发明的优选实施例进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中专业技术人员对本发明的技术方案作出的各种变化和改进，均属于本发明的保护范围。 |
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