本發(fā)明具體涉及一種脹接型微通道換熱器及該脹接型微通道換熱器的制備方法。

背景技術(shù)：

空調(diào)和大多數(shù)熱交換器的熱交換部分傳統(tǒng)上使用的都是銅或鋁制成的單孔圓管(內(nèi)徑一般在4-7mm)與鋁翅片脹接而成的管-翅式換熱器。而目前在空調(diào)行業(yè)內(nèi)出現(xiàn)一種平行流換熱器(見圖1)正逐步替代傳統(tǒng)的管-翅式換熱器；微通道管則是構(gòu)成該平行流換熱器的關(guān)鍵部件。專利文獻cn101706225a記載了這樣的平行流換熱器(或微通道換熱器)和平行流-微通道(扁)管。

微通道管上通常都有8～30個微通道孔。微通道換熱器工作時冷媒流經(jīng)微通道管上的微通道孔(直徑在0.2～2mm)，從而實現(xiàn)冷媒與微通道管的熱交換。而與微通道管焊接在一起的鋁翅片因其與空氣接觸面積很大，所以冷媒與微通道管進行熱交換時，微通道管與翅片也進行著熱交換，翅片與空氣也進行著熱交換從而間接地實現(xiàn)冷媒與空氣間的高效熱交換。

微通道換熱器的核心在于微通道孔，因其直徑很小所以單位體積的冷媒流過該通道時能獲得更大的與管壁接觸的面積即熱交換面積。據(jù)統(tǒng)計微通道換熱器的換熱效率比由單孔圓管構(gòu)成的管-翅式換熱器的效率高30％以上。

然而這樣的微通道換熱器用作蒸發(fā)器時會出現(xiàn)排水困難和結(jié)霜等問題從而嚴重影響換熱器的換熱效率。不僅如此，由于該換熱器的平行流微通道扁管與翅片是通過在600℃高溫下的釬焊工藝焊接(焊接區(qū)請見圖1中51)在一起的，所以，不僅在焊接過程中會排放有害氣體，對環(huán)境污染嚴重，而且釬焊工藝會導(dǎo)致噴涂在平行流微通道扁管表面上、起作陽極保護作用的鋅層向微通道管與翅片的焊接區(qū)聚集，造成釬焊后的平行流-微通道扁管表面腐蝕點位失衡而加速扁管的腐蝕，降低換熱器使用壽命。

另外，該微通道換熱器中的平行流-微通道扁管為實現(xiàn)與翅片的釬焊，需使用厚度0.1mm左右的復(fù)合鋁翅片；該翅片一般由三層鋁合金材料軋制而成，軋制難度大，加工成本高。

此外，用該平行流微通道扁管制作微通道換熱器的過程中運用的釬焊工藝會引發(fā)翅片表面金屬流動，導(dǎo)致釬焊后翅片的表面粗糙度變差即翅片的疏水性變差，使得翅片與空氣在進行熱交換時產(chǎn)生的微小水珠難以順利離開翅片，繼而降低換熱器的換熱效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決上述問題而進行的，目的在于提供一種用于熱交換系統(tǒng)中的脹接型微通道換熱器及其制備方法。

本發(fā)明提供了一種脹接型微通道換熱器，具有這樣的特征，包括：多個散熱翅片，設(shè)置在欲熱交換的裝置上，每個散熱翅片至少具有一個通孔；至少一個微通道管，貫穿通孔且外形與通孔的形狀相匹配，與散熱翅片脹接，具有多個用于讓冷媒流通的微通道通路以及呈雙楔形的中央貫穿孔；以及貫穿孔脹芯，設(shè)置在中央貫穿孔內(nèi)與微通道管脹接，具有至少一個沿貫穿孔脹芯長度方向設(shè)置的孔狀通道，該孔狀通道用于讓冷媒流通。

在本發(fā)明提供的脹接型微通道換熱器中，還可以具有這樣的特征：其中，散熱翅片為純鋁翅片。

在本發(fā)明提供的脹接型微通道換熱器中，還可以具有這樣的特征：其中，微通道通路的個數(shù)為8～30，微通道通路的直徑范圍為0.2～2.0mm。

在本發(fā)明提供的脹接型微通道換熱器中，還可以具有這樣的特征：其中，微通道管的外形輪廓呈菱形或雙楔形結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明提供的脹接型微通道換熱器中，還可以具有這樣的特征：其中，在脹接過程中，微通道管在水平方向上的變形大于在豎直方向上的變形。

本發(fā)明還提供了一種脹接型微通道換熱器的制備方法，具有這樣的特征，包括：步驟一，將微通道管沿微通道管的長度方向依次穿過等間距設(shè)置的散熱翅片并固定；散熱翅片上開有與微通道管的外形輪廓相匹配的通孔；步驟二，將貫穿孔脹芯沿微通道管長度方向插入微通道管的中央貫穿孔中，并使得微通道管向外變形從而實現(xiàn)微通道管與翅片的脹接，其中，貫穿孔脹芯在水平方向上的變形大于在豎直方向上的變形。

發(fā)明的作用與效果

根據(jù)本發(fā)明所涉及的脹接型微通道換熱器及其制備方法，因為散熱翅片與微通道管脹接、且該微通道管與貫穿孔脹芯脹接。所以，本發(fā)明的脹接型微通道換熱器解決了在制備微通道換熱器過程中，因釬焊工藝導(dǎo)致微通道換熱器表面鋅聚集從而影響換熱器整體壽命的問題，也進一步阻止鋅在微通道管內(nèi)的流動并提高換熱器使用壽命。

本發(fā)明所涉及的脹接型微通道換熱器還使用與微通道管有更大接觸面積的散熱翅片，散熱翅片可與微通道管沿冷媒流動方向上的整個外緣輪廓相接觸，從而提高微通道管與散熱翅片間的傳熱率。

本發(fā)明的散熱翅片使小水珠可沿連通式翅片順利流過微通道管，改善微通道換熱器的排水能力，保證換熱效率。

另外，具有孔狀通道的貫穿孔脹芯既實現(xiàn)脹管的功能，同時脹管完成后留在微通道管內(nèi)與微通道管一起形成新的微通道孔，增加了冷媒流動的通道，進而增加了換熱量。

附圖說明

圖1為已有的微通道換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的實施例中脹接型微通道換熱器的制備方法的流程示意圖；

圖3為本發(fā)明的實施例中貫穿孔脹芯脹管時微通道管的變形示意圖；

圖4為本發(fā)明的實施例中脹接完成后的脹接型微通道換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明的實施例中脹接完成后的脹接型微通道換熱器的橫截面示意圖；

圖6為本發(fā)明的實施例中微通道管的橫截面示意圖；

圖7為本發(fā)明的實施例中微通道管的軸側(cè)示意圖；以及

圖8為本發(fā)明的實施例中貫穿孔脹芯的示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，以下實施例結(jié)合附圖對本發(fā)明脹接型微通道換熱器及其制備方法作具體闡述。

圖2為本發(fā)明的實施例中脹接型微通道換熱器的制備方法的流程示意圖。

如圖2所示，脹接型微通道換熱器的制備方法包括以下步驟：

步驟一，圖2中s1中將散熱翅片3等間距設(shè)置，該散熱翅片3具有有與微通道管2的外形輪廓相匹配的通孔31。散熱翅片3是用特定裝置固定的，可實現(xiàn)等間距布置。

步驟二，將微通道管2沿微通道管2的長度方向t依次穿過等間距設(shè)置的散熱翅片3并固定。在本實施例中，單一微通道管2穿過的散熱翅片3數(shù)量以及單一散熱翅片3上為微通道管能順利穿過散熱翅片而開設(shè)的孔狀結(jié)構(gòu)31的數(shù)量均不受限制，可以根據(jù)實際需求進行設(shè)置。圖2中s2示意微通道管2已經(jīng)部分插入層疊的散熱翅片3中；在本步驟中并未實現(xiàn)微通道管2與散熱翅片3的脹接。依據(jù)運動的相對性原理在實際操作時也可以是固定微通道管，然后依次將散熱翅片3套入微通道管2。

圖2中s3示意脹接型型微通道管2已完全插入散熱翅片3中，而貫穿孔脹芯1正準備沿微通道管長度方向插入微通道管2中。

步驟三，將貫穿孔脹芯1沿微通道管2長度方向t插入微通道管2中，并使得微通道管2的中央貫穿孔脹形。

圖2中s4示意貫穿孔脹芯1的頭部已經(jīng)插入微通道管2上的中央貫穿孔20內(nèi)部，開始脹形。圖2中s5示意貫穿孔脹芯1已大部插入微通道管2內(nèi)部。圖2中s6示意貫穿孔脹芯1已完全插入微通道管2內(nèi)，完成脹接。

圖3為本發(fā)明的實施例中貫穿孔脹芯脹管時微通道管的變形示意圖。

如圖3所示，貫穿孔脹芯1的頭部插入微通道管2后引發(fā)微通道管向圖中c與d兩個方向上變形，實現(xiàn)微通道管2與散熱翅片3的可靠脹接。而且在脹接過程中，貫穿孔脹芯1強化微通道管2在c與d方向上變形的同時，還弱化微通道管在垂直于這兩個方向上，即g與g’方向上的變形。貫穿孔脹芯1上設(shè)置有一貫穿貫穿孔脹芯的孔狀通道11，在完成脹接后該孔狀通道11將構(gòu)成一微通道通路供冷媒(產(chǎn)生熱交換效果的工作流體)流通。該孔狀通道11的幾何截面形狀可以為任意形狀，在本實施例中，該該孔狀通道11的幾何截面形狀為圓形。

圖4為本發(fā)明的實施例中脹接完成后的脹接型微通道換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明的實施例中脹接完成后的脹接型微通道換熱器的橫截面示意圖。

如圖4和圖5所示，脹接型微通道換熱器包括多個散熱翅片3、兩個微通道管2以及貫穿孔脹芯1。

多個散熱翅片3等間距設(shè)置在欲熱交換的裝置上，每個散熱翅片具有兩個通孔31。散熱翅片3為純鋁翅片。散熱翅片3還具有親水膜層。

圖中的放置方向即為該類換熱器的實際安放方向。冷媒可沿方向b流經(jīng)微通道管內(nèi)部，并產(chǎn)生熱交換。該換熱器工作在一定情況下時產(chǎn)生在微通道管表面與散熱翅片3上的細小的冷凝水珠會在重力作用下通過散熱翅片上的結(jié)構(gòu)32，沿方向a順利流下?lián)Q熱器。

微通道管2貫穿通孔31且外形與通孔的形狀相匹配，與散熱翅片3脹接。微通道管的外形輪廓呈菱形或雙楔形結(jié)構(gòu)。在本實施例中，微通道管的外形輪廓呈菱形。

圖6為本發(fā)明的實施例中微通道管的橫截面示意圖；圖7為本發(fā)明的實施例中微通道管的軸側(cè)示意圖。

如圖6、圖7所示，微通道管2具有多個用于讓冷媒流通的微通道通路21～26以及呈雙楔形的中央貫穿孔20。微通道通路的個數(shù)為8～30，微通道通路的直徑范圍為0.2～2.0mm。在本實施例中，微通道通路的個數(shù)為12個。微通道管2的中間部分的寬度大于微通道管2的邊緣部分的寬度。圖中孔狀結(jié)構(gòu)21～26均為冷媒流經(jīng)的通道，即微通道通路。工程人員可在一定的條件下更改任一微通道孔的形狀和尺寸以滿足冷媒流經(jīng)微通道管后形成某種均衡的物理場。

圖8為本發(fā)明的實施例中貫穿孔脹芯的示意圖。

如圖8所示，貫穿孔脹芯1設(shè)置在中央貫穿孔20內(nèi)且與微通道管2脹接，具有三個沿貫穿孔脹芯長度方向設(shè)置的孔狀通道11和12。孔狀通道11和12用于讓冷媒流通。

從完成脹接的管翅結(jié)構(gòu)的橫截面示意圖，圖5中可以看到本發(fā)明的另一特點：貫穿孔脹芯1上的孔狀結(jié)構(gòu)11為微通道管增加了一個新的冷媒流通通路即一個微通道孔；同時貫穿孔脹芯1上的結(jié)構(gòu)12”(見圖8)與微通道管上的結(jié)構(gòu)12’將組成又一個新的冷媒通路12。

在本實施例中，貫穿孔脹芯1的變形大于微通道管2的的變形大于散熱翅片3的變形。本實施例中，微通道管與翅片間通過脹接的方式連接，繼而實現(xiàn)微通道管與翅片間的熱傳導(dǎo)。冷媒流通的通路由微通道管已有微通道孔、脹芯上的微孔和脹芯與微通道管配合所形成的微通道孔組成。

實施例的作用與效果

根據(jù)本實施例所涉及的脹接型微通道換熱器及其制備方法，因為散熱翅片與微通道管脹接、且該微通道管與貫穿孔脹芯脹接。所以，本實施例的脹接型微通道換熱器解決了在制備微通道換熱器過程中，因釬焊工藝導(dǎo)致微通道換熱器表面鋅聚集從而影響換熱器整體壽命的問題，也進一步阻止鋅在微通道管內(nèi)的流動并提高換熱器使用壽命。

本實施例所涉及的脹接型微通道換熱器還使用與微通道管有更大接觸面積的散熱翅片，散熱翅片可與微通道管沿冷媒流動方向上的整個外緣輪廓相接觸，從而提高微通道管與散熱翅片間的傳熱率。

本實施例的散熱翅片使小水珠可沿連通式翅片順利流過微通道管，改善微通道換熱器的排水能力，保證換熱效率。

另外，具有孔狀通道的貫穿孔脹芯既實現(xiàn)脹管的功能，同時脹管完成后留在微通道管內(nèi)與微通道管一起形成新的微通道孔，增加了冷媒流動的通道，進而增加了換熱量。

此外，本實施例所涉及的脹接型微通道換熱器還使用純鋁散熱翅片替代復(fù)合鋁散熱翅片降低微通道換熱器的制造成本。而且，在純鋁散熱翅片上使用親水膜技術(shù)，使換熱器除霜和排水變得更容易。因為通過脹接工藝不會引發(fā)散熱翅片表面金屬的受熱流動，不會破壞親水膜，所以純鋁散熱翅片運用親水膜技術(shù)后疏水效果更佳。

本實施例所涉及的脹接型微通道換熱器還可使用聯(lián)通式的散熱翅片，即微通道管并沒有將散熱翅片隔開，使位于不同微通道管上的小水珠可沿連通式散熱翅片順利流過微通道管，改善微通道換熱器的排水能力，保證換熱效率。

本實施例所涉及的脹接型微通道換熱器還運用有斜坡結(jié)構(gòu)的微通道管外形輪廓從而改善微通道管外表面的疏水性。

本實施例所涉及的脹接型微通道換熱器還運用微通道管的雙楔形輪廓使貫穿孔脹芯在插入微通道管進行脹管后微通道管主要向左右兩個方向脹開，使微通道管與散熱翅片構(gòu)成自鎖脹接從而更可靠地與散熱翅片進行脹接。

上述實施方式為本發(fā)明的優(yōu)選案例，并不用來限制本發(fā)明的保護范圍。