專利名稱：一種適于熱泵熱水器的微通道換熱器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種換熱器，尤其是一種適于熱泵熱水器的微通道換熱器，屬于 熱水器技術領域。
背景技術：
熱泵熱水器由于利用了空氣的熱能，因此相對于傳統(tǒng)的電熱水器和燃氣熱水器， 具有明顯的節(jié)能優(yōu)勢。據申請人了解，現有熱泵熱水器的換熱器均采用圓管纏繞到儲水箱 的內膽上，由于圓管與內膽的接觸理論上是線接觸，因此換熱效率不夠高。此外，由于需要 制作繞管的專用設備，因此制造工藝較為復雜，生產效率不高，難以滿足大規(guī)模生產需要。檢索發(fā)現，申請?zhí)枮?00920300520. 9的中國專利申請公開了一種采用微通道扁 管作為熱泵熱水器的換熱器。然而，該技術方案仍存在以下有待改進之處1)采用單繞或 雙繞扁管的方式，需要專用生產設備，且生產效率很低；2)扁管長度較長，容易造成較大的 壓力損失；3)需要手工鋁焊，焊接可靠性難以得到保證。

實用新型內容本實用新型的目的在于針對上述現有技術存在的缺點，提出一種可以壓損小、換 熱效率高、并且制造工藝簡單的適于熱泵熱水器的微通道換熱器，同時給出其制造方法。為了達到以上目的，本實用新型適于熱泵熱水器的微通道換熱器，含有第一和第 二集流管，所述第一和第二集流管之間連通有通常為平行的扁平截面微通道管組；所述換 熱器成形為包容熱水器內膽的形狀；組裝時，所述第一和第二集流管分別通過進氣管和出 流管與熱泵循環(huán)管路連通；所述第一和/或第二集流管內至少設有一個隔板，從而構成第 一集流管經第一組微通道管至第二集流管、再由第二集流管經下一組微通道管至第一組集 流管的迂回流道，直至最終與所述出流管連通。本實用新型進一步的完善是，所述微通道管成形后與熱水器內膽貼合的表面為微 通道管組的扁平面。本實用新型更進一步的完善是，所述扁平截面微通道管組中，前組微通道管的總 流通截面積大于后組微通道管的總流通截面積。這樣，不僅符合換熱介質在換熱過程中體 積逐漸縮小的趨勢，而且有助于使介質在流動過程中產生紊流，提高換熱效率。本實用新型的微通道換熱器主要分為三種具體結構形式偶數流程橫排微通道換 熱器結構(例如流程為8-6-4-4形式)，此時換熱器的進出口都在同一個集流管上；奇數流 程橫排微通道換熱器結構(例如10-10-3形式)，此時換熱器的進出口分布在左右兩個集流 管上；豎排微通道換熱器結構，此時進出口都在兩端的集流管上。此種微通道換熱器結構有 效的解決了熱水溫度分層的現象，能承受較大的壓力。由于微通道換熱器的換熱面積較大， 有效的減小了制冷劑的充注量，同時鋁的價格相對比較便宜，節(jié)約成本。制造時，按照以下步驟進行步驟一、將第一和第二集流管以及扁平截面微通道管組定長落料；[0011]步驟二、在第一和第二集流管預定位置固定間隔分布的隔板；步驟三、將第一和第二集流管對應位置沖出形狀與所述扁平截面外廓相配的槽 孔，尤其是內翻邊槽孔；步驟四、將微通道管的兩端分別插入第一和第二集流管對應的內翻邊槽孔內，并 焊接固定；步驟五、將換熱器圍成包容熱水器內膽的形狀。使用時，只要將本實用新型的換熱器包覆在熱泵熱水器的內膽上，并通過進氣管 和出流管與熱泵循環(huán)管路連接，構成熱泵熱交換系統(tǒng)，由于微通道管表面扁平，因此可以與 內膽表面以面接觸的方式接觸，并且可以按需由多路微通道管同時導流，從而有效提高換 熱器換熱效率，其加工工藝簡單，便于控制質量，顯著縮短了制作工時，提高了生產效率，并 且降低了制冷劑的充注量，其承壓能力優(yōu)于現有技術的圓管換熱器，在高壓力下工作更加 安全可靠。

[0016]
以下結合附圖對本實用新型作進一步的說明。[0017]圖1為本實用新型實施例--的展開結構示意圖。[0018]圖2為本實用新型實施例二二的展開結構示意圖。[0019]圖3為圖1實施例的集流售f沖壓結構示意圖。[0020]圖4為圖3的A-A剖視圖。[0021]圖5為圖1實施例的集流售f與微通道插裝前結構示意圖。[0022]圖6為圖1實施例的集流售f與微通道插裝結構示意圖。[0023]圖7為圖1實施例的集流售f與微通道焊接后結構示意圖。[0024]圖8為本實用新型實施例三1的展開結構示意圖。[0025]圖9為本實用新型實施例四的展開結構示意圖。[0026]圖10為本實用新型實施例五的展開結構示意圖。[0027]圖11為圖10實施例的成形組裝結構示意圖。[0028]圖12為圖11的側視圖
具體實施方式
實施例一本實施例適于熱泵熱水器的微通道換熱器展開結構如圖1所示，含有第一 1和第 二集流管2，第一和第二集流管之間連通有垂向平行的扁平截面微通道管組3 (俗稱微通道 扁管，其中含多個并列的微通道)。成形時，換熱器彎曲成包容立式熱水器圓柱內膽的形狀， 微通道管成形后與熱水器內膽貼合的表面為微通道管組的扁平面。組裝時，第一和第二集 流管1、2分別通過進氣管5和出流管6與外部的熱泵循環(huán)管路連通。由于第一和第二集流 管內分別設有一個隔板4，將兩集流管因此隔成前段和后段，因此構成第一集流管1的前段 經第一組微通道管至第二集流管2的前段、再由第二集流管2的前段經下一組微通道管至 第一組集流管1的后段、再由第一集流管1的后段經再下一組微通道管至第二集流管2的 后段的迂回流道，最終與出流管6連通。圖中7是接管，8是安裝支架。[0031]采用微通道扁管作為熱泵熱水器的換熱器，根據設計結構可進熔爐進行焊接，有 效保證的焊接質量，成品率大大提高。且微通道扁管換熱器在同等換熱量的情況下有效減 少換熱器材料用量，降低成本，并且降低了制冷劑的充注量，其承壓能力優(yōu)于圓管換熱器， 系統(tǒng)在高壓力下工作更加安全可靠。制造時，按照以下步驟進行第一步、將第一和第二集流管以及扁平截面微通道管組定長落料；并制作內孔形 狀與微通道扁管外廓相配(配合間隙控制在0. 1 士0.02mm為宜)的鋁釬焊料焊接環(huán)。該焊 料有適當的熔化溫度和流動性，并與母材之間的電位差盡量小。第二步、在第一和第二集流管預定位置焊接固定間隔分布的隔板；第三步、使用專門沖壓模具，在集流管2上沿軸向對應位置沖出形狀與微通道扁 平截面外廓相配的內翻邊孔2-1或不帶翻邊的矩形孔(帶翻邊孔結構為優(yōu)選，參見圖3、圖 4)。第四步、1)焊接母材用專門的清洗液清洗，保證母材焊接表面油脂、塵土、以及其 余雜質的清除干凈。如果焊接表面有氧化層，要先打磨然后再清洗干凈。步驟三、將的兩端 分別插入第一和第二集流管對應的內翻邊槽孔內，并焊接固定。2)在集流管3內穿入一根截面為弓形的專用限位芯棒9 (參見圖5)，芯棒的長度 根據集流管槽口數量定，芯棒的厚度根據扁管插入深度要求定，這樣不但保證扁管插入槽 內的深度，而且還保證集流管上所有微通道扁管高度的一致性。3)集流管固定在工裝夾具上，槽口朝上，微通道管扁管外面套上焊接環(huán)后兩端分 別插入第一和第二集流管槽內，直到接觸限位芯棒為止(參見圖6)。微通道扁管的另一端 用輔助工裝夾具固定，保證與集流管構成一個整體并可靠固定。4)將裝好微通道扁管和焊接環(huán)的集流管進入真空高溫爐內焊接，爐溫根據母材和 焊料熔點調到合適的溫度，可以將工件和釬料加熱到高于釬料熔點、低于工件熔點的溫度。 根據毛細現象，焊環(huán)受熱熔化并完全滲透到兩個連接母材的間隙里面。扁管與集流管的焊 接部位在真空高溫爐內從兩個方向180度同時加熱，保證焊接部位受熱均勻。第五步、將換 熱器彎曲圍成包容立式熱水器圓柱內膽的形狀，并在焊接部位經過噴砂工藝處理后用環(huán)氧 樹脂密封，保護焊縫。以上第一步如果預先在集流管表面覆蓋一層焊料，焊接環(huán)可以取消，但成本會有 所上升。第五步如果微通道焊接部位被水箱表面的聚氨脂發(fā)泡層覆蓋，并且不與空氣接 觸，則可以不用環(huán)氧樹脂密封，有利于降低成本。上述工藝制造出來的微通道換熱器，其焊接接頭少，焊縫寬度均勻，焊縫強度高， 承受系統(tǒng)壓力高，能滿足目前熱泵熱水器上冷凝換熱器的使用要求。而且容易通過自動生 產線實現大批量生產，質量有保證，生產效率可以得到大大提高。實施例二本實施例適于熱泵熱水器的微通道換熱器展開結構如圖2所示，與實施例一不同 之處在于，前者的第一集流管1內只有一個隔板4，因此構成奇數迂回流道，進氣管5和出 流管6位于換熱器兩端；而本實施例的第一集流管1內有兩個隔板4，因此構成偶數迂回流 道，進氣管5和出流管6位于換熱器同一端。[0045]實施例三本實施例適于熱泵熱水器的微通道換熱器展開結構如圖8所示，基本結構與實施 例二類似，不同之處在于，第一和第二集流管之間連通有水平平行的扁平截面微通道管組 3。進氣管5和出流管6位于換熱器一側。成形時，換熱器彎曲成包容臥式熱水器圓柱內膽 的形狀。尤其是，扁平截面微通道管組中，構成迂回流道的微通道數量呈4-3-2-1變化，因 此前組微通道管的總流通截面積大于后組微通道管的總流通截面積，借助集流管隔板，形 成了微通道管組自進氣管到出流管流道截面逐漸減小的迂回流道。這樣，不僅符合換熱介 質在換熱過程中體積逐漸縮小的趨勢，而且有助于使介質在流動過程中產生紊流，提高換 熱效率。實施例四本實施例適于熱泵熱水器的微通道換熱器展開結構如圖9所示，基本結構與實施 例三相同，不同之處在于，迂回流道為奇數，因此進氣管5和出流管6分別位于換熱器兩側。實施例五本實施例適于熱泵熱水器的微通道換熱器展開結構如圖10所示，與實施例三相 比，其獨特之處是，換熱器成形為半圓弧形，由下至上半包在熱水器13內膽上(參見圖11、 12)。由于該微通道換熱器以半圓弧的形式緊箍在水箱表面中下方位置，因此使得水箱內的 水受熱均勻，加強了逆流換熱，熱水不產生分層現象?？傊?，本實施例采用鋁質集流管和微通道扁管。其中換熱器的進出口管裝在集流 管上，集流管中間加有隔板，使制冷劑分為幾個流程，采用制冷劑流程變化的方式，解決了 制冷劑分配不均的問題；同時此微通道換熱器安裝在內膽的下半部分，并用緊固裝置將微 通道換熱器緊緊貼在內膽壁面上，因為冷水從內膽下部進入的原因，相對于單一的從上到 下纏繞式的單流程換熱器有效的加強了逆流換熱，這些使得熱水受熱很均勻，不會發(fā)生溫 度分層現象。綜上所述，實施例一、二的第一集流管通過垂直排列的微通道管組與第二集流管 連通，微通道管組成形為包容立式熱水器內膽的形狀。實施例三、四、五第一集流管通過水 平排列的微通道管組與第二集流管連通，微通道管組成形為全包容或半包容臥式熱水器內 膽的形狀。除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式。例如，所述換熱器成形為圓 弧形，由下至上構成對熱水器內膽的局部包覆即可。凡采用等同替換或等效變換形成的技 術方案，均落在本實用新型要求的保護范圍。
權利要求一種適于熱泵熱水器的微通道換熱器，含有第一和第二集流管，其特征在于所述第一和第二集流管之間連通有扁平截面微通道管組；所述換熱器成形為包容熱水器內膽的形狀；所述第一和第二集流管分別通過進氣管和出流管與熱泵循環(huán)管路連通；所述第一和/或第二集流管內至少設有一個隔板，從而構成第一集流管經第一組微通道管至第二集流管、再由第二集流管經下一組微通道管至第一組集流管的迂回流道，直至最終與所述出流管連通。
2.根據權利要求1所述適于熱泵熱水器的微通道換熱器，其特征在于所述微通道管 成形后與熱水器內膽貼合的表面為微通道管組的扁平面。
3.根據權利要求2所述適于熱泵熱水器的微通道換熱器，其特征在于借助所述集流 管的隔板，形成微通道管組自進氣管到出流管流道截面逐漸減小的迂回流道。
4.根據權利要求1、2或3所述適于熱泵熱水器的微通道換熱器，其特征在于所述熱 水器內膽為橫臥式圓柱體，所述換熱器成形為圓弧形，由下至上構成對所述熱水器內膽的 局部包覆。
5.根據權利要求1、2或3所述適于熱泵熱水器的微通道換熱器，其特征在于所述迂 回流道為奇數，所述進氣管和出流管位于換熱器兩端或兩側。
6.根據權利要求1、2或3所述適于熱泵熱水器的微通道換熱器，其特征在于所述迂 回流道為偶數，所述進氣管和出流管位于換熱器同一端或同一側。
專利摘要本實用新型涉及一種適于熱泵熱水器的微通道換熱器，同時還涉及其制造方法，屬于熱水器技術領域。該換熱器含有第一和第二集流管，第一和第二集流管之間連通有平行的扁平截面微通道管組；換熱器成形為包容熱水器內膽的形狀；組裝時，集流管分別通過進氣管和出流管與熱泵循環(huán)管路連通；第一和/或第二集流管內至少設有一個隔板，從而構成第一集流管經第一組微通道管至第二集流管、再由第二集流管經下一組微通道管至第一組集流管的迂回流道，直至最終與出流管連通。使用時，將本實用新型的換熱器包覆在熱泵熱水器的內膽上即可有效提高換熱器換熱效率，其加工工藝簡單，并且降低了制冷劑的充注量，其承壓能力優(yōu)于圓管換熱器，在高壓力下工作更加安全可靠。
文檔編號F28F9/02GK201697493SQ20102022401
公開日2011年1月5日 申請日期2010年6月12日 優(yōu)先權日2010年6月12日
發(fā)明者萬華新, 張茂勇, 李娟 , 陳凱駒 申請人:艾歐史密斯(中國)熱水器有限公司