專利名稱：熱交換器以及使用該熱交換器的空調(diào)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明中涉及了 ー種熱交換器以及使用該熱交換器的空調(diào)裝置。
背景技術(shù)：
蒸發(fā)器和冷凝器統(tǒng)稱為熱交換器，也稱換熱器。蒸發(fā)器的作用是使制冷劑液體汽化蒸發(fā)，從外界吸收熱量；而冷凝器是向外散熱，使制冷劑氣體降溫液化。對(duì)單冷式空調(diào)器而言，室內(nèi)熱交換器為蒸發(fā)器，室外熱交換器為冷凝器。在熱 泵式空調(diào)器中設(shè)有室內(nèi)、室外兩臺(tái)熱交換器，其作用因制冷劑的循環(huán)流動(dòng)方向不同而異制冷時(shí)，室內(nèi)熱交換器相當(dāng)于蒸發(fā)器，室外熱交換器相當(dāng)于冷凝器；制熱時(shí)，室內(nèi)熱交換器相當(dāng)于冷凝器，室外熱交換器相當(dāng)于蒸發(fā)器。家用空調(diào)器室內(nèi)、室外熱交換器大多采用翅片盤管式結(jié)構(gòu)。只有提高了熱換熱器的換熱效能，就能夠?qū)照{(diào)裝置進(jìn)行一系列的改進(jìn)和提升，因此，如何提高熱交換器的換熱能力即換熱效率，就是困擾本領(lǐng)域技術(shù)人員的一大技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了ー種熱交換器以及使用該熱交換器的空調(diào)裝置，其具有較好的換熱效率。本發(fā)明公開了ー種熱交換器，它包括呈蛇形蜿蜒的管道以及設(shè)置在管道上的多片散熱片，每片散熱片包括用干與管道的外壁相接觸傳熱的導(dǎo)熱層以及貼覆在導(dǎo)熱層上且至少部分暴露在外的散熱層，所述散熱層由納米復(fù)合材料塑料制成，所述納米復(fù)合塑料包括塑料基體和以納米級(jí)尺寸分散在塑料基體中的無機(jī)填充物。優(yōu)選地，所述無機(jī)填充物的直徑為10_1(^10_6米。優(yōu)選地，所述納米復(fù)合塑料的散熱系數(shù)大于2000W/m2K，導(dǎo)熱系數(shù)在5_10W/mK之間。優(yōu)選地，所述納米復(fù)合塑料的塑料基體為聚酰胺系、聚對(duì)苯ニ甲酸こニ醇酯系、環(huán)氧樹脂系、聚酰亞胺系、PPS系中的ー種或幾種。優(yōu)選地，所述納米復(fù)合塑料的無機(jī)填充物為碳素、氧化物系、氮化物系、氫氧化物系中的ー種或幾種。優(yōu)選地，所述的導(dǎo)熱層由熱的良導(dǎo)體制成。 優(yōu)選地，所述散熱層貼覆在所述導(dǎo)熱層的兩側(cè)。優(yōu)選地，所述散熱層包裹住所述導(dǎo)熱層。ー種使用熱交換器的空調(diào)裝置，包括壓縮機(jī)、四通閥、熱交換器以及用于連接它們的連接管路，所述熱交換器包括呈蛇形蜿蜒的管道以及設(shè)置在管道上的多片散熱片，每片散熱片包括用干與管道的外壁相接觸傳熱的導(dǎo)熱層以及貼覆在導(dǎo)熱層上且至少部分暴露在外的散熱層，所述散熱層由納米復(fù)合材料塑料制成，所述納米復(fù)合塑料包括塑料基體和以納米級(jí)尺寸分散在塑料基體中的無機(jī)填充物。
納米復(fù)合塑料是由無機(jī)填充物以納米級(jí)尺寸分散在塑料基體中而成。與傳統(tǒng)的復(fù)合材料相比，塑料基體與無機(jī)填充物在納范圍內(nèi)復(fù)合，二相間界面積非常大，存在界面間的化學(xué)結(jié)合，形成優(yōu)異黏結(jié)力，可消除有機(jī)/無機(jī)相不匹配的問題，形成完全不同的特性顯現(xiàn)。納米級(jí)的材料會(huì)產(chǎn)生量子尺寸效應(yīng)；I.小尺寸效應(yīng)；2.表面效應(yīng)；3.宏觀量子隧道效應(yīng)；4.庫(kù)侖堵塞與量子隧穿。通過納米級(jí)的材料的表面能大，易團(tuán)聚能夠降低表面能，消除表面電荷，減弱表面極性，以表面覆蓋改性、機(jī)械化學(xué)改性、外膜層改性、局部活性改性、高能量表面改性、利用沉淀反應(yīng)表面改性。因此該納米復(fù)合塑料具有耐熱性提高；散熱 性大幅提高；吸氣性與吸濕性較低；尺寸膨脹系數(shù)較低等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明采用以上結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn)
1.能夠提聞熱交換器的散熱效能；
2.由于熱交換器的散熱能力増加，壓縮機(jī)需要啟動(dòng)的次數(shù)相應(yīng)減少，啟動(dòng)之間的間隔相應(yīng)增加，啟動(dòng)次數(shù)的減少必然能夠帶來節(jié)能減排的優(yōu)點(diǎn)；
3.能夠減少熱交換器的體積，可有效的實(shí)現(xiàn)小型化。


附圖I為本發(fā)明的熱交換器的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2為本發(fā)明的附圖I的A-A的散熱片的第一橫截面圖。附圖3為本發(fā)明的附圖I的A-A的散熱片的第二橫截面圖。附圖4為本發(fā)明的附圖I的A-A的散熱片的第三橫截面圖。附圖5為本發(fā)明的空調(diào)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中1、管道；2、散熱片；21、導(dǎo)熱層；22、散熱層；3、壓縮機(jī)；4、熱交換器；5、四通閥。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。如附圖I所示，ー種熱交換器4，它包括呈蛇形蜿蜒的管道I以及設(shè)置在管道I上的多片散熱片2。管道I由銅制成，在此管道I中通過需要換熱的液體介質(zhì)。如附圖2所示，散熱片2包括用干與管道I的外壁相接觸傳熱的導(dǎo)熱層21以及貼覆在導(dǎo)熱層21上且至少部分暴露在外的散熱層22。散熱片2的導(dǎo)熱層21由熱的良導(dǎo)體制成，熱的良導(dǎo)體的導(dǎo)熱系數(shù)通常比較大，一般金屬類都屬于熱的良導(dǎo)體。因?yàn)殇X具有較高的傳熱系數(shù)且成本合理性價(jià)比高，因此散熱片2的導(dǎo)熱層21優(yōu)選地由鋁或鋁合金制成。散熱片2的散熱層22由納米復(fù)合材料塑料制成，納米復(fù)合塑料包括塑料基體和以納米級(jí)尺寸分散在塑料基體中的無機(jī)填充物，此材料為高散熱復(fù)合塑料。納米復(fù)合塑料的塑料基體可以為聚酰胺系(PA)、聚對(duì)苯ニ甲酸こニ醇酯系(PET)、環(huán)氧樹脂系(Epoxy Resin)、聚酰亞胺系(PI)、PPS系中的ー種。聚酰胺是ー種常用的工程塑料，其中尼龍6 (PA6)具有優(yōu)異的物理和化學(xué)性能，使得材料的吸水率高、尺寸穩(wěn)定性差、濕態(tài)強(qiáng)度和熱變形穩(wěn)定低，在一定程度上限制了聚酰胺的使用。聚對(duì)苯ニ甲酸こニ醇酯這種納米PET材料將無機(jī)材料的剛性、耐熱性與PET的韌性、加工性相結(jié)合。環(huán)氧樹脂作為制造覆銅板的主要材料，具有優(yōu) 良的綜合性能，經(jīng)過納米技術(shù)改性的環(huán)氧樹脂，其結(jié)構(gòu)完全不同于普通填料的環(huán)氧復(fù)合材料，表現(xiàn)出極強(qiáng)的活性，龐大的比表面使它很容易和環(huán)氧樹脂分子發(fā)生鍵和作用，提高了分子間的減河カ、且尚有一部分納米顆粒分布在高分子鏈的空隙中，表現(xiàn)出很高的流動(dòng)性。聚酰亞胺(PI)是目前已經(jīng)實(shí)際應(yīng)用的一種高耐熱有機(jī)材料，隨著納米SiO2含量的増加，聚酰亞胺隨著納米填充物含量的増加，可顯著提升其耐熱性能。同樣的，PPS中隨著納米填充物含量的增加，可顯著提升其耐熱性能。納米復(fù)合塑料的無機(jī)填充物為碳素、氧化物系、氮化物系、氫氧化物系中的ー種。無機(jī)填充物的直徑為10_1(110_6米。散熱片2的導(dǎo)熱層21與管道I相接觸，散熱片2的導(dǎo)熱層21將管道I中液體介質(zhì)中的熱量吸收到其上，并利用其具有的高導(dǎo)熱系數(shù)的性能進(jìn)行熱傳導(dǎo)擴(kuò)散，再通過貼覆在導(dǎo)熱層21上且直接與空氣相接觸的散熱層22向外散熱。納米復(fù)合塑料具有較高的散熱系數(shù)，在同等條件體積下，采用本發(fā)明的熱交換器4能夠起到更好的換熱效果。而在同等換熱要求下，此熱交換器4具有小型化的優(yōu)點(diǎn)。圖2至圖4為散熱片2的三種A-A向的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。如附圖2所示，在達(dá)到效果的情況下，散熱層22可僅僅設(shè)置在導(dǎo)熱層21的ー側(cè)，但是這種結(jié)構(gòu)的散熱材料必然不是最佳的。進(jìn)ー步的，如附圖3所示，在達(dá)到效果的情況下，散熱層22可設(shè)置在導(dǎo)熱層21的兩側(cè)，這種效果較之前必然有較大的提升。 更進(jìn)一歩的，如附圖4所示，散熱層22完全包裹住導(dǎo)熱層21，此種結(jié)構(gòu)的散熱效率最高，相應(yīng)的其加工制備エ藝也較難。如附圖5所示，ー種使用熱交換器4的空調(diào)裝置，包括壓縮機(jī)3、四通閥5、熱交換器4以及用于連接它們的連接管路?？照{(diào)分為單冷空調(diào)和冷暖兩用空調(diào)，工作原理是ー樣的，空調(diào)一般使用的制冷劑是氟利昂。氟利昂的特性是由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)時(shí)，釋放大量的熱量。而由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)時(shí)，會(huì)吸收大量的熱量?？照{(diào)就是據(jù)此原理而設(shè)計(jì)的。壓縮機(jī)3將氣態(tài)的制冷劑壓縮為高溫高壓的氣態(tài)制冷劑，然后送到冷凝器(室外機(jī))散熱后成為常溫高壓的液態(tài)制冷劑，所以室外機(jī)吹出來的是熱風(fēng)。然后到毛細(xì)管，進(jìn)入蒸發(fā)器(室內(nèi)機(jī))，由于制冷劑從毛細(xì)管到達(dá)蒸發(fā)器后空間突然増大，壓カ減小，液態(tài)的制冷劑就會(huì)汽化，變成氣態(tài)低溫的制冷劑，從而吸收大量的熱量，蒸發(fā)器就會(huì)變冷，室內(nèi)機(jī)的風(fēng)扇將室內(nèi)的空氣從蒸發(fā)器中吹過，所以室內(nèi)機(jī)吹出來的就是冷風(fēng)；空氣中的水蒸汽遇到冷的蒸發(fā)器后就會(huì)凝結(jié)成水滴，順著水管流出去，這就是空調(diào)會(huì)出水的原因。
制熱的時(shí)候，四通閥5使制冷劑在冷凝器與蒸發(fā)器的流動(dòng)方向與制冷時(shí)相反，所以制熱的時(shí)候室外吹的是冷風(fēng)，室內(nèi)機(jī)吹的是熱風(fēng)。由此可見，只有當(dāng)熱交換器4的換熱效果更好時(shí)，壓縮機(jī)3的啟動(dòng)次數(shù)更少，此空調(diào)裝置更加節(jié)能。本發(fā)明采用以上結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn)
1.能夠提高熱交換器4的散熱效能；
2.由于熱交換器4的散熱能力増加，壓縮機(jī)3需要啟動(dòng)的次數(shù)相應(yīng)減少，啟動(dòng)之間的間隔相應(yīng)增加；
3.能夠減少熱交換器4的體積，可有效的實(shí)現(xiàn)小型化。 以上對(duì)本發(fā)明的特定實(shí)施例結(jié)合圖示進(jìn)行了說明，很明顯的在不離開本發(fā)明的范圍和精神的基礎(chǔ)上，可以對(duì)現(xiàn)有技術(shù)和エ藝進(jìn)行很多修改。在本發(fā)明的所屬技術(shù)領(lǐng)域中，只要掌握通常知識(shí)，就可以在本發(fā)明的技術(shù)要g范圍內(nèi)，進(jìn)行多種多樣的變更。
權(quán)利要求
1.一種熱交換器，其特征在于它包括呈蛇形蜿蜒的管道以及設(shè)置在管道上的多片散熱片，每片散熱片包括用于與管道的外壁相接觸傳熱的導(dǎo)熱層以及貼覆在導(dǎo)熱層上且至少部分暴露在外的散熱層，所述散熱層由納米復(fù)合材料塑料制成，所述納米復(fù)合塑料包括塑料基體和以納米級(jí)尺寸分散在塑料基體中的無機(jī)填充物。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱交換器，其特征在于所述納米復(fù)合塑料的無機(jī)填充物的直徑為KTici Kr6米。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱交換器，其特征在于所述納米復(fù)合塑料的散熱系數(shù)大于2000ff/m2K,導(dǎo)熱系數(shù)在5-10W/mK之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱交換器，其特征在于所述納米復(fù)合塑料的塑料基體為聚酰胺系、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯系、環(huán)氧樹脂系、聚酰亞胺系、PPS系中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱交換器，其特征在于所述納米復(fù)合塑料的無機(jī)填充物為碳素、氧化物系、氮化物系、氫氧化物系中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱交換器，其特征在于所述的導(dǎo)熱層由熱的良導(dǎo)體制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱交換器，其特征在于所述散熱層貼覆在所述導(dǎo)熱層的兩側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱交換器，其特征在于所述散熱層包裹住所述導(dǎo)熱層。
9.一種使用如權(quán)利要求I所述的熱交換器的空調(diào)裝置，包括壓縮機(jī)、四通閥、熱交換器以及用于連接它們的連接管路，其特征在于所述熱交換器包括呈蛇形蜿蜒的管道以及設(shè)置在管道上的多片散熱片，每片散熱片包括用于與管道的外壁相接觸傳熱的導(dǎo)熱層以及貼覆在導(dǎo)熱層上且至少部分暴露在外的散熱層，所述散熱層由納米復(fù)合材料塑料制成，所述納米復(fù)合塑料包括塑料基體和以納米級(jí)尺寸分散在塑料基體中的無機(jī)填充物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種熱交換器，它包括呈蛇形蜿蜒的管道以及設(shè)置在管道上的多片散熱片，散熱片包括用于與管道的外壁相接觸傳熱的導(dǎo)熱層以及貼覆在導(dǎo)熱層上且至少部分暴露在外的散熱層，散熱層由納米復(fù)合材料塑料制成，納米復(fù)合塑料包括塑料基體和以納米級(jí)尺寸分散在塑料基體中的無機(jī)填充物。一種使用熱交換器的空調(diào)裝置，包括壓縮機(jī)、四通閥、熱交換器以及用于連接它們的連接管路，熱交換器包括呈蛇形蜿蜒的管道以及設(shè)置在管道上的多片散熱片，散熱片包括用于與管道的外壁相接觸傳熱的導(dǎo)熱層以及貼覆在導(dǎo)熱層上且至少部分暴露在外的散熱層，散熱層由納米復(fù)合材料塑料制成，納米復(fù)合塑料包括塑料基體和以納米級(jí)尺寸分散在塑料基體中的無機(jī)填充物。
文檔編號(hào)F28F21/06GK102767976SQ20121027986
公開日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月8日
發(fā)明者蕭標(biāo)穎 申請(qǐng)人:蘇州東亞欣業(yè)節(jié)能照明有限公司