一種吹脹式板式換熱器及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種吹脹式板式換熱器及其制造方法，屬于換熱器技術(shù)領(lǐng)域。該換熱器由內(nèi)外兩層金屬板結(jié)合而成，外層金屬板具有形成迂回流道的凸筋；迂回流道包括與進口管連通的進口匯流通道和與出口管連通的出口匯流通道，進口匯流通道遠離進口管的一端引出并聯(lián)的中間流道，并聯(lián)的中間流道經(jīng)過至少一次轉(zhuǎn)折后經(jīng)出口匯流通道接出口管。本發(fā)明充分利用了換熱器的換熱面積，可以顯著提高能效利用率。其制造工藝便捷，切實可行。使用時，只要將其貼合固定在熱水器內(nèi)膽表面即可，這樣可以實現(xiàn)內(nèi)層金屬板整體與熱水器內(nèi)膽表面緊密貼合，充分利用內(nèi)膽的換熱面積，使高溫高壓的換熱介質(zhì)在凸筋內(nèi)流動過程中快速高效地將熱量通過內(nèi)層金屬板傳遞給內(nèi)膽。
【專利說明】
一種吹脹式板式換熱器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種熱水器用換熱器，尤其是一種吹脹式板式換熱器，同時還涉及其制造方法，屬于換熱器技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]據(jù)
【申請人】了解，熱栗熱水器水箱換熱有內(nèi)置和外置兩種結(jié)構(gòu)形式。典型的內(nèi)置換熱將圓銅管之類的換熱器置于承壓水箱內(nèi)膽中。由于直接浸泡于水箱內(nèi)膽，因此換熱效率較高，但長時間在水中浸泡不僅容易引起管外表面結(jié)垢、銹蝕，還影響水質(zhì)。外置換熱常見的一類是“D”形截面銅管或鋁管外置于內(nèi)膽外表面，其換熱銅管或鋁管與水箱的接觸面積較小，理論上熱量僅能通過管與水箱內(nèi)膽的有限的接觸面?zhèn)鲗?dǎo)，因此熱阻較大，勢必加大壓縮機的功率;另一類為扁平微通道鋁帶，雖然微通道鋁帶較盤管的換熱面積有所提高，但仍有30%的傳熱面積不能利用，且冷凝系統(tǒng)流程長、壓降大，容易導(dǎo)致系統(tǒng)運行性能差。雖然外置換熱是熱栗水箱的發(fā)展趨勢，但其換熱面積的利用率有限，因此換熱性能很難提升。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于:針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，提出一種在保證出水水質(zhì)和出水溫度滿足要求前提下，能充分利用換熱面積、提高能效的吹脹式板式換熱器，同時給出其制造方法。
[0004]為了達到以上目的，本發(fā)明的吹脹式板式換熱器的基本技術(shù)方案為:由內(nèi)外兩層金屬板結(jié)合而成，所述外層金屬板具有形成迂回流道的凸筋；所述迂回流道包括與進口管連通的進口匯流通道和與出口管連通的出口匯流通道，所述進口匯流通道遠離進口管的一端引出并聯(lián)的中間流道，所述并聯(lián)的中間流道經(jīng)過至少一次轉(zhuǎn)折后經(jīng)出口匯流通道接出口管。
[0005]本發(fā)明吹脹式板式換熱器的制造方法包括以下步驟:
第一步、在吹脹模上加工出與迂回流道凸筋相配的迂回成形凹槽，并制出位置對應(yīng)進口管和出口管的吹脹口；
第二步、將外層金屬板坯料定位在吹脹模上，依托吹脹口分別壓制出進口管凹和出口管凹；
第三步、分別在進口管凹和出口管凹內(nèi)焊接固定進口管和出口管；
第四步、在內(nèi)、外層金屬板之間均布焊粉后，合上吹脹壓模，使吹脹模周邊密閉，加熱使內(nèi)、外層金屬板逐漸軟化，并分別從進口管和出口管充壓力氣體，使外層金屬板坯料逐漸依托迂回成形凹槽形成迂回流道凸筋，直至加熱到焊接溫度，使內(nèi)、外層金屬板焊接融合；第五步、冷卻后開模取出具有迂回流道凸筋的換熱器。
[0006]尤其是，所述金屬為鋁，所述焊接溫度為550±10°C。
[0007]本發(fā)明進一步的完善是，所述并聯(lián)的中間流道每次轉(zhuǎn)折后縮合。對于熱栗系統(tǒng)而言，由于熱交換后，原先氣態(tài)的換熱介質(zhì)(又常被稱為制冷劑)逐漸變?yōu)闅庖簝上嗔?，而液態(tài)換熱介質(zhì)的密度是氣態(tài)換熱介質(zhì)密度的10-20倍，比體積明顯減少，因此縮合流道可以基本保持內(nèi)壓穩(wěn)定，流阻平衡，從而強化換熱介質(zhì)的換熱效果。
[0008]本發(fā)明更進一步的完善是，所述進口匯流通道和出口匯流通道呈縱橫交錯的網(wǎng)格狀。這種流道結(jié)構(gòu)有助于使源自壓縮機的高溫高壓換熱介質(zhì)氣體均勻平穩(wěn)地進入換熱器，起到平衡進入換熱器進口支流的氣態(tài)換熱介質(zhì)量的作用，使得進入進口匯流通道后的每個并聯(lián)支道中的換熱介質(zhì)量基本一致，換熱介質(zhì)所釋放的熱量基本一致，從而均勻加熱與之熱交換的熱水器內(nèi)膽，提升整機能效，避免因換熱介質(zhì)分流不均所造成的加熱不均現(xiàn)象。
[0009]本發(fā)明又進一步的完善是，所述并聯(lián)的中間流道展開長度一致。這樣可以進一步使各流道流阻平衡，有助于提高換熱效率。
[0010]本發(fā)明再進一步的完善是，所述進口匯流通道的通道數(shù)量按自然級數(shù)由進口管朝兩側(cè)擴增。這樣可以使氣態(tài)換熱介質(zhì)進入換熱器后逐漸擴流，有利于換熱介質(zhì)穩(wěn)定流動，均勻換熱。
[0011]本發(fā)明還進一步的完善是，所述出口匯流通道的數(shù)量按自然級數(shù)朝位于最低處的出口管縮減。這種低出式結(jié)構(gòu)具有儲液效果，從而分離出雜質(zhì)氣體，提升工況變動過程中系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0012]本發(fā)明充分利用了換熱器的換熱面積，可以顯著提高能效利用率。其制造工藝便捷，切實可行。使用時，只要將其貼合固定在熱水器內(nèi)膽表面即可，這樣可以實現(xiàn)內(nèi)層金屬板整體與熱水器內(nèi)膽表面緊密貼合，充分利用內(nèi)膽的換熱面積，使高溫高壓的換熱介質(zhì)在凸筋內(nèi)流動過程中快速高效地將熱量通過內(nèi)層金屬板傳遞給內(nèi)膽。
【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。
[0014]圖1為本發(fā)明實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為圖1實施例中的凸筋截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3為圖1實施例的使用狀態(tài)示意圖。
[0017]圖4為本發(fā)明實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0018]實施例一
本實施例的吹脹式板式換熱器如圖1、圖2所示，由內(nèi)、外兩層鋁板1、I ’結(jié)合而成，外層鋁板I’具有形成迂回流道6的凸筋。迂回流道包括與進口管3連通的進口匯流通道6-1和與出口管2連通的出口匯流通道6-3，進口匯流通道6-1遠離進口管3的一端引出并聯(lián)的中間流道6-2，并聯(lián)的中間流道6-2經(jīng)過多次直角轉(zhuǎn)折后，形成迂回流道，最后經(jīng)出口匯流通道6-3接出口管2。并聯(lián)的中間流道6-2每次轉(zhuǎn)折后縮合，從而使每次轉(zhuǎn)折后的數(shù)量逐漸減少，因此原先氣態(tài)的換熱介質(zhì)逐漸變?yōu)闅庖簝上嗔骱?，流道可以基本保持?nèi)壓穩(wěn)定，流阻平衡，并逐漸提高換熱介質(zhì)的流速，有助于實現(xiàn)介質(zhì)過冷，始終保持較高的換熱效率和較小的換熱壓損。
[0019]此外，本實施例因合理設(shè)計中間流道的間距、轉(zhuǎn)折路徑等參數(shù)，使各條中間流道6-2的展開長度保持一致，因此進一步使保證了各流道的流阻平衡、提高了換熱效率。進口匯流通道6-1和出口匯流通道6-3除各具有一組并聯(lián)的順流支道外，還具有間隔分布連通各順流支道的短接通道，從而呈多重十字交叉的縱橫交錯網(wǎng)格狀。這種多重十字交叉的流道結(jié)構(gòu)使源自壓縮機的高溫高壓換熱介質(zhì)氣體均勻平穩(wěn)地進入換熱器，使得進入進口匯流通道后的每個并聯(lián)的順流支道中的換熱介質(zhì)量基本一致，換熱介質(zhì)所釋放的熱量基本一致，從而均勻加熱，提升整機能效。
[0020]本實施例的吹脹式板式換熱器制造方法具體步驟如下:
第一步、在吹脹模上加工出與迂回流道凸筋相配的迂回成形凹槽，并制出位置對應(yīng)進口管和出口管的吹脹口；
第二步、將外層鋁板坯料定位在吹脹模上，依托吹脹口分別壓制出進口管凹和出口管凹；
第三步、分別在進口管凹和出口管凹內(nèi)焊接固定進口管和出口管；
第四步、在內(nèi)、外層鋁板之間均布一層石墨型焊粉，合上吹脹壓模，使吹脹模周邊密閉，加熱使內(nèi)、外層鋁板逐漸軟化，并分別從進口管和出口管充氮氣，使外層鋁板坯料逐漸依托迂回成形凹槽形成迂回流道凸筋，直至加熱到550±10°C使內(nèi)、外層鋁板焊接融合；
第五步、冷卻后開模取出具有迂回流道凸筋的換熱器，表面防腐處理。
[0021]之后，如圖3所示，將內(nèi)層鋁板I彎曲成與熱水器內(nèi)膽表面貼合的圓弧形，兩邊緣分別彎出兩片具有間隔螺栓孔的相對折邊，安裝時兩折邊借助螺栓拉緊固連，使內(nèi)層金屬板緊貼熱水器內(nèi)膽，從而獲得理想的熱傳導(dǎo)效果。試驗表明，采用本實施例后，換熱器被緊密固定在內(nèi)膽表面(可按需在換熱器和內(nèi)膽之間涂導(dǎo)熱硅脂)，依靠金屬板與內(nèi)膽表面接觸部位實現(xiàn)熱傳導(dǎo)，換熱面積大，重量輕，換熱效果好。
[0022]實施例二
本實施例的吹脹式板式換熱器基本結(jié)構(gòu)參見實施例一，其主要的區(qū)別如圖4所示，進口匯流通道6-1的通道數(shù)量按自然級數(shù)由進口管3朝兩側(cè)擴增；出口匯流通道6-3的數(shù)量按自然級數(shù)朝位于最低處的出口管2縮減。此外，各并聯(lián)中間流道6-2也呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。因此，氣態(tài)換熱介質(zhì)進入換熱器后逐漸擴流，有利于換熱介質(zhì)平穩(wěn)進入換熱器;而換熱介質(zhì)輸出時的低出式結(jié)構(gòu)具有儲液效果，從而易于分離出雜質(zhì)氣體，提升工況變動過程中系統(tǒng)的穩(wěn)定性；中間流道的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)起到更好地平衡進入換熱器氣態(tài)換熱介質(zhì)量的作用，使得進入進口匯流通道后的每個并聯(lián)流道中的換熱介質(zhì)量基本一致，從而均勻加熱與之熱交換的熱水器內(nèi)膽，有效提升整機能效，避免因換熱介質(zhì)分流不均所造成的加熱不均現(xiàn)象。
[0023]除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其他實施方式。例如金屬材質(zhì)也可以選擇銅或不銹鋼;轉(zhuǎn)折流道既可以垂向設(shè)置，也可以呈曲線狀。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種吹脹式板式換熱器，由內(nèi)外兩層金屬板結(jié)合而成，所述外層金屬板具有形成迂回流道的凸筋;所述迂回流道包括與進口管連通的進口匯流通道和與出口管連通的出口匯流通道，所述進口匯流通道遠離進口管的一端引出并聯(lián)的中間流道，所述并聯(lián)的中間流道經(jīng)過至少一次轉(zhuǎn)折后經(jīng)出口匯流通道接出口管。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吹脹式板式換熱器，其特征在于:所述并聯(lián)的中間流道每次轉(zhuǎn)折后縮合。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的吹脹式板式換熱器，其特征在于:所述并聯(lián)的中間流道展開長度 一 Sc ο4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的吹脹式板式換熱器，其特征在于:所述進口匯流通道和出口匯流通道呈縱橫交錯的網(wǎng)格狀。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的吹脹式板式換熱器，其特征在于:所述進口匯流通道的通道數(shù)量按自然級數(shù)由進口管朝兩側(cè)擴增。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的吹脹式板式換熱器，其特征在于:所述出口匯流通道的數(shù)量按自然級數(shù)朝位于最低處的出口管縮減。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一所述的吹脹式板式換熱器制造方法，其特征在于包括以下步驟: 第一步、在吹脹模上加工出與迂回流道凸筋相配的迂回成形凹槽，并制出位置對應(yīng)進口管和出口管的吹脹口； 第二步、將外層金屬板坯料定位在吹脹模上，依托吹脹口分別壓制出進口管凹和出口管凹； 第三步、分別在進口管凹和出口管凹內(nèi)焊接固定進口管和出口管； 第四步、在內(nèi)、外層金屬板之間均布焊粉后，合上吹脹壓模，使吹脹模周邊密閉，加熱使內(nèi)、外層金屬板逐漸軟化，并分別從進口管和出口管充壓力氣體，使外層金屬板坯料逐漸依托迂回成形凹槽形成迂回流道凸筋，直至加熱到焊接溫度，使內(nèi)、外層金屬板焊接融合；第五步、冷卻后開模取出具有迂回流道凸筋的換熱器。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的吹脹式板式換熱器制造方法，其特征在于:所述金屬為鋁，所述焊接溫度為550 ±10 °C。
【文檔編號】F28F1/10GK105928399SQ201610439477
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月20日
【發(fā)明人】朱慶國, 蔣興軍, 李 杰, 施穎
【申請人】江蘇邁能高科技有限公司