專利名稱：一種一體成型翅片式鋁合金復(fù)合材料無縫微孔散熱片的冷凝器和散熱網(wǎng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種一體成型翅片式鋁合金復(fù)合材料無縫微孔散熱件 的冷凝器和散熱網(wǎng)。
技術(shù)背景汽車和商業(yè)民用空調(diào)系統(tǒng)的冷凝器和散熱網(wǎng)目前以焊接制造而 成，由于長時(shí)間處在振動(dòng)等惡劣工作環(huán)境下，冷媒極易泄漏，而且回 收非常困難。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，汽車和商業(yè)民用空調(diào)中冷媒的排放量約占 冷媒總排放量的一半以上。目前汽車和商業(yè)民用空調(diào)的冷媒主要使用R134a，雖然它不破壞臭氧層，但其溫室效應(yīng)指數(shù)GWP (global warming potential)高達(dá)3100,而且還會(huì)分解出對(duì)人體健康有害的物質(zhì)。因此， R134a并不是一種理想的汽車和商業(yè)民用空調(diào)冷媒。隨著人們對(duì)環(huán)境問題的日益重視，用天然工質(zhì)代替合成工質(zhì)(如 R134a)已成為必然趨勢。由于二氧化碳具有良好的環(huán)境友好性(無毒、 溫室效應(yīng)指數(shù)為R134a的千分之一)、安全性(不可燃)、單位容積制 冷量大(其單位容積制冷量是R22的5倍，在相同的制冷要求下，與 使用常規(guī)冷媒的汽車和商業(yè)民用空調(diào)相比，二氧化碳系統(tǒng)的冷媒流量 較小)、流動(dòng)阻力小等優(yōu)點(diǎn)，越來越受到研究者們的重視，有望成為 21世紀(jì)理想的環(huán)保冷媒之一。
在二氧化碳制冷循環(huán)系統(tǒng)中，二氧化碳工作在超臨界狀態(tài)(臨界壓力PC = 7. 13MPa)，工作壓力大大高于傳統(tǒng)冷媒。而且，整個(gè)制冷過程 中二氧化碳始終處于氣態(tài)，并不發(fā)生一般制冷系統(tǒng)的冷凝液化，其冷 卻壓力最高可以達(dá)到llMPa左右。因此，使用二氧化碳作為冷媒，必須 克服如下兩個(gè)技術(shù)難題1、由于系統(tǒng)工作在高達(dá)llMPa的壓力下，換 熱設(shè)備、管路的設(shè)計(jì)必須考慮內(nèi)管道耐壓要求；2、由于高壓氣體很容 易泄漏，換熱設(shè)備、管路的設(shè)計(jì)必須考慮嚴(yán)格的密封要求，不能接受 焊接工藝制造，應(yīng)以密封硅膠緊固密封設(shè)計(jì)，以達(dá)到高壓密封安全要 求。
冷凝器和散熱網(wǎng)是空調(diào)系統(tǒng)中的一個(gè)重要部件，冷凝器和散熱網(wǎng) 的設(shè)計(jì)是否合理對(duì)制冷性能有很大影響。在一定的蒸發(fā)溫度條件下， 提高冷凝效果、降低冷凝溫度，制冷量將會(huì)增加，壓縮機(jī)的輸入功率 減少、能效比提高。因此，對(duì)冷凝器和散熱網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高其傳 熱效率，不僅可以降低壓縮機(jī)的排氣壓力，提高機(jī)組的性能，還能減 少冷凝器的換熱面積，節(jié)省材料、降低成本。目前工業(yè)上大量生產(chǎn)的 冷凝器和散熱網(wǎng)，絕大多數(shù)是為了適用于壓力低于1.0MPa的焊接工藝 生產(chǎn)而設(shè)計(jì)的。由于二氧化碳系統(tǒng)的運(yùn)行壓力非常髙，為了安全起見， 普通冷凝器和散熱網(wǎng)管道通常需要采用較厚的壁厚，降低了換熱器的 性能。冷凝器和散熱網(wǎng)的管道內(nèi)徑對(duì)換熱性能也有非常重要的影響 管徑減小，制冷媒流速加快，增強(qiáng)了對(duì)流換熱。另一方面，如果管徑過 大，為了承受高壓，需要增加管道壁厚，這就引起冷凝器體積和重量 的增大，壓縮機(jī)功率隨之增大、浪費(fèi)了能源。如果按壓力容器標(biāo)準(zhǔn)設(shè)
計(jì)適合高壓二氧化碳的冷凝器和散熱網(wǎng)，會(huì)使整個(gè)冷凝器和散熱網(wǎng)變 得異常笨重、體積大、成本高。為了降低成本，最初開發(fā)的二氧化碳 系統(tǒng)冷凝器和散熱網(wǎng)通常采用管片式，即將鋁管和平直鋁翅片通過脹 管的方法制成一體，二氧化碳在鋁管內(nèi)流動(dòng)。但由于這種冷凝器和散 熱網(wǎng)所需的小直徑管路長、彎頭多、阻力大，且小直徑管的脹管技術(shù) 方面存在一些問題使得其加工成本較高，并沒有得到廣泛的應(yīng)用。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的為了解決目前二氧化碳冷媒的冷凝器和散熱網(wǎng)管 諸如上述的問題，而提供一種一體成型翅片式鋁合金復(fù)合材料無縫微 孔散熱件的冷凝器和散熱網(wǎng)。為達(dá)到上述目的采用如下技術(shù)方案一種一體成型翅片式鋁合金復(fù)合材料無縫微孔散熱片的冷凝器和 散熱網(wǎng)，它主要由上、下蓋板、散熱片組構(gòu)成；上、下蓋板非焊接地 蓋設(shè)在散熱片組的兩端；所述散熱片組由至少兩件散熱片并排組成， 所述散熱片為兩面對(duì)稱、均勻地分布了許多散熱翅片的一體擠壓成型 的無縫微孔通道的扁管鋁型材，散熱片上下端有至少兩個(gè)貫通分布均 勻的無縫微孔，上、下蓋板內(nèi)設(shè)置有對(duì)應(yīng)連散熱片相鄰兩組間無縫微 孔的單向通道；上蓋板設(shè)置有連接在首、末散熱片無縫微孔的進(jìn)、出 氣口，進(jìn)、出氣口、上、下蓋板的通道及散熱片組的無縫微孔連接成 一個(gè)連通的通路。其中所述進(jìn)、出氣口安置有螺絲固定的進(jìn)、出氣嘴。 其中所述上、下蓋板兩端設(shè)置有螺絲固定的側(cè)板。 其中所述無縫微孔的孔徑為0. 9 1醒。 其中所述進(jìn)、出氣嘴與上蓋板間設(shè)置有橡膠密封圈。 其中所述上、下蓋板與散熱片的無縫微孔間設(shè)置有硅膠密封墊。 其中所述上、下蓋板與散熱片間通過螺絲連接。 本發(fā)明的有益效果在于1、采用無縫微孔通道技術(shù)本發(fā)明采用無縫微孔通道技術(shù)，其孔 徑為0.9-1.0皿，既避免了因流道過小而發(fā)生管道堵塞，又有助于承 受較高的壓力，將薄壁與無縫微孔的雙重優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起。而且，由 于無縫微孔通道內(nèi)的流體在非常低的雷諾數(shù)下就能進(jìn)人湍流狀態(tài)，大 大提高了換熱效率。在相同換熱量下，可以大幅度減小冷凝器和散熱 網(wǎng)的體積。因此，無縫微孔通道冷凝器和散熱網(wǎng)具有體積小、重量輕、 傳熱系數(shù)高且耐高壓的特點(diǎn)。由于二氧化碳系統(tǒng)的運(yùn)行壓力非常高，為了安全起見，普通冷凝 和散熱器網(wǎng)管道通常需要采用較厚的壁厚，降低了換熱器的性能。冷 凝器和散熱網(wǎng)的管道內(nèi)徑對(duì)換熱性能也有非常重要的影響:管徑減小， 制冷媒流速加快，增強(qiáng)了對(duì)流換熱。另一方面，如果管徑過大，為了承 受高壓，需要增加管道壁厚，這就引起冷凝器體積和重量的增大，壓 縮機(jī)功率隨之增大、浪費(fèi)了能源。本專利采用無縫微孔通道技術(shù)，實(shí) 現(xiàn)了制造無縫小壁厚與小管徑雙重優(yōu)點(diǎn)的結(jié)合，設(shè)計(jì)了一種緊湊的、 非焊接的節(jié)能環(huán)保高壓二氧化碳汽車和商業(yè)民用空調(diào)冷凝器和散熱網(wǎng)，可承受高達(dá)20MPa的壓力，大大高于二氧化碳空調(diào)系統(tǒng)的最高工 作壓力llMPa。
本發(fā)明的無縫微孔通道，其孔徑為0.9-1.0mra,既避免了因流道 過小而發(fā)生管道堵塞，又有助于在相同壁厚條件下承受更高的工作壓 力。而且，由于無縫微孔通道的水力半徑非常小，其流體流動(dòng)與常規(guī) 管道也有很大不同，微孔通道內(nèi)的流體在非常低的雷諾數(shù)下就能進(jìn)人 湍流狀態(tài)，大大提高了換熱效率。而且，無縫微孔通道技術(shù)在單位體 積空間中提供更大的接觸面積，改善了傳熱特性，在相同換熱量條件 下，可以大幅度減小冷凝器和散熱網(wǎng)的尺寸和重量。這些特點(diǎn)使得無 縫微孔通道冷凝器和散熱網(wǎng)體積小、重量輕、傳熱系數(shù)高且耐高壓。 而且，本發(fā)明的通道數(shù)量和流道長度可以依據(jù)設(shè)計(jì)要求靈活設(shè)定，能 夠輕易滿足不同換熱量的要求。2、無需焊接的高壓密封技術(shù)為了保證密封要求，本發(fā)明的無縫 微孔通道一體成型翅片式鋁合金復(fù)合材料無縫微孔散熱片，上、下蓋 板采用了硅膠密封墊密封，密封預(yù)緊力來自將上、下蓋板與空心鋁型 材的散熱片組連接在一起的緊固螺絲。進(jìn)、出氣嘴與散熱片采用橡膠 密封圈與螺紋配合雙重密封，保證管路的耐高壓和密封要求和安全。采用這種密封技術(shù)，避免了傳統(tǒng)冷凝器和散熱網(wǎng)所普遍采用的焊 接工藝，也無需進(jìn)行管道彎曲，提高了系統(tǒng)的耐高壓性和安全性。不 會(huì)出現(xiàn)因?yàn)楣艿榔屏讯鴮?dǎo)致冷媒泄漏，大大延長了空調(diào)的使用壽命。此外，本發(fā)明采用高科技鋁復(fù)合材料制造，其市場價(jià)格只有銅的 1/3，降低了冷凝器和散熱網(wǎng)的制造成本。本發(fā)明技術(shù)是空調(diào)制冷領(lǐng)域 的一項(xiàng)新突破，將在整個(gè)空調(diào)制冷行業(yè)內(nèi)引發(fā)一場新的技術(shù)革命。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明分解示意圖； 圖3為本發(fā)明的散熱片的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本發(fā)明的散熱片的一側(cè)面示意圖； 圖5為本發(fā)明的上蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為本發(fā)明的上蓋板的剖面示意圖； 圖7為本發(fā)明的下蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8為本發(fā)明的下蓋板的剖面示意圖； 圖9為本發(fā)明的剖面示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明 如圖1 9所示一種一體成型翅片式鋁合金復(fù)合材料無縫微孔散熱片的冷凝器和 散熱網(wǎng)，其特征在于它主要由上、下蓋板l、 2、散熱片組5構(gòu)成；上、 下蓋板1、 2非焊接地蓋設(shè)在散熱片組5的兩端；所述散熱片組5由至少兩件散熱片51并排組成，所述散熱片51為兩面對(duì)稱、均勻地分布了許多散熱翅片的一體擠壓成型的無縫微孔通道的扁管鋁型材，散熱片51上下端有至少兩個(gè)貫通分布均勻的無縫微孔52，無縫微孔52的 孔徑為0.9 1畫。上、下蓋板1、 2內(nèi)設(shè)置有對(duì)應(yīng)連散熱片相鄰兩組 間無縫微孔的單向通道21;上蓋板l設(shè)置有連接在首、末散熱片無縫 微孔52的進(jìn)、出氣口12、 13，進(jìn)、出氣口12、 13安置有螺絲固定的
進(jìn)、出氣嘴3、 4。進(jìn)、出氣嘴3、 4、進(jìn)、出氣口 12、 13、上、下蓋 板1、2的通道21及散熱片組5的無縫微孔52連接成一個(gè)連通的通路。 這樣可以保證高壓二氧化碳冷媒按預(yù)先設(shè)計(jì)的線路單向流動(dòng)。在二氧 化碳作為冷媒的空調(diào)里，對(duì)統(tǒng)的運(yùn)行壓力非常高，為了安全起見，普 通冷凝器和散熱網(wǎng)的管道通常需要采用較厚的壁厚，降低了冷凝器的 性能。冷凝器和散熱網(wǎng)的管道內(nèi)徑對(duì)換熱性能也有非常重要的影響 管徑減小，制冷媒流速加快，增強(qiáng)了對(duì)流換熱。另一方面，如果管徑過 大，為了承受高壓，需要增加管道壁厚，這就引起冷凝器體積和重量 的增大，壓縮機(jī)功率隨之增大、浪費(fèi)了能源。本專利采用無縫微孔通 道技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了制造無縫小壁厚與小管徑雙重優(yōu)點(diǎn)的結(jié)合。而且，由 于無縫微孔通道的水力半徑非常小，其流體流動(dòng)與常規(guī)管道也有很大 不同，無縫微孔通道內(nèi)的流體在非常低的雷諾數(shù)下就能進(jìn)人湍流狀態(tài)， 大大提高了換熱效率。而且，無縫微孔通道技術(shù)在單位體積空間中提 供更大的接觸面積，改善了傳熱特性，在相同換熱量條件下，可以大 幅度減小冷凝器和散熱網(wǎng)和冷凝器的尺寸和重量。這些特點(diǎn)使得無縫 微孔通道冷凝器和散熱網(wǎng)和冷凝器體積小、重量輕、傳熱系數(shù)高且耐 高壓。而且，本發(fā)明的通道數(shù)量和流道長度可以依據(jù)設(shè)計(jì)要求靈活設(shè) 定，能夠輕易滿足不同換熱量的要求。上、下蓋板l、 2兩端設(shè)置有螺絲固定的側(cè)板6。進(jìn)、出氣嘴3、 4 與上蓋板1間設(shè)置有橡膠密封圈7。上、下蓋板1、 2與散熱片5的無 縫微孔52間設(shè)置有硅膠密封墊8。上、下蓋板1、 2與散熱片5間通 過螺絲9連接。采用硅膠和橡膠密封裝置與螺絲配合雙重密封，保證
管路的耐高壓和密封要求和安全，采用這種密封技術(shù)，避免了傳統(tǒng)冷 凝器的冷凝器和散熱網(wǎng)所普遍采用的焊接工藝，也無需進(jìn)行管道彎曲， 提高了系統(tǒng)的耐高壓性和安全性。不會(huì)出現(xiàn)因?yàn)楣艿榔屏讯鴮?dǎo)致冷媒 泄漏，大大延長了空調(diào)的使用壽命。本發(fā)明采用高科技鋁復(fù)合材料制造，取代傳統(tǒng)銅做為散熱材料，其市場價(jià)格只有銅的1/3，降低了冷凝器和散熱網(wǎng)和冷凝器的制造成 本。當(dāng)然，以上所述之實(shí)施例，只是本發(fā)明的較佳實(shí)例而己，并非來 限制本發(fā)明實(shí)施范圍，故凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所述的構(gòu)造、特征 及原理所做的等效變化或修飾，均包括于本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種一體成型翅片式鋁合金復(fù)合材料無縫微孔散熱片的冷凝器和散熱網(wǎng)，其特征在于它主要由上、下蓋板(1、2)、散熱片組(5)構(gòu)成；上、下蓋板(1、2)非焊接地蓋設(shè)在散熱片組(5)的兩端；所述散熱片組(5)由至少兩件散熱片(51)并排組成，所述散熱片(51)為兩面對(duì)稱、均勻地分布了許多散熱翅片的一體擠壓成型的無縫微孔通道的扁管鋁型材，散熱片(51)上下端有至少兩個(gè)貫通分布均勻的無縫微孔(52)，上、下蓋板(1、2)內(nèi)設(shè)置有對(duì)應(yīng)連散熱片相鄰兩組間無縫微孔的單向通道(21)；上蓋板(1)設(shè)置有連接在首、末散熱片無縫微孔(52)的進(jìn)、出氣(12、13)，進(jìn)、出氣(12、13)、上、下蓋板(1、2)的通道(21)及散熱片組(5)的無縫微孔(52)連接成一個(gè)連通的通路。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一體成型翅片式鋁合金復(fù)合材料無 縫微孔散熱片的冷凝器和散熱網(wǎng)，其特征在于所述進(jìn)、出氣口 (12、 13)安置有螺絲固定的進(jìn)、出氣嘴(3、 4)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一體成型翅片式鋁合金復(fù)合材料無 縫微孔散熱片的冷凝器和散熱網(wǎng)，其特征在于所述上、下蓋板(1、 2)兩端設(shè)置有螺絲固定的側(cè)板(6)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一體成型翅片式鋁合金復(fù)合材料無 縫微孔散熱片的冷凝器和散熱網(wǎng)，其特征在于所述無縫微孔(52) 的孔徑為0.9 1MM。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種一體成型翅片式鋁合金復(fù)合材 料無縫微孔散熱片的冷凝器和散熱網(wǎng)，其特征在于所述進(jìn)、出氣嘴(3、 4)與上蓋板(1)間設(shè)置有橡膠密封圈(7)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一體成型翅片式鋁合金復(fù)合材料無 縫微孔散熱片的冷凝器和散熱網(wǎng)，其特征在于所述上、下蓋板(1、 2)與散熱片(5)的無縫微孔(52)間設(shè)置有硅膠密封墊(8)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一體成型翅片式鋁合金復(fù)合材料無 縫微孔散熱片的冷凝器和散熱網(wǎng)，其特征在于所述上、下蓋板(1、 2)與散熱片(5)間通過螺絲(9)連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種一體成型翅片式鋁合金復(fù)合材料無縫微孔散熱片的冷凝器和散熱網(wǎng)，它由進(jìn)、出氣嘴、進(jìn)、出氣口、上、下蓋板的通道及散熱件的無縫微孔連接成一個(gè)連通的微孔通路；散熱件為兩面對(duì)稱、均勻地分布了許多散熱翅片的一體成型的鋁合金復(fù)合材料扁管鋁型材件；散熱件上下端有至少兩個(gè)貫通分布均勻的無縫微孔；非焊接方式的并排排列后跟上、下蓋板采用螺絲連接；各配件間連接處采用了密封墊裝置，各配件采用螺絲連接；此裝置實(shí)用于二氧化碳做冷媒的空調(diào)系統(tǒng)中，有效的解決承受高壓微孔的冷凝器和散熱網(wǎng)生產(chǎn)困難的問題，此外，密封性高，耐壓力強(qiáng)，為未來的汽車和商業(yè)民用空調(diào)系統(tǒng)冷凝器和散熱網(wǎng)提供了一種節(jié)能環(huán)保的最佳設(shè)計(jì)。
文檔編號(hào)F25B39/04GK101158525SQ20071003018
公開日2008年4月9日 申請(qǐng)日期2007年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月11日
發(fā)明者張偉君 申請(qǐng)人:東莞高寶鋁材制品廠有限公司