一种换热管、具有该换热管的换热器和空调的制作方法

文档序号:14919784发布日期:2018-07-11 03:09

本实用新型属于空调换热器技术领域,尤其是涉及一种换热管、具有该换热管的换热器和空调。



背景技术:

随着铜价等原材料上涨及国家对空调能效的要求,铜管正朝着细径的方向发展,铜管小管径化的设置,在换热器外形整体结构尺寸不变的情况下,管与管之间距离可得到缩小,使得翅片效率提高、传热有效面积增加、空气流过时的流动阻力减小,换热器整体的热交换效果得到提高。

但是,由于管径的减小,管体介质在流动时受到的阻力将会增大,从而单管自身的热交换效率将会有所降低,工作效率降低。



技术实现要素:

本实用新型为了克服现有技术的不足,提供一种采用小管径、单管自身热交换效率高的换热管及具有该换热管的换热器和空调。

为了实现上述目的,本实用新型采用以下技术方案:一种换热管,包括管体和与管体相配合的翅片,所述管体内设有至少一分隔件,所述管体的单孔内径的当量直径小于7mm;所述管体包括主管和端管,所述端管设于所述主管的端部;所述端管端部具有包覆于所述主管部分外表面的包边段,所述主管外表面和包边段内表面之间通过焊料层实现密封配合。本实用新型通过将管体的单孔内径的当量直径设置为小于7mm,相较于传统的换热管而言,管径变小,从而在换热器整体结构、尺寸不变的情况下,管体之间距离可得到缩小,使得翅片效率提高、传热有效面积增加、空气流过时的流动阻力减小,热交换效率提高,工作效率高;同时,根据在相同换热面积情况下,当介质形成湍流或紊流,且湍流或紊流越剧烈时,传热系数越高,传热性能越好的原理,在管体内设置了分隔件,从而将管体分隔成为了至少两个流体通道,介质在小管径的管体内流动时容易产生紊流,提高其传热性能;由于热交换效率的提高,即使在缩小了管径的情况下,单根换热管的热换热系数并不会发生减小,反而还会有增幅,再加上将内径减小换热器本身的热交换效率会提高,达到了双重增效的作用,热交换效率相较于大管径的传统结构而言提升了至少2倍以上,极大程度的提高了换热效率;同时,由于管径的减小,在功效不变的情况下,空调的体积可以得到减小,从而可降低空调制造成本,运输、安装上也变得更为简便;设置了焊料层,焊料层在焊接操作前为管状,套设至主管外,且两者之间完全处于紧配状态,之后将端管套至焊料层外,实现主管、焊料层及端管三者的紧配,之后对焊料层加热使得焊料层融化,即可实现主管与端管的连接,从而只需通过焊枪喷射包边段即可实现焊接操作,脱离了现有的焊接方式的限制,从而使得主管插入端管中的连接方式得以实现;在该种连接方式下,主管可设置为小管径,从而在换热器整体结构、尺寸不变的情况下,管体之间距离可得到缩小,使得翅片效率提高、传热有效面积增加、空气流过时的流动阻力减小,热交换效率提高,工作效率高;同时,端管可设置为大内径,端管局部阻小,热交换效率高;并且,端管的壁厚可进行加厚处理或采用高强度的铝合金,增强换热管整体的爆破强度,安全性能更高;且壁厚增大使得端管被加热的区域的材质强度发生变化时,不会影响换热管整体的爆破强度;并且,焊料层发生融化后,可向下流动至端管与边板或翅片之间的间隙内,对该间隙填充,使得端管与边板或翅片焊接在一起,提高换热管的整体密封性,焊接处不易发生泄漏。

进一步的,所述管体的单孔内径的当量直径小于5mm;管径更小,热交换效率更高。

本实用新型还提供了一种换热管,包括管体和与管体相配合的翅片,所述管体的单孔内径的当量直径小于7mm;所述管体内设有至少一分隔件;所述管体通过流体涨接的方式与所述翅片之间实现过盈配合。本实用新型通过将管体的单孔内径的当量直径设置为小于7mm,相较于传统的换热管而言,管径变小,从而在换热器整体结构、尺寸不变的情况下,管体之间距离可得到缩小,使得翅片效率提高、传热有效面积增加、空气流过时的流动阻力减小,热交换效率提高,工作效率高;同时,根据在相同换热面积情况下,当介质形成湍流或紊流,且湍流或紊流越剧烈时,传热系数越高,传热性能越好的原理,在管体内设置了分隔件,从而将管体分隔成为了至少两个流体通道,介质在小管径的管体内流动时容易产生紊流,提高其传热性能;由于热交换效率的提高,即使在缩小了管径的情况下,单根换热管的热换热系数并不会发生减小,反而还会有增幅,再加上将内径减小换热器本身的热交换效率会提高,达到了双重增效的作用,热交换效率相较于大管径的传统结构而言提升了至少2倍以上,极大程度的提高了换热效率;同时,由于管径的减小,在功效不变的情况下,空调的体积可以得到减小,从而可降低空调制造成本,运输、安装上也变得更为简便;且由于管径减小,采用现有的机械胀管方式对管体进行胀管操作时,胀杆的直径也必须减小,从而其强度降低,在进行胀管操作时极易折断;而采用流体胀接的方式对管体进行胀管操作,即可良好的解决上述的问题;且加工速度快,工作效率高,可满足大规模的生产加工;同时,采用流体胀接的方式,不会使管体内壁的内螺纹、内凸齿等结构造成损伤,管体内表面的质量好,提高换热器的效率。

优选的,所述管体包括主管和端管,所述端管设于所述主管的端部;所述端管端部具有包覆于所述主管部分外表面的包边段,所述主管外表面和包边段内表面之间通过焊料层实现密封配合。本实用新型中的焊料层在焊接操作前为管状,套设至主管外,且两者之间完全处于紧配状态,之后将端管套至焊料层外,实现主管、焊料层及端管三者的紧配,之后对焊料层加热使得焊料层融化,即可实现主管与端管的连接,从而只需通过焊枪喷射包边段即可实现焊接操作,脱离了现有的焊接方式的限制,从而使得主管插入端管中的连接方式得以实现;在该种连接方式下,主管可设置为小管径,从而在换热器整体结构、尺寸不变的情况下,管体之间距离可得到缩小,使得翅片效率提高、传热有效面积增加、空气流过时的流动阻力减小,热交换效率提高,工作效率高;同时,端管可设置为大内径,端管局部阻小,热交换效率高;并且,端管的壁厚可进行加厚处理或采用高强度的铝合金,增强换热管整体的爆破强度,安全性能更高;且壁厚增大使得端管被加热的区域的材质强度发生变化时,不会影响换热管整体的爆破强度;并且,焊料层发生融化后,可向下流动至端管与边板或翅片之间的间隙内,对该间隙填充,使得端管与边板或翅片焊接在一起,提高换热管的整体密封性,焊接处不易发生泄漏。

进一步的,所述管体的单孔内径的当量直径小于5mm;内径越小,热交换效率更高。

本实用新型还提供了一种换热器,包括换热器芯体、边板、输入管及输出管,所述换热器芯体内设有集流管、多个主管及与主管相配合的翅片,所述多个主管分别与所述集流管相连通;所述集流管上设有可包覆于所述主管部分外表面的管体,所述主管外表面和管体内表面之间通过焊料层实现密封配合;所述主管的单孔内径的当量直径小于7mm;所述主管内设有至少一分隔件;所述主管通过流体涨接的方式与所述翅片之间实现过盈配合。本实用新型中的焊料层在焊接操作前为管状,套设至主管外,且两者之间完全处于紧配状态,之后将端管套至焊料层外,实现主管、焊料层及端管三者的紧配,之后对焊料层加热使得焊料层融化,即可实现主管与端管的连接,从而只需通过焊枪喷射包边段即可实现焊接操作,脱离了现有的焊接方式的限制,从而使得主管插入端管中的连接方式得以实现;在该种连接方式下,主管可设置为小管径,从而在换热器整体结构、尺寸不变的情况下,管体之间距离可得到缩小,使得翅片效率提高、传热有效面积增加、空气流过时的流动阻力减小,热交换效率提高,工作效率高;同时,端管可设置为大内径,端管局部阻力小,热交换效率高;并且,端管的壁厚可进行加厚处理或采用高强度的铝合金,增强换热管整体的爆破强度,安全性能更高;且壁厚增大使得端管被加热的区域的材质强度发生变化时,不会影响换热管整体的爆破强度;并且,焊料层发生融化后,可向下流动至端管与边板或翅片之间的间隙内,对该间隙填充,使得端管与边板或翅片焊接在一起,提高换热管的整体密封性,焊接处不易发生泄漏;同时,根据在相同换热面积情况下,当介质形成湍流或紊流,且湍流或紊流越剧烈时,传热系数越高,传热性能越好的原理,在管体内设置了分隔件,从而将管体分隔成为了至少两个流体通道,介质在小管径的管体内流动时容易产生紊流,提高其传热性能;由于热交换效率的提高,即使在缩小了管径的情况下,单根换热管的热换热系数并不会发生减小,反而还会有增幅,再加上将单孔内径的当量直径减小换热器本身的热交换效率会提高,达到了双重增效的作用,热交换效率相较于大管径的传统结构而言提升了至少2倍以上,极大程度的提高了换热效率;同时,由于管径的减小,在功效不变的情况下,空调的体积可以得到减小,从而可降低空调制造成本,运输、安装上也变得更为简便;通过将管体的单孔内径的当量直径设置为小于7mm,相较于传统的换热管而言,管径变小,从而在换热器整体结构、尺寸不变的情况下,管体之间距离可得到缩小,使得翅片效率提高、传热有效面积增加、空气流过时的流动阻力减小,热交换效率提高,工作效率高;采用现有的机械胀管方式对管体进行胀管操作时,胀杆的直径也必须减小,从而其强度降低,在进行胀管操作时极易折断;而采用流体胀接的方式对管体进行胀管操作,即可良好的解决上述的问题;且加工速度快,工作效率高,可满足大规模的生产加工;同时,采用流体胀接的方式,不会使管体内壁的内螺纹、内凸齿等结构造成损伤,管体内表面的质量好,提高换热器的效率。

进一步的,所述管体的单孔内径的当量直径小于5mm;内径更小,热交换效率更高。

本实用新型还提供了一种换热器,包括换热器芯体、边板、输入管及输出管,所述换热器芯体内设有所述的换热管。

进一步的,还包括一边板,所述包边段与所述边板之间具有间隙,所述焊料层可对所述间隙进行填缝。

本实用新型还提供了一种空调,包括压缩器、节流机构、风机、管路连接器及换热器,所述换热器包括换热器芯体、边板、输入管及输出管,所述换热器芯体内包括换热器芯体、边板、输入管及输出管,所述换热器芯体内设有所述的换热管。

综上所述,本实用新型具有以下优点:通过分隔件的设置,达到了介质与管体之间形成良好的传热的目的,热交换效率极高;同时,管体管径较小,管体之间距离可得到缩小,使得翅片效率提高、传热有效面积增加、空气流过时的流动阻力减小,热交换效率提高,工作效率高;通过两者的结合,达到了双重增效的作用,工作效率高,实现节能环保。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图一。

图2为本实用新型的结构示意图二。

图3为本实用新型换热管第一种实施例的结构示意图。

图4为本实用新型换热管第二种实施例的结构示意图。

图5为本实用新型换热管第三种实施例的结构示意图。

图6为本实用新型换热管第四种实施例的结构示意图。

图7为本实用新型换热管第五种实施例的结构示意图。

图8为本实用新型换热管第一种实施例的结构示意图。

图9为本实用新型换热管第二种实施例的结构示意图。

图10为本实用新型换热管第三种实施例的结构示意图。

图11为图1的局部示意图。

图12为本实用新型中换热器的结构示意图一。

图13为图12中的局部示意图。

图14为本实用新型中换热器的结构示意图二。

图15为图14中的局部示意图。

图16为本实用新型中凸齿的螺旋角α的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本实用新型方案,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

实施例1

如图1-16所示,如图1-8所示,一种换热管,包括管体1和与管体相配合的翅片2,所述管体1包括主管11和端管12,所述主管 11和端管12均由铝材制成,所述翅片2也为铝材制成,所述翅片2 设置为多个,且沿所述主管11的长度方向上间隔均匀的分布;于本实施例中,如图1所示,所述主管11和端管12均设置为一个,且为 U形结构设置,由于主管11的其中一端为封闭的,所述端管12则连接在主管开口的一端上,且主管11的长度大于端管12的长度;于其他实施例中,如图2所示,所述端管12也可设置为两个,分别连接在主管11的左右两端上,所述主管设置为两个直管,所述端管设置为U形结构;为了增强换热效率,我们在主管11的竖直的管体内设有了分隔件3,该分隔件为金属制成的隔板31,优选为铜材或铝材制成,隔板31沿所述主管的长度方向分布,从而可通过隔板31将主管 11的竖直的管体分隔成多个供介质流通的通道32;具体的,如图2 所示,所述隔板1可仅设置为一个,从而将所述主管分隔为左右两个通道32;当然,如图3所示,隔板31也可为两个,相互交叉成为十字形状,将主管分隔为4个通道32;或者如图4所示,隔板为3个, 3个隔板31的端部相连,另一端分别于主管内壁相连,将主管分隔为3个通道32;当然,上述实施方式并非对保护范围的限制,隔板 31的具体数量和形状,将主管分隔出的通道32数量均可根据实际情况自行进行调整。

进一步的,所述管体1的单孔内径的当量直径小于7mm,具体为所述主管11的单孔内径的当量直径小于7mm,优选为小于5mm;当管体为圆形管,且不存在隔板时,其直径为小于7mm,优选为小于5mm;当管体中存在隔板时,管体将被分隔为多个通道,单孔指的就是这里的通道。

所述主管11和端管12为U形结构设置,且主管11的长度大于端管12的长度,端管12连接在主管的端部上;于本实施例中,所述端管12为一个,连接在主管11的其中一端上;当然,于其他实施例中,所述端管12也可设置为两个,分别连接在主管11的左右两端上;具体的,所述端管12端部具有一包边段121,当主管11与端管12 连接时,所述包边段121可包覆在所述主管端部的外表面上;两者之间通过焊料相连接,实现主管11的外表面与包边段121的内表面之间的密封配合;通过主管11插入至端管内的连接方式的设置,使得主管11的单孔内径的当量直径可设置的较小,端管12的管壁可进行加厚,实现增强换热管强度的同时增大热交换效率,换热管安全性能好,热交换效果高;通过焊料实现连接,管体在焊接处的材质强度不会受到影响,焊接处不易发生泄漏,换热管使用寿命长。

具体的,如图11所示,所述焊料层4在进行焊接前为管状结构,且其长度为1-50mm,优选为1-20mm;焊料层4优选采用铜焊料,进行焊接操作前,将焊料层4套设至主管外,且两者之间完全处于紧配状态,之后将端管套至焊料层外,实现主管、焊料层及端管三者的紧配,此时焊料层位于主管11和包边段121之间;当装配完成后,通过喷枪直接喷射包边段,对焊料层进行加热,当温度到达铝焊料的熔点温度时,焊料层发生融化,将主管11和端管12连接在一起,因主管11及端管12的熔点温度高于铝焊料的熔点温度,所以进行焊接时并不会造成主管11和端管12发生融化,由于端管加厚处理,所以焊接处强度较大,不易发生泄漏。

由于端管12处于外层,从而端管12的壁厚可以设置的较厚,使得端管12的壁厚大于所述主管11的壁厚,增强整体的强度,管体不易发生爆裂;所述主管11的厚度设置为0.1-2mm,优选为1-2mm;所述翅片2上均设有供主管11穿过的通孔,且主管11在穿过这些翅片 2之后,通过流体胀接的方式与所述翅片2实现过盈配合;具体的,所述流体胀接的方式有多种,可为气胀、液胀、气液胀中的一种;所述的气胀是指在主管11与翅片2装配完成后,向主管11内充入气体,同时施加压力,而由于主管11能够发生塑性变形,从而主管11将发生膨胀,即可从而主管11的单孔内径的当量直径将大于通孔的直径,使得主管11与翅片2之间实现过盈配合,两者之间连接牢固,具体的原理为现有技术,不在赘述;所述的液胀是指向主管11内通入液体,并施加压力对主管11进行膨胀,具体原理也为现有技术;所述的气液胀是指通过向主管11内同时通入气体和液体,对主管11进行膨胀操作的方式,具体工作原理也为现有技术。当然,于其他实施例中,也可直接采用机械的方式对主管11进行胀管操作,通过胀管器直接对管体进行胀管操作,具体原理为现有技术,不在赘述。

本实施例中,所述主管的内壁为光滑设置;于其他实施例中,为了增强换热效率,可主管11的竖直的管体的内壁上设置凸齿7,该凸齿7可为一个,也可为多个,具体的数量根据实际需要来调整,在此不做限定;所述凸齿7的高度为1-6.5mm,进一步的,可设置为 4-6.5mm,优选为5-6.5mm;除了高度为1-6.5mm的凸齿之外,主管的内壁还可设置高度低于或等于3mm的凸齿;为了方便描述,以下称高度1-6.5mm的凸齿为高凸齿71,高度低于或等于3mm的凸齿为低凸齿72;这些低凸齿72与高凸齿71为交错设置,进一步提高热交换效率;当然,于其他实施例中,也可不设置低凸齿,主管内壁设置的均为高凸齿,高凸齿之间间隔均匀;作为优选,所述凸齿为设置在管体内壁的内螺纹,凸齿的螺旋角α为0°-45°。

如图12、14所示,一种换热器,所述换热器包括换热器芯体、边板5、输入管61以及输出管62,所述换热器芯体内设有如上述所述的换热管,所述换热管部分至于所述边板5内;具体的,所述换热管的主管11至于所述边板5内,所述端管12穿出至边板外,且包边段121的端部与所述边板5之间存在间隙;对主管11和端管12进行焊接时,维持端管12位于上部的状态进行焊接,从而当焊料发生融化后,可向下流动至包边段121与边板5之间的间隙内,对该间隙进行填充,达到填缝的作用,两者之间的密封效果更好,不易发生泄漏。

于其他实施例中,如图12-15所示,所述输出管连接有集流管 63,所述管体1仅包括主管11,主管11设置为多个,每个主管均与所述集流管63相连通,通过集流管63对主管11中输出的介质进行收集,在通过输出管向外排出;所述主管11与集流管63之间的连接方式与其与端管12之间的连接方式相同;具体的,可在集流管63上延伸出多个中空的分流管631,连接时在对应位置上的主管11上套上焊料后插入至该对应位置的分流管631内,之后通过焊枪加热使得焊料融化,使得主管11与分流管631密封连接在一起,具体操作过程已经在之前的描述中提及,不在过多赘述;同样的,分流管631的端部与所述边板5之间存在间隙;对主管11和分流管631进行焊接时,维持分流管631位于上部的状态进行焊接,从而当焊料发生融化后,可向下流动至分流管631与边板5之间的间隙内,对该间隙进行填充,达到填缝的作用,两者之间的密封效果更好,不易发生泄漏;换热器的其他部件及结构也均为现有技术,故不在赘述。

一种空调,包括压缩器、风机、节流机构、制冷管路件及换热器,所述换热器设有上述所述的换热管;空调的其他部件及结构均为现有技术,故不在赘述;所述换热器可采用上述所述的换热器,也可采用传统的换热器。

实施例2

如图9-11所示,一种换热管,本实施例与实施例之间的区别为,本实施例中换热管并非圆管而是扁状的管体;管体的单孔内径的当量直径为小于7mm;当管体不存在隔板时,其当量直径为小于7mm,优选为小于5mm;当管体中存在隔板时,管体将被分隔为多个通道,单孔指的就是这里的通道;由于管体较小,从而管体之间距离可得到缩小,使得翅片效率提高、传热有效面积增加、空气流过时的流动阻力减小,热交换效率提高,工作效率高。

如图12、14所示,一种换热器,所述换热器包括换热器芯体、边板5、输入管61以及输出管62,所述换热器芯体内设有如上述所述的换热管,所述换热管部分至于所述边板5内;具体的,所述换热管的主管11至于所述边板5内,所述端管12穿出至边板外,且包边段121的端部与所述边板5之间存在间隙;对主管11和端管12进行焊接时,维持端管12位于上部的状态进行焊接,从而当焊料发生融化后,可向下流动至包边段121与边板5之间的间隙内,对该间隙进行填充,达到填缝的作用,两者之间的密封效果更好,不易发生泄漏。

于其他实施例中,换热器可采用其他结构,如图12-15所示,所述输出管连接有集流管63,所述管体1仅包括主管11,主管11设置为多个,每个主管均与所述集流管63相连通,通过集流管63对主管 11中输出的介质进行收集,在通过输出管向外排出;所述主管11与集流管63之间的连接方式与其与端管12之间的连接方式类同;具体的,可在集流管63上冲压出多个中空的分流管631,连接时在对应位置上的主管11或集流管63套上焊料层后插入至该对应位置的分流管631内,之后通过焊枪加热使得焊料层融化,使得主管11与分流管631密封连接在一起;换热器的其他结构与实施例1中相同,故不再赘述。

一种空调,包括压缩器、风机、节流机构、制冷管路件及换热器,所述换热器设有上述所述的换热管;空调的其他部件及结构均为现有技术,故不在赘述;所述换热器可采用上述所述的换热器,也可采用传统的换热器。

显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本实用新型保护的范围。

再多了解一些
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