扁管、微通道换热器、制冷设备及微通道换热器制作方法与流程

本发明涉及制冷设备技术领域，特别是涉及一种扁管、微通道换热器、制冷设备及微通道换热器的制作方法。

背景技术：

微通道换热器由于具有换热效率高、结构紧凑、重量和体积小、冷媒灌注量小、环保、成本低等优势，近年来被广泛用作汽车、家用空调、冰箱等的冷凝器和蒸发器。

如图1所示，现有的一种微通道蒸发器110包括：相平行的两个集流管1、4、一组连接两个集流管1、4的扁管3，以及每相邻两个扁管3之间所焊接的翅片2，每个扁管3的内部具有沿扁管长度方向延伸的多个孔道(图中未示出)。微通道蒸发器工作时，制冷剂从集流管1进入，经过扁管3的孔道，从另一个集流管4流出，与此同时，风机(图中未示出)朝向微通道蒸发器吹出气流，制冷剂在流过孔道时，依次通过扁管3和翅片2与外部气流进行热交换。

上述现有技术存在的缺陷在于，微通道蒸发器在组装时，需要将每组翅片与相邻的两个扁管焊接固定，操作效率较低，导致微通道蒸发器的组装生产效率较低。此外，现有技术通常采用双面涂覆钎料的复合铝箔翅片与扁管焊接，翅片表面以及焊接处会积聚较多冷凝水，造成化霜困难，从而影响到微通道蒸发器的换热效率。

技术实现要素：

本发明实施例的目的是提供一种扁管、微通道换热器、制冷设备及微通道换热器的制作方法，以提高微通道换热器的组装生产效率和换热效率。

本发明实施例提供了一种扁管，包括相对的两个侧表面、相对的两个封闭端面以及相对的两个开口端面，所述扁管具有延伸至所述两个开口端面的多个孔道，其中：所述孔道的孔壁包括分别与所述两个侧表面相对的两个第一侧壁部，以及连接所述两个第一侧壁部的两个第二侧壁部，所述两个第二侧壁部为能够沿所述扁管的厚度方向被胀型拉伸的曲面侧壁部。

较佳的，所述孔道的所述两个第一侧壁部为平面侧壁部。

可选的，所述孔道的所述两个第二侧壁部为弯曲形状相同的v形侧壁部或w形侧壁部。

较佳的，所述孔道为孔壁圆角过渡的光滑孔道。

较佳的，所述多个孔道并排设置且均匀间隔分布。

优选的，所述多个孔道分成呈对称分布的第一组孔道和第二组孔道，所述第一组孔道和第二组孔道的形状相对称。

较佳的，所述两个封闭端面为向外突出的v形封闭端面。

微通道换热器在制作时，首先将上述扁管插入翅片的扁孔中，然后对扁管进行沿扁管厚度方向的胀型，孔道的两个第二侧壁部沿扁管的厚度方向被胀型拉伸，从而胀型后扁管与翅片的扁孔过盈装配。相比现有技术采用焊接方式固定扁管与翅片，微通道换热器的组装生产效率大大提高；由于取消了焊接工艺，翅片与胀型后扁管连接处无残留焊剂，平整度较好，因此更利于冷凝水排出，从而提高了微通道换热器的换热效率；此外，翅片还可以采用现有焊接工艺无法使用的亲水铝箔翅片，从而使冷凝水能够更快的散开排出，进一步提高了微通道换热器的换热效率。

本发明实施例还提供一种微通道换热器，包括具有扁孔的翅片，以及与所述扁孔过盈装配的胀型后扁管，其中：所述胀型后扁管由前述任一技术方案的扁管进行沿所述扁管厚度方向的胀型得到。

较佳的，所述胀型后扁管的两个封闭端面为向外突出的半圆弧形封闭端面；所述胀型后扁管的多个孔道包括两个第一孔道以及位于两个第一孔道之间的若干个第二孔道，其中：所述两个第一孔道的相靠近的两个第二侧壁部为平面侧壁部，所述两个第一孔道的相远离的两个第二侧壁部分别与相邻的所述半圆弧形封闭端面形状相适应；每个所述第二孔道的两个第二侧壁部均为平面侧壁部。

较佳的，所述扁管的厚度h1与所述胀型后扁管的厚度h2满足：h2-h1/h1＝λ，λ为设定的胀型率。

优选的，所述翅片为亲水铝箔翅片。

相比现有技术，本发明实施例微通道换热器的组装生产效率大大提高；由于翅片与胀型后扁管连接处平整度较好，因此更利于冷凝水排出，从而提高了微通道换热器的换热效率；此外，翅片还可以采用现有焊接工艺无法使用的亲水铝箔翅片，从而使冷凝水能够更快的散开排出，进一步提高了微通道换热器的换热效率。

本发明实施例还提供一种制冷设备，包括前述任一技术方案所述的微通道换热器。该制冷设备的微通道换热器的组装生产效率较高，换热效率较高，因此，该制冷设备的制冷效率较高，能耗较低。

本发明实施例还提供一种微通道换热器的制作方法，包括：

将前述任一技术方案的扁管插入翅片的扁孔中；

对扁管进行沿扁管厚度方向的胀型，得到胀型后扁管，所述胀型后扁管与翅片的扁孔过盈装配。

可选的，所述胀型包括机械胀型、液压胀型或气压胀型。

采用上述方法制作微通道换热器，由于翅片与胀型后扁管采用过盈装配而无需焊接，因此组装生产效率较高，连接处平整度较好，更利于冷凝水排出，翅片可以采用亲水铝箔翅片，从而提高了微通道换热器的换热效率。

附图说明

图1为现有技术微通道蒸发器示意图；

图2为本发明一实施例扁管示意图；

图3为本发明一实施例扁管横截面示意图；

图4为本发明一实施例扁管胀型示意图；

图5为本发明一实施例扁管与翅片装配过程示意图；

图6为本发明一实施例中所使用的机械胀型装置示意图；

图7为图6的a向示意图。

附图标记：

现有技术部分：

110-微通道蒸发器；1、4-集流管；3-扁管；2-翅片。

本发明实施例部分：

6-扁管；6'-胀型后扁管；61-侧表面；62-封闭端面；63-开口端面；

60-孔道；601-第一侧壁部；602-第二侧壁部；60a-第一组孔道；7-翅片；

60b-第二组孔道；600a-第一孔道；600b-第二孔道；8-驱动基座；9-胀杆；

10-胀头；70-扁孔。

具体实施方式

为提高微通道换热器的组装生产效率和换热效率，本发明实施例提供了一种扁管、微通道换热器、制冷设备及微通道换热器制作方法。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明作进一步详细说明。

如图2、图3和图4所示，本发明一实施例提供的扁管6，包括相对的两个侧表面61、相对的两个封闭端面62以及相对的两个开口端面63，扁管6具有延伸至两个开口端面63的多个孔道60，其中：孔道60的孔壁包括分别与两个侧表面61相对的两个第一侧壁部601，以及连接两个第一侧壁部601的两个第二侧壁部602，两个第二侧壁部602为能够沿扁管6的厚度方向被胀型拉伸的曲面侧壁部。

如图2所示，扁管6为具有一定厚度且内部具有孔道60的扁平状管体。扁管6的长度方向可以理解为扁管6的延伸方向，也就是孔道60的延伸方向；开口端面63可以理解为扁管6垂直于长度方向的两个端面；封闭端面62可以理解为扁管6平行于长度方向的两个端面；侧表面61可以理解为连接两个开口端面63并连接两个封闭端面62的表面。

如图5所示，微通道换热器在制作时，首先将前述的扁管6插入翅片7的扁孔70中并定位，然后对扁管6进行沿扁管6厚度方向的胀型处理，即：对扁管6的孔道60进行沿扁管6厚度方向的胀型，使孔道60的两个第二侧壁部沿扁管6的厚度方向被胀型拉伸，从而胀型后扁管6'与翅片7的扁孔70过盈装配。

现有技术中，翅片与扁管采用钎焊固定，从而不可避免的在翅片与扁管的连接处残留一些钎剂，形成凸凹不平的粗糙表面，这一方面为空气冷凝提供了凝结核心，另一方面也阻碍了冷凝水的排出，从而导致微通道换热器的换热效率降低。此外，钎焊工艺不但成本较高，而且对操作人员的技术水平要求比较高，导致微通道换热器的组装生产效率较低。

现有技术中，翅片采用双面涂覆钎料的复合铝箔翅片，而无法采用成本更低、散热效果更好的亲水铝箔翅片，这是因为亲水铝箔翅片不具备焊接性能，在高温下会被熔化。

与现有技术相比，微通道换热器采用本发明实施例的扁管具有以下技术优势：

本发明实施例采用对扁管胀型的方式使胀型后扁管与翅片过盈装配固定，无需焊接操作，从而大大提高了微通道换热器的组装生产效率；

由于取消了焊接工艺，翅片与胀型后扁管连接处无残留焊剂，平整度较好，因此更利于冷凝水排出，从而提高了微通道换热器的换热效率；

由于取消了焊接工艺，翅片可以采用焊接工艺无法使用的亲水铝箔翅片，从而使冷凝水能够更快的散开排出，进一步提高了微通道换热器的换热效率。

本申请的发明人对采用上述结构扁管的微通道换热器进行了大量的组装生产试验和换热效果测试，试验和测试证明：上述结构的扁管可以使微通道换热器的换热效率提升10％～20％，组装生产效率提升30％。

扁管6的孔道60的具体形状不限，如图3所示，孔道60的两个第二侧壁部602为弯曲形状相同的v形侧壁部。在本发明的其它实施例中，孔道的两个第二侧壁部也可以为弯曲形状相同的w形侧壁部。如图4所示，当对孔道60进行沿扁管6厚度方向的胀型处理时，两个第二侧壁部可以被拉伸为平面侧壁部。孔道60的两个第一侧壁部601优选设计为平面侧壁部，这样便于进行机械胀型，机械胀型所使用的胀头也便于加工制作。此外，孔道60的两个第一侧壁部601也可以根据需要设计为曲面形状，这里不做具体限定。

较佳的，如图3所示，多个孔道60并排设置且均匀间隔分布，这样胀型后扁管与翅片可以较为均匀的换热，从而使微通道换热器的换热效果较为均匀。此外，孔道60优选设计为孔壁圆角过渡的光滑孔道，这样在对孔道60进行胀型处理时，不但便于胀头的插入，而且可以减少应力集中，使孔道60受力均匀，从而在胀型后获得较为均匀的壁厚和间壁厚。

如图4和图5所示，该实施例中，胀型前扁管6的多个孔道60分成呈对称分布的第一组孔道60a和第二组孔道60b，第一组孔道60a和第二组孔道60b的形状相对称。采用该设计，第一组孔道60a和第二组孔道60b受到的胀型力也相对称，因此，扁管胀型均匀，扁管胀型前后在翅片7的扁孔70中的位置不会发生偏移，从而提高了扁管与翅片装配的精确性。

请继续参照图4和图5所示，在本发明的较佳实施例中，胀型前扁管6的两个封闭端面62为向外突出的v形封闭端面。在对扁管的孔道60胀型处理时，两个封闭端面62也同时被拉伸为向外突出的半圆弧形封闭端面，从而与翅片7的扁孔70形状相适应。采用该设计，便于胀型前扁管6插入扁孔70，并且，扁管6的壁厚过渡均匀，使得胀型时受力也较为均匀，胀型后扁管6'可以与翅片7的扁孔70实现无缝装配，不但提高了装配性，而且提高了胀型后扁管6'与翅片7的接触面积，进一步提升了散热效果。

如图5所示，本发明实施例还提供一种微通道换热器，包括具有扁孔70的翅片7，以及与扁孔70过盈装配的胀型后扁管6'，其中：胀型后扁管6'由前述任一技术方案的扁管6进行沿扁管6厚度方向的胀型得到。

微通道换热器的结构通常还包括分别连接扁管的两个开口端面的两个集流管，由于视图角度原因，图中未示出。

相比现有技术，本发明实施例微通道换热器的组装生产效率大大提高；由于翅片与胀型后扁管连接处平整度较好，因此更利于冷凝水排出，从而提高了微通道换热器的换热效率；此外，翅片还可以采用现有焊接工艺无法使用的亲水铝箔翅片，从而使冷凝水能够更快的散开排出，进一步提高了微通道换热器的换热效率。微通道换热器的具体类型不限，例如可以为微通道蒸发器或者微通道冷凝器。

如图4和图5所示，胀型前扁管6的两个封闭端面62为向外突出的v形封闭端面；胀型后扁管6'的两个封闭端面62为向外突出的半圆弧形封闭端面。胀型前扁管6的多个孔道60分成呈对称分布的第一组孔道60a和第二组孔道60b，第一组孔道60a中每个孔道60的两个第二侧壁部为开口朝向第二组孔道60b的v形侧壁部，第二组孔道60b中每个孔道60的两个第二侧壁部为开口朝向第一组孔道60a的v形侧壁部。胀型后扁管6'的多个孔道60包括两个第一孔道600a以及位于两个第一孔道600a之间的若干个第二孔道600b，其中：两个第一孔道600a的相靠近的两个第二侧壁部为平面侧壁部，两个第一孔道600a的相远离的两个第二侧壁部分别与相邻的半圆弧形封闭端面62形状相适应；每个第二孔道600b的两个第二侧壁部均为平面侧壁部，即第二孔道600b的截面形状呈矩形。

其中，扁管6的厚度h1与胀型后扁管6'的厚度h2满足：h2-h1/h1＝λ，λ为设定的胀型率。对扁管6的胀型需要满足设定的胀型率，这样，胀型后扁管6'的壁厚c1'和间壁厚c2'，相对胀型前扁管6的壁厚c1和间壁厚c2无变化或在运行范围内，从而保障了胀型后扁管6'的孔道的耐压性能。例如，在本发明一个具体实施例中，λ＝0.05，c1'＝c2'＝c1＝c2＝0.25mm。

在本发明优选实施例中，翅片7采用亲水铝箔翅片。亲水铝箔是对铝箔基材进行亲水处理，通过特殊工艺在铝箔基材表面形成亲水层覆膜。这样，冷凝水在亲水铝箔表面会迅速散开，不会凝结成水珠，不但增大了热交换面积，加快了制冷制热速度，还有效避免了因冷凝水阻碍空气流动而产生的噪音。

本发明实施例还提供一种微通道换热器的制作方法，包括以下步骤：

将前述任一技术方案的扁管插入翅片的扁孔中；

对扁管进行沿扁管厚度方向的胀型，得到胀型后扁管，胀型后扁管与翅片的扁孔过盈装配。

如图4和图5所示，胀型前扁管6的两个封闭端面62为向外突出的v形封闭端面；胀型后扁管6'的两个封闭端面62为向外突出的半圆弧形封闭端面。胀型前扁管6的多个孔道60分成呈对称分布的第一组孔道60a和第二组孔道60b，第一组孔道60a中每个孔道60的两个第二侧壁部为开口朝向第二组孔道60b的v形侧壁部，第二组孔道60b中每个孔道60的两个第二侧壁部为开口朝向第一组孔道60a的v形侧壁部。胀型后扁管6'的多个孔道60包括两个第一孔道600a以及位于两个第一孔道600a之间的若干个第二孔道600b，其中：两个第一孔道600a的相靠近的两个第二侧壁部为平面侧壁部，两个第一孔道600a的相远离的两个第二侧壁部分别与相邻的半圆弧形封闭端面62形状相适应；每个第二孔道600b的两个第二侧壁部均为平面侧壁部，即第二孔道600b的截面形状呈矩形。

在本发明的一个实施例中，对扁管的胀型采用机械胀型，通过机械胀型装置完成。机械胀型装置的结构如图6和图7所示，包括驱动基座8、固定于驱动基座8的一组胀杆9，以及固定于各个胀杆9末端的胀头10，其中，胀头10和胀杆9的结构与胀型后扁管6'的孔道结构相适配。请结合图5、图6和图7所示，操作时，将扁管6插入一组翅片7的扁孔70中，然后一起置于操作台上并通过夹紧装置夹持固定；将机械胀型装置的各个胀头10插入到扁管6的对应孔道60中，利用驱动基座8推动胀头10在扁管6的孔道60内移动，从而对扁管6的孔道60进行扩胀成型。由于在扁管厚度方向上胀头10的尺寸大于胀型前扁管6的孔道60的尺寸，因此在胀型过程中，扁管与翅片7之间由间隙配合转换成为过盈配合，胀型过程完成后，胀头10反向运动回到初始的位置。

值得一提的是，对扁管的胀型并不局限于上述机械胀型方式，还可以采用液压胀型或气压胀型等等。

采用上述方法制作微通道换热器，由于翅片与胀型后扁管采用过盈装配而无需焊接，因此组装生产效率较高，连接处平整度较好，更利于冷凝水排出，翅片可以采用亲水铝箔翅片，从而提高了微通道换热器的换热效率。

本发明实施例还提供一种制冷设备，包括前述任一技术方案的微通道换热器。该制冷设备的微通道换热器的组装生产效率较高，换热效率较高，因此，该制冷设备的制冷效率较高，能耗较低。制冷设备的具体产品类型不限，例如可以为家用空调、车载空调、冰箱、冰柜等等。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。