空调换热器扁管及应用该扁管的换热器的制作方法

本发明属于汽车空调技术领域，特别是一种空调换热器扁管及应用该扁管的换热器。

背景技术：

汽车空调系统的换热器主要包含冷凝器、蒸发器和加热器。其中，冷凝器和蒸发器一般都是用于冷媒与空气的换热，在结构上具有一定的相似性。

参见附图1、2，平行流结构是汽车空调系统中冷凝器和蒸发器的主流结构；其核心部件是构成基本换热单元的扁管和翅片。目前，平行流冷凝器和蒸发器中的扁管，主要包含两种结构：多孔挤压成型结构和一体式折叠成型结构。

参见附图3，多孔挤压扁管的主要特点是采用铝棒通过挤压成型，形成一定数量的换热介质通道。扁管为一体式结构，其外壁厚和内筋壁厚可以不相等，一般内筋壁厚小于外壁厚。挤压扁管结构简单，对后续的换热器钎焊工艺要求较低。不足之处是扁管壁厚受模具和成型工艺限制，不能太薄，单位长度的扁管重量较重。另外，用于挤压成型工艺的铝材一般为1系列或3系列合金，材料和成型后的金相组织特征，决定了其耐腐蚀性能相对较差。因此，现有的多孔挤压扁管，虽然本身结构简单、换热器钎焊工艺性好，但受扁管成型工艺和材料限制，产品重量较重，耐腐蚀性能相对较差；想要进一步提升换热性能和进行轻量化非常困难。

参见附图4，一体式折叠扁管的主要特点是采用板材进行多步折叠成型，形成一定数量的换热介质通道。扁管一般为一体式结构，其外壁厚和内筋壁厚一般是相等的。用于折叠扁管的板材一般为3系列改进型合金、冷轧成型，其合金和金相组织的优势，决定了扁管具有更优的耐腐蚀性能。另外用于折叠扁管的板材壁厚一般相对挤压扁管较薄，产品重量和换热性能较挤压扁管也具有一定优势。不足之处是，其成型工艺较复杂，对后续的换热器钎焊工艺要求较高。因此，现有结构的一体式折叠扁管，成型步骤多，工艺较复杂。另外，由于结构和工艺的限制，扁管的外璧和内筋壁厚必须一致，换热介质的通道数量也存在明显限制，产品重量和换热性能相对挤压扁管的提升也就比较有限。

综上所述，采用挤压扁管的换热器，其产品的整体性能相对较差，而且不具有轻量化的优势；采用一体式折叠扁管的换热器，其产品的整体性能有提升但仍然有较大局限性，而且其工艺性较差，生产成本也较高。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种空调换热器扁管及应用该扁管的换热器，通过新的扁管设计，不仅可以有效提升换热性能、降低冷媒侧阻力，也有利于降低的扁管重量，实现换热器产品整体性能的提升和轻量化，降低扁管成型和制造的难度，提升工艺性和设计应用的灵活性。

本发明采取的技术方案是：

一种空调换热器扁管，其特征是，包括扁管本体和内翅片，所述内翅片为波纹状结构，所述内翅片固定在所述扁管本体内，所述内翅片与扁管本体内壁形成若干个换热介质通道。

进一步，所述扁管本体由板材弯曲形成扁平管状结构，所述板材搭接端无间隙交错贴合，所述扁管本体的外部平齐，内部形成凸起，所述连接端的交错部分长度为1-2mm。

进一步，所述板材搭接端位于所述扁管的一侧长边的中部区域。

进一步，所述内翅片的波形为u字形，每个换热介质通道的宽度为0.4-1.0mm。

进一步，所述内翅片的波形为v字形，每个换热介质通道的最宽处的宽度为0.4-1.0mm。

进一步，所述内翅片的厚度为0.05-0.1mm。

进一步，所述扁管本体的宽度为8-20mm，高度为1.2-1.8mm，壁厚为0.15-0.25mm，所述内翅片的厚度为0.05-0.1mm。

进一步，所述扁管本体为铝制板材折叠而成，所述内翅片为铝箔滚压或冲压成型。

一种包含上述的空调换热器扁管的冷凝器，其特征是，包括并排安装的所述多个扁管以及扁管之间安装的外翅片，在多个扁管的两端之间连接扁管的换热介通道的第一集流管和第二集流管。

一种上述的空调换热器扁管的蒸发器，其特征是，包括并排安装的所述多个扁管以及扁管之间安装的外翅片，在多个扁管的两端之间连接扁管的换热介通道的第一集流管和第二集流管。

本发明的有益效果是：

（1）扁管采用独立内翅片的结构设计，密封板材搭接端占用面积小，内翅片壁厚小于扁管外璧壁厚；从而使得扁管和换热器的产品重量减轻，扁管的湿周长和有效流通面积得以提升，换热器的换热性能提升、冷媒侧的流动阻力降低。

（2）扁管本体结构简单，采用板材折叠成型，其整体成型的步骤较少、难度较低；内翅片采用铝箔冲压或滚压成型，成型效率高。另外，内翅片的波距调整较简单。上述特点使得换热器产品的制造效率较高、工艺性较好，同时设计应用的灵活性也得以提升。

（3）扁管本体中部的板材搭接端，向扁管本体内部凸起，扁管本体外部保持平齐，结构紧凑，既有利于保证扁管的有效流通面积，也有利于扁管与集流管的装配和焊接。

（4）扁管本体采用3系列改进合金，材料的耐腐蚀性能优越。另外，扁管本体中部采用加强焊接的板材搭接端，有利于保证扁管本体的焊接质量和耐压强度。

（5）应用扁管的换热性能较高、冷媒侧的流阻较低，总体性能明显提升。

（6）换热器的总体重量降低，具有轻量化的优势。

（7）换热器耐腐蚀性能优越、耐压强度较好，产品的可靠性提升。

（8）工艺性较好、制造效率较高；同时设计参数易于调整，设计应用的灵活性较好。

附图说明

附图1是平行流冷凝器的结构示意图；

附图2是平行流蒸发器的结构示意图；

附图3是多孔挤压扁管的结构示意图；

附图4是一体式折叠扁管的结构示意图；

附图5带u形内翅片的扁管立体示意图；

附图6带u形内翅片的扁管截面示意图；

附图7带v形内翅片的扁管立体示意图；

附图8带v形内翅片的扁管截面示意图。

附图中的标号分别为：

1．扁管；2．外翅片；

3．集流管；4．集流管；

5．冷凝器；6．蒸发器；

11．扁管本体；12．内翅片；

13．板材搭接端；14．换热介质通道。

具体实施方式

下面结合附图对本发明空调换热器扁管及应用该扁管的换热器的具体实施方式作详细说明。

参见附图5-8，扁管1两个子零件，分别为扁管本体11和内翅片12。扁管本体11为铝制板材折叠成型，其材料为带焊料的双面复合材料；内翅片12为铝箔冲压或滚压成型，其材料为不带焊料的非复合材料；内翅片12的材料壁厚ft小于扁管本体11的材料壁厚tt。

扁管本体11，通过板材的折叠成型，形成扁管的外璧。在扁管其中一侧长边的中部区域，包含一个板材搭接端13，板材搭接端13，具有一定的长度，向扁管本体11内部凸起，内外板材无间隙贴合，扁管本体11外部平齐。板材搭接端13区域，通过针对扁管1的单独焊接，或通过针对换热器芯体4的整体钎焊形成扁管本体11的外部密封。

内翅片12，通过铝箔的滚压或冲压成型后，装配到扁管本体11内部，构成一定数量的换热介质通道14，内翅片12的整体截面形状为左右对称，波形的所有顶部与扁管本体11的内部无间隙贴合，形成对扁管本体11的加强支撑。内翅片12中间区域的波高fh1，低于两侧区域的波高fh2，与扁管本体11中部区域板材搭接端13的内部凸起进行无间隙贴合。

当扁管1成型后，与外翅片2和集流管3，4进行装配，形成换热器芯体4，如图1所示；再通过整体钎焊，形成扁管本体11与内翅片12、扁管本体11外翅片2之间的结合。对于扁管1未单独焊接的情形，也可以通过换热器芯体4的整体钎焊实现扁管本体11上板材搭接端13区域的焊接密封。

内翅片12的波形为u型或为v型，与之对应的换热介质通道14也为u型或v型。内翅片12的波距fp，决定了换热介质通道14的宽度cw和数量cn，可以在较大范围内调整。

上述扁管1,由于用于密封的板材搭接端13结构紧凑、占用面积小，而且内翅片12的材料壁厚ft较小，换热介质通道14的有效面积较大。另外，内翅片12的波距fp可以做到较小，换热介质通道14的数量cn就可以较多。这就意味着，在相近的扁管宽度tw和扁管高度th下，上述扁管具有较大的湿周长pw和较大的有效通流面积ae。其中：湿周长pw=2*((fp/2-ft)+(th-2*tt-ft))，有效通流面积ae=(fp/2-ft)*(th-2*tt-ft)。较大的湿周长pw，意味着扁管1具有更高的换热面积和换热性能；较大的有效通流面积ae，意味着扁管1具有更低的冷媒侧流动阻力。

继续参见附图5-8，扁管1包含扁管本体11和内翅片12，扁管本体11的宽度tw为8至20mm，高度th为1.2至1.8mm，壁厚tt为0.15至0.25mm。扁管本体11的板材搭接端13，长度wl为1至2mm。扁管本体11为铝制板材折叠成型，材料为带焊料的双面复合材料，3系列改进型铝合金。

内翅片12的壁厚ft为0.05至0.1mm，波距fp为0.8至2.0mm，波形为u型或v型；扁管1换热介质通道14的宽度cw为0.4至1.0mm。内翅片12为铝箔滚压或冲压成型，材料为不带焊料的非复合材料，3系列铝合金。

再次参照附图1、2进行说明，将上述扁管1应用至空调换热器上的技术方案。包含上述v形内翅片扁管1的冷凝器5，包括扁管1，外翅片2、第一集流管3和第二集流管4。其中：扁管1的宽度tw为12mm，内翅片12的波形为v型、波距fp约为1.2mm。包含上述u形内翅片扁管1的蒸发器6，包括扁管1，外翅片2、第一集流管3和第二集流管4。其中：扁管1的宽度tw为20mm，内翅片12的波形为u型、波距fp约为1.8mm。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。