一种冷热一体式高强度板翅式换热器的制作方法

本发明涉及新能源汽车二氧化碳热泵空调系统，具体为一种冷热一体式高强度板翅式换热器。

背景技术：

1、新能源汽车二氧化碳热泵空调系统是一种采用二氧化碳作为制冷剂的空调系统，常被应用于电动汽车、混合动力汽车和其他新能源汽车中，该系统利用二氧化碳的特性进行制冷循环，通过压缩、冷凝、膨胀和蒸发等过程来实现制冷和供热功能，相比传统的氟利昂制冷剂，二氧化碳热泵系统具有较低的环境影响和更高的安全性，并且可以更好地满足新能源汽车的能效要求，这种系统能够有效减少汽车空调系统对环境的负面影响，并符合可持续发展的要求，对高温高压的二氧化碳冷媒进行换热时，会使用到一种冷热一体式高强度板翅式换热器。

2、板翅式换热器通常通过冷媒和冷却液与翅片接触，冷媒经过翅片时，冷媒内的热量被翅片吸收，冷却液通过与翅片接触，将翅片表面的热量带走，通过不断的吸收热量与带走热量，完成了换热过程，实现了对冷媒的降温，但是冷却液的进口处与出口处通常设置在高水位处，导致新的冷却液进入换热器后，只能浅表的悬浮在换热器内腔的高处，换热器内的冷却液流动轨迹为u形路径，且一直为流动状态，致使刚刚进入的冷却液很快流向出口，导致换热器内腔偏低水位的吸收热量后的冷却液不便于及时跟随新的冷却液流出换热器的内腔，降低了换热的均匀性，不便于提升对冷媒的换热效率，且通常换热器内的翅片耐压只能满足10mpa，爆破2ompa，增加了使用时的不稳定性。

3、为此，我们提出一种冷热一体式高强度板翅式换热器。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种冷热一体式高强度板翅式换热器，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种冷热一体式高强度板翅式换热器，包括水室，所述水室的内腔固定连接有芯体，所述水室的顶部固定连通有冷媒进管与冷媒出管，所述冷媒进管与冷媒出管的顶部固定连通有压板，所述水室的侧面固定连通有进液管与出液管，所述水室的底部固定连接有支架，所述水室的内腔设置有推动机构；

3、所述推动机构包括横向推动单元，所述横向推动单元设置于水室的内腔，对水室内腔距离进液管竖直方向较远的冷却液进行推动，使水室偏下方吸收热量后的冷却液能够快速移动至出液管的下方，提升了水室内腔冷却液温度的均匀性，从而提升了换热效率；

4、所述推动机构还包括提升单元，所述提升单元设置于水室的内腔，位于出液管的下方，与横向推动单元配合使用，将横向推动单元带来的含有热量的冷却液向上提升，使提升高度的冷却液，能够跟随流向出液管的冷却液一起，排出水室，以加快水室内吸收热量后的冷却液的排出速度，提升了换热效率；

5、所述芯体的表面设置有扰乱轨迹机构，对冷却液的流动轨迹进行随机扰乱，形成湍流，扩大冷却液与芯体的接触面积，促进对流换热并减少传热阻力，从而提高换热效率。

6、优选的，所述横向推动单元包括转动杆，所述转动杆转动连接于水室的内壁，所述转动杆的表面固定连接有驱动轮，所述转动杆的表面固定连接有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮的数量为两个，沿转动杆竖向分布，所述转动杆的表面转动连接有l形支撑板，所述l形支撑板的顶部与第一锥齿轮的底部滑动连接，所述l形支撑板的内壁转动连接有连接杆，所述连接杆的一端固定连接有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮的表面与第一锥齿轮的表面相互啮合，所述芯体的表面固定连接有定位架，所述定位架的数量为若干个，所述定位架的内壁转动连接有第一转动柱，所述定位架的内壁转动连接有第二转动柱，所述连接杆的一端固定连接有主转轮，所述第一转动柱的一端固定连接有第一转轮，所述第二转动柱的一端固定连接有第二转轮，所述主转轮的表面固定连接有主转动块，所述主转动块的表面转动连接有第一连杆，所述第一转轮的表面固定连接有第一转动块，所述第二转轮的表面固定连接有第二转动块，所述第一转动块与第二转动块的表面均与第一连杆的内壁转动连接，所述第二转动柱的另一端固定连接有第三转轮，所述定位架的内壁转动连接有第三转动柱，所述第三转动柱的一端固定连接有第四转轮，所述第三转轮的表面固定连接有第三转动块，所述第三转动块的表面转动连接有第二连杆，所述第四转轮的表面固定连接有第四转动块，所述第四转动块的表面与第二连杆的内壁转动连接，所述连接杆、第一转动柱、第二转动柱与第三转动柱的表面均固定连接有水扇叶，所述第一转动柱与第三转动柱表面的水扇叶数量均为两个，所述第二转动柱表面的水扇叶数量为四个。

7、优选的，所述l形支撑板的顶部固定连接有防护盒，所述防护盒的内壁与转动杆的表面转动连接，所述防护盒的数量为两个，两个所述防护盒之间设置有定位板，其中一个所述防护盒的底部固定连接有连接条，所述连接条的底部与水室内侧固定连接。

8、通过设置防护盒，能够对转动杆表面纵向分布的两组第一锥齿轮和第二锥齿轮进行防护，避免其长期浸泡在冷却液中产生锈蚀，通过设置定位板，能够对两个防护盒进行固定连接，增加两个防护盒之间的连接性，从而加强防护盒在转动杆表面的稳定性，且通过连接条将防护盒连接到水室的内侧，对防护盒的横向转动和竖向移动进行了限位，增加了防护盒的稳定性

9、优选的，所述进液管的一端固定连通有扁嘴，对进液管输送的冷却液的出口空间进行压缩，增加了冷却液进入水室内腔时的压力，加大了冷却液的冲击力，为驱动轮的转动提供了足够的冲击驱动力。

10、优选的，所述提升单元包括斜架，所述斜架固定连接于水室的内侧，所述斜架的顶部固定连接有转动环，所述转动环的数量为两个，所述转动环的内壁转动连接有转动轴，所述转动轴的表面固定连接有螺旋扇叶，所述第三转动柱的表面固定连接有传动轮，所述水室的内侧固定连接有直架，所述直架的内壁转动连接有传动柱，所述传动轮的表面设置有传动钢带，所述传动轮与传动柱通过传动钢带传动连接，所述传动柱的一端固定连接有第三锥齿轮，所述转动轴的一端固定连接有第四锥齿轮，所述第三锥齿轮与第四锥齿轮的表面相互啮合。

11、优选的，所述扰乱轨迹机构包括镂空盒，所述镂空盒固定连接于芯体的表面，所述镂空盒的数量为若干个，所述镂空盒的内侧设置有转轴，所述转轴的表面固定连接有弹射板，所述镂空盒的内侧固定连接有弹簧，所述弹簧的一端与弹射板的底部固定连接，所述弹簧的数量为四个，所述弹射板的一侧固定连接有按压条，所述按压条的数量为两个，所述第一转动柱、第二转动柱与第三转动柱的表面均固定连接有按压块，所述按压块与按压条配合使用，所述镂空盒内腔设置有扰乱块，所述扰乱块的数量为若干个。

12、优选的，所述扰乱块采用钢材质制成，所述扰乱块的形状为多样化，线条及棱廓的多样化，在与冷却液接触时，能够对冷却液的运动轨迹进行不同方向的引导，增加冷却液流动轨迹的随机性，使冷却液形成湍流，增加了冷却液与芯体表面的接触，从而增加了传热效果。

13、通过将扰乱块采用钢材质制成，增加了扰乱块的重量，使其在冷却液中的重力大于冷却液对其产生的浮力，加强扰乱块对冷却液流动轨迹的扰乱性

14、优选的，所述弹射板的顶部开设有透水孔，所述透水孔的数量为若干个，所述弹射板的顶部、镂空盒的内侧与扰乱块的表面均固定连接有消音垫。

15、通过在弹射板的表面开设若干个透水孔，减小了弹射板与冷却液的接触面积，从而减小了弹射板在弹起及回弹过程中，冷却液对其产生的阻力，增加了弹射板的弹性，且在弹射过程中，冷却液穿过透水孔，使冷却液形成水柱，同样能够改变冷却液的流动方式，配合扰乱块对冷却液流动轨迹的扰乱，增加了冷却液流动轨迹的紊乱性，通过安装消音垫，能够对扰乱块在弹起后，与镂空盒内侧和弹射板表面接触时产生的撞击声进行降噪

16、优选的，所述芯体包括扁管与集流管，所述扁管的数量为若干个，所述集流管固定连接于水室的内侧，所述集流管两个为一组，分为两组，分布在芯体的两端，其中一组所述集流管的顶部分别与冷媒进管与冷媒出管的底部固定连通，所述扁管的两端均与集流管的内腔固定连通，所述水室的内侧固定连接有分流筒，所述分流筒两个为一组，分为两组，分布在芯体的两端，所述扁管的两端均与分流筒的内腔固定连通，一组所述分流筒之间的相对面固定连通有分流板，两个所述分流筒之间通过分流板固定连通，所述扁管的内孔设置为椭圆形，所述扁管与集流管的强度均有相应优化，使其能满足冷媒侧17mpa，爆破34mpa的性能要求。

17、通过将若干个扁管自上而下分布嵌在集流管内腔，增加了整个芯体的稳定性，集流管和扁管进行了专门的设计，集流管的厚度从传统的1-1.2mm增加到2mm，外径设计为15mm，扁管从传统的方形内孔或者圆形内孔优化为椭圆形内孔，既保证强度又能增强换热，通过集流管、扁管、分流板与分流管的综合设计，使二氧化碳冷媒进入芯体内的流动轨迹为s形，增加了二氧化碳冷媒进行冷却的时间，使二氧化碳冷媒能够更充分的进行降温，提升了换热效率

18、优选的，所述芯体的顶部固定连接有波纹板，所述波纹板采用交错设计，与扁管椭圆形内孔的配合使用，大大加强了芯体的换热效率，两个所述分流板的相对侧固定连接有挡流板，对冷却液的流动轨迹进行导向，使其能够与冷媒的流动轨迹一致，增强了换热效率。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

20、本发明利用横向推动单元，通过冷却液进入水室内腔时提供的冲击驱动力，进而带动转动杆及其表面的第一锥齿轮进行转动，通过第一锥齿轮带动第二锥齿轮进行转动，第二锥齿轮的转动带动连接杆进行转动，继而通过第一连杆与第二连杆对第一转动柱、第二转动柱与第三转动柱传动，实现了第一转动柱、第二转动柱与第三转动柱的转动，使三者表面的水扇叶进行转动，对水室内低处的吸收热量后的冷却液进行推动，将吸收热量的冷却液向出口方向推动，从而加快了换热速度，提升了水室内冷却液温度的均匀性；

21、本发明利用提升单元，通过横向推动单元将水室内低处的冷却液推动至出液管的下方，为了提升低处冷却液的排出效率，通过提升单元内螺旋扇叶的转动，将低处的冷却液向高处进行提升，使其顺利跟随水室内高处的冷却液流出出液管，实现加快换热效率的目的；

22、本发明利用扰乱轨迹机构，通过第一转动柱、第二转动柱与第三转动柱的转动，带动按压块对按压条进行按压，使弹射板通过弹簧的反作用力进行弹射，为扰乱块的弹起提供了动力，通过扰乱块弹起后，产生随机的运动轨迹，对冷却液的流动轨迹进行扰乱，使其形成湍流，增加了冷却液与芯体之间的接触面积，从而提升了换热效率，通过横向推动单元、提升单元与扰乱轨迹机构的配合使用，扰乱轨迹机构增加了水室低处的冷却液与芯体的接触面积，使其吸热量增加，再通过横向推动单元对水室内低处的冷却液进行推动，使低处的冷却液移动至出液管的下方，再通过提升单元将低处的冷却液向上传递，使其跟随高处的冷却液一起流出出液管，从而增加了换热的均匀性，提升了对二氧化碳冷媒的换热效率。