一种应用于新能源车用热泵空调的双层室内冷凝器的制作方法

本发明涉及新能源车用三换热器直接式热泵空调领域，尤其涉及一种应用于新能源车用热泵空调的双层室内冷凝器。

背景技术：

当前在新能源车用三换热器直接式热泵空调系统中，室内冷凝器主要分为两类：一、单排(层)多流程的室内冷凝器，二、双排(层)两流程多流程的室内冷凝器，现有的这两类室内冷凝器各有缺点：

单排(层)多流程的室内冷凝器通常具有以下缺点：其进、出管位置的设计，没有考虑到压缩机的回油问题；多流程的设计方式，忽略了冷媒阻力对空调系统性能、功耗、效率的影响，有时无法兼顾空调系统制冷、制热时的匹配优化；对于第二流程的冷媒没有考虑采用导流片，容易引起冷媒的分布不均，从而影响换热器的效率；对扁管、翅片的参数设计没有优化，导致换热器的效率下降。

双排(层)两流程多流程的室内冷凝器通常具有以下缺点：其进、出管位置的设计，没有考虑到压缩机的回油问题；冷媒阻力大，影响空调系统的功耗；冷媒分布不均，降低了换热器的效率；对扁管、翅片的参数设计没有优化，导致换热器的效率下降。结构复杂，制造不方便；强度不高，容易泄露；双层结构，不利于轻量化。

技术实现要素：

为了克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提出一种应用于新能源车用热泵空调的双层室内冷凝器，解决了现有技术的问题，节能高效、结构简单、强度可靠，产品安全、简便、易于布置、坚实耐用、内容积小、压力阻抗低。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种双层室内冷凝器，其特征在于：所述双层室内冷凝器包括进口管、出口管、a层集流管、b层集流管；

a层集流管包括第一集流管、第二集流管，b层集流管包括第三集流管和第四集流管；

进口管和第一集流管相连通，出口管和第二集流管相连通；

第一集流管和第三集流管之间设有第一连接管，第二集流管和第四集流管之间设有第二连接管，

冷媒由进口管流入，进入第一集流管，通过第一集流管后经第一连接管进入第三集流管，通过第三集流管后抵达第四集流管，冷媒由第四集流管经第二连接管流到第二集流管，由出口管流出。

根据本技术方案的一种改进，第三集流管和第四集流管相邻并且分别在相对一侧设置孔，第三集流管的孔和第四集流管的孔一一对应并对应密封连接，第三集流管和第四集流管通过孔连通。

根据本技术方案的一种改进，所述第一集流管设置有能引导冷媒从第一集流管流入第三集流管的第一导流片，所述第四集流管设置有能引导冷媒从第四集流管流入第二集流管的第二导流片。

根据本技术方案的一种改进，第三集流管和第四集流管之间设置有过孔垫块，所述过孔垫块处在第三集流管和第四集流管的孔之间，过孔垫块设置有与第三集流管和第四集流管连通的过孔，所述过孔垫块两侧与第三集流管和第四集流管上的孔对应连接。

根据本技术方案的一种改进，所述双层室内冷凝器为上进上出进出口管型式双层室内冷凝器，第一集流管为后上集流管，第二集流管为前上集流管，第三集流管为后下集流管，第四集流管为前下集流管，后下集流管在与前下集流管相对的一侧设置有第一孔，前下集流管设置有与后下集流管上的孔对应的第二孔，在第一孔和第二孔之间设置有过孔垫块，所述过孔垫块设置有连通后下集流管和前下集流管的过孔，所述过孔垫块两端的外侧分别和后下集流管和前下集流管对应的孔密封连接；冷媒由上端的进口管流入，进入后上集流管，后上集流管上设有导流片，冷媒通过连接管抵达后下集流管；然后穿过过孔垫块进入前下集流管，前下集流管上设有导流片，使冷媒由前下集流管通过上层连接管流经前上集流管，最后由出口管流出。

根据本技术方案的一种改进，第一连接管和第二连接管为扁管，所述第一连接管和第二连接管为多通道扁管，冷媒能通过底层各扁管抵达后下集流管；冷媒由前下集流管能通过上层连接管流经前上集流管；所述扁管的一侧设置有翅片。

根据本技术方案的一种改进，第一集流管、第二集流管、第三集流管、第四集流管为d形管或圆管；第一集流管、第二集流管、第三集流管、第四集流管分别设置有集流管堵盖，所述集流管堵盖焊接在第一集流管、第二集流管、第三集流管、第四集流管的管口；所述扁管为多孔镀锌铝管，扁管的宽度为10-30mm，壁厚为0.2-0.6mm，孔数为6-30孔。

根据本技术方案的一种改进，在最外两侧翅片的外侧设置有护板，所述护板与多通道扁管平行，设置在a层集流管和b层集流管之间。

根据本技术方案的一种改进，所述双层室内冷凝器为中间进出口管型式双层室内冷凝器，第一集流管为右后集流管，第二集流管为右前集流管，第三集流管为左后集流管，第四集流管为左前集流管，进口管与右后集流管中部相连通，出口管与右前集流管的中部相连通，左后集流管在与左前集流管相对的一侧设置有第三孔，左前集流管设置有与左后集流管上的第三孔对应的第四孔，在第三孔和第四孔之间设置有过孔垫块，所述过孔垫块设置有连通左后集流管和左前集流管的过孔，所述过孔垫块两端的外侧分别和左前集流管和左后集流管对应的第三孔和第四孔密封连接；冷媒由中间的进口管流入，进入右后集流管，右后集流管上设有导流片，冷媒能通过连接管抵达左后集流管；然后穿过过孔垫块进入左前集流管，左前集流管上设有导流片，使冷媒能由左前集流管通过连接管流经右前集流管，最后由出口管流出。

一种双层室内冷凝器的加工工艺，其特征在于：其包括以下步骤：

一、将后上集流管、前上集流管、后下集流管、前下集流管挤压成型，其扁管槽孔冲压成形，与进口管、出口管相连接的圆孔采用冲孔或钻孔工艺；冲槽孔、切槽孔、圆孔完成后，应去毛刺并清洗；

二、扁管挤压成形或采用折叠管；

三、翅片由翅片机滚压而成；

四、护板及集流管堵盖均冲压成形；

五、垫块及过孔垫块均由型材挤压成型，装配面及过孔采用机加工保证尺寸；

六、进口管、出口管均弯管成型，管接头并采用机加工保证尺寸；如要安装螺栓应定扭矩旋入，最后应去毛刺并清洗；

七、装配；装配时，可以采用以下两种方法之一进行装配，方法一：采用组芯机分别把前上集流管、扁管、前下集流管组芯成上层芯体，把后上集流管、扁管、后下集流管组芯成下层芯体；采用焊接工装将上层芯体、垫块、过孔垫块、下层芯体点焊在一起组成双层芯体分总成，然后塞入翅片并固定好护板，该芯体总成组装好后，采用夹具夹紧，并放进自动钎焊炉进行焊接；方法二：把前上集流管、垫块、后上集流管组合在一起，夹紧后点焊成集流管组件；前下集流管、过孔垫块、垫块、后下集流管组合在一起，夹紧后点焊成集流管组件；自动组芯机自动排布扁管、翅片，然后前、后各放置护板，左、右分别放置后组件、组件，最后自动压紧，采用夹具把整个双层芯体夹紧固定好，并放进自动钎焊炉进行焊接；

八、产品出炉后，采用焊接工装将进口管、出口管焊接在芯体总成上，并进行氦气密封检漏。

一种双层室内冷凝器的加工工艺，其特征在于：其包括以下步骤：

一、将后上集流管、前上集流管、后下集流管、前下集流管挤压成型，其扁管槽孔冲压成形，与进口管、出口管相连接的圆孔采用冲孔或钻孔工艺；冲槽孔、切槽孔、圆孔完成后，应去毛刺并清洗；

二、扁管挤压成形或采用折叠管；

三、翅片由翅片机滚压而成；

四、护板及集流管堵盖均冲压成形；

五、垫块及过孔垫块均由型材挤压成型，装配面及过孔采用机加工保证尺寸；

六、进口管、出口管均弯管成型，管接头并采用机加工保证尺寸；如要安装螺栓应定扭矩旋入，最后应去毛刺并清洗；

七、装配；装配时，可以采用以下两种方法之一进行装配，方法一：采用组芯机分别把前上集流管、扁管、前下集流管组芯成上层芯体，把后上集流管、扁管、后下集流管组芯成下层芯体；采用焊接工装将上层芯体、垫块、过孔垫块、下层芯体点焊在一起组成双层芯体分总成，然后塞入翅片并固定好护板，该芯体总成组装好后，采用夹具夹紧，并放进自动钎焊炉进行焊接；方法二：把前上集流管、垫块、后上集流管组合在一起，夹紧后点焊成集流管组件；前下集流管、过孔垫块、垫块、后下集流管组合在一起，夹紧后点焊成集流管组件；自动组芯机自动排布扁管、翅片，然后前、后各放置护板，左、右分别放置后组件、组件，最后自动压紧，采用夹具把整个双层芯体夹紧固定好，并放进自动钎焊炉进行焊接；

八、产品出炉后，采用焊接工装将进口管、出口管焊接在芯体总成上，并进行氦气密封检漏。

本发明的有益效果为：

本发明提供的双层室内冷凝器，冷媒在流经该双层室内冷凝器时，在它的空气侧进行热交换，从而实现了散发或降低冷媒温度的功能，节能高效的、结构简单的、强度可靠。

第一集流管和第四集流管设置有导流片，有利于冷媒均匀按流动方向流动。

过孔垫块的设置可以有利于冷媒流动均匀分布，提高换热性能。

采用上进上出进出口管型式双层室内冷凝器，具有较好的回油效果，利于提高压缩机的寿命。

扁管可以增加换热效率，方便安装，与双层室内冷凝器整体相搭配。

所述扁管的一侧设置有翅片。增加换热效率，减少换热体积。

在最外两侧翅片的外侧设置有护板，可以更好地保护扁管组合、翅片等部件。

第一集流管、第二集流管、第三集流管、第四集流管为d形管或圆管，有利于冷媒的顺畅均匀流动。

扁管为多孔镀锌铝管，扁管的宽度为10-30mm，壁厚为0.2-0.6mm，孔数为6-30孔。加换热效率，减少换热体积。

无论空调系统制冷或制热，室内冷凝器因串联在回路，冷媒必须经过，在对室内冷凝器的冷媒阻力要求较高时，推荐采用中间进出口管型式，上下采用过孔垫块的双层室内冷凝器，这样可以适应不同阻力要求。

附图说明

图1是本发明具体实施方式中提供的双层室内冷凝器的结构示意图。

图2是本发明具体实施方式中提供的双层室内冷凝器的左视图结构示意图。

图3是本发明具体实施方式中提供的双层室内冷凝器的立体图结构示意图。

图4是本发明具体实施方式中提供的双层室内冷凝器的分解图结构示意图。

图5是本发明具体实施方式中提供的双层室内冷凝器的集流管剖面图结构示意图。

图6是本发明具体实施方式中提供的双层室内冷凝器的扁管剖面图结构示意图。

图7是本发明具体实施方式中提供的双层室内冷凝器的翅片结构示意图。

图8是本发明具体实施方式中提供的双层室内冷凝器的中间进出口管型式的结构示意图。

图9是本发明具体实施方式中提供的双层室内冷凝器适用于三换热器直接式车用热泵空调系统的原理图。

图10是本发明具体实施方式中提供的双层室内冷凝器在冷媒阻力要求不高情况下使用的原理图。

图11是本发明具体实施方式中提供的对室内冷凝器的冷媒阻力要求较高情况下使用的原理图。

图中：

1、后上集流管2、前上集流管3、翅片4、扁管5、护板6、后下集流管7、前下集流管8、导流片9、进口管10、出口管11、过孔垫块12、集流管堵盖13、垫块14、右后集流管15、右前集流管16、左后集流管17、左前集流管

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1所示，本实施例中提供的一种双层室内冷凝器，所述双层室内冷凝器包括进口管9、出口管10、a层集流管、b层集流管；a层集流管包括第一集流管、第二集流管，b层集流管包括第三集流管和第四集流管；进口管9和第一集流管相连通，出口管10和第二集流管相连通；第一集流管和第三集流管之间设有第一连接管，第二集流管和第四集流管之间设有第二连接管，冷媒由进口管9流入，进入第一集流管，通过第一集流管后经第一连接管进入第三集流管，通过第三集流管后抵达第四集流管，冷媒由第四集流管经第二连接管流到第二集流管，由出口管10流出。第二集流管上开有和出口管连接的孔，出口管和第二集流管密封连接。第一集流管开有和进口管连接的孔，进口管和第一集流管在孔处密封连接。本发明提供的冷媒在流经该双层室内冷凝器时，在它的空气侧进行热交换，从而实现了散发或降低冷媒温度的功能。本发明主要适用于三换热器直接式车用热泵空调系统，作为冷媒子系统在车厢内的放热零部件，从而实现车用热泵空调的加热及除霜功能。该室内冷凝器具有体积小、换热性能好、便于装配、结构简便、可靠性好等诸多优点，还为新能源整车用热泵空调之空调箱的设计带来了方便，因此，具有广泛用途。

根据本技术方案的一种改进，第三集流管和第四集流管相邻并且分别在相对一侧设置孔，第三集流管的孔和第四集流管的孔一一对应并对应密封连接，第三集流管和第四集流管通过孔连通。

根据本技术方案的一种改进，所述第一集流管设置有能引导冷媒从第一集流管流入第三集流管的第一导流片8，所述第四集流管设置有能引导冷媒从第四集流管流入第二集流管的第二导流片8。第一集流管和第四集流管设置有导流片8，有利于冷媒均匀按流动方向流动。导流片8的个数范围为0～3个，目的在于使冷媒均匀分布，提高换热效率。

根据本技术方案的一种改进，第三集流管和第四集流管之间设置有过孔垫块11，所述过孔垫块11处在第三集流管和第四集流管的孔之间，过孔垫块11设置有与第三集流管和第四集流管连通的过孔，所述过孔垫块11两侧与第三集流管和第四集流管上的孔对应连接。过孔垫块11的设置可以有利于冷媒流动均匀分布，提高换热性能。为了可以进一步有利于冷媒流动均匀分布，进一步地提高换热性能，所述过孔垫块11的个数范围为0～4个。

所述第一集流管、第二集流管、第三集流管和第四集流管安装有集流管堵盖12，集流管堵盖2分别焊接在第一集流管、第二集流管、第三集流管和第四集流管上，起密封作用。

根据本技术方案的一种改进，所述双层室内冷凝器为上进上出进出口管型式双层室内冷凝器，第一集流管为后上集流管1，第二集流管为前上集流管2，第三集流管为后下集流管6，第四集流管为前下集流管7，后下集流管6在与前下集流管7相对的一侧设置有第一孔，前下集流管7设置有与后下集流管6上的孔对应的第二孔，在第一孔和第二孔之间设置有过孔垫块11，所述过孔垫块11设置有连通后下集流管6和前下集流管7的过孔，所述过孔垫块11两端的外侧分别和后下集流管6和前下集流管7对应的孔密封连接；冷媒由上端的进口管9流入，进入后上集流管1，后上集流管1上设有导流片8，冷媒均匀的通过连接管抵达后下集流管6；然后穿过过孔垫块11进入前下集流管7，前下集流管7上设有导流片8，使冷媒由前下集流管7较均匀的通过上层连接管流经前上集流管2，最后由出口管10流出。采用上进上出进出口管型式双层室内冷凝器，具有较好的回油效果，利于提高压缩机的寿命。

根据本技术方案的一种改进，第一连接管和第二连接管为扁管4，所述第一连接管和第二连接管为多通道扁管4，冷媒均匀的能通过底层各扁管4抵达后下集流管6；冷媒由前下集流管7较均匀的能通过上层连接管流经前上集流管2。扁管4可以增加换热效率，方便安装，与双层室内冷凝器整体相搭配。

为了增加换热效率，减少换热体积，所述扁管4的一侧设置有翅片3。

为了可以更好地保护扁管4组合、翅片3等部件。在最外两侧翅片3的外侧设置有护板5，所述护板5与多通道扁管4平行，设置在a层集流管和b层集流管之间。

为了冷媒的顺畅均匀流动，第一集流管、第二集流管、第三集流管、第四集流管为d形管或圆管。

根据本技术方案的一种改进，所述扁管4为多孔镀锌铝管，扁管4的宽度为10-30mm，壁厚为0.2-0.6mm，孔数为6-30孔。这样可以增加换热效率，减少换热体积。

根据本技术方案的一种改进，所述双层室内冷凝器为中间进出口管型式双层室内冷凝器，第一集流管为右后集流管14，第二集流管为右前集流管15，第三集流管为左后集流管16，第四集流管为左前集流管17，进口管9与右后集流管14中部相连通，出口管10与右前集流管15的中部相连通，左后集流管16在与左前集流管17相对的一侧设置有第三孔，左前集流管17设置有与左后集流管16上的第三孔对应的第四孔，在第三孔和第四孔之间设置有过孔垫块11，所述过孔垫块11设置有连通左后集流管16和左前集流管17的过孔，所述过孔垫块11两端的外侧分别和左前集流管17和左后集流管16对应的孔密封连接；冷媒由中间的进口管9流入，进入右后集流管14，右后集流管14上设有导流片8，冷媒能通过连接管抵达左后集流管16；然后穿过过孔垫块11进入左前集流管17，左前集流管17上设有导流片8，使冷媒能由左前集流管17通过连接管流经右前集流管15，最后由出口管10流出。无论空调系统制冷或制热，室内冷凝器因串联在回路，冷媒必须经过，在对室内冷凝器的冷媒阻力要求较高时，推荐采用中间进出口管型式，上下采用过孔垫块11的双层室内冷凝器，这样可以适应不同阻力要求。

本发明公开的双层室内冷凝器作为冷媒子系统在车厢内热交换的主要零部件，与其它零部件一道共同集合组成了一系列冷媒回路，以实现制冷、加热、除湿、除霜、除雾、化霜等多种功能,此热泵空调舒适度可与传统燃油车相当，因此，该产品具有广泛的用途。通常分为上进上出进出口管型式双层室内冷凝器与中间进出口管型式双层室内冷凝器。这里，以上进上出进出口管型式双层室内冷凝器的主要设计方案与产品结构为例进行阐述双层室内冷凝器的加工工艺：

一、将后上集流管1、前上集流管2、后下集流管6、前下集流管7挤压成型，其扁管槽孔冲压成形，与进口管9、出口管10相连接的圆孔采用冲孔或钻孔工艺；冲槽孔、切槽孔、圆孔完成后，应去毛刺并清洗。

二、扁管4挤压成形或采用折叠管。

三、翅片3由翅片机滚压而成。

四、护板5及集流管堵盖12均冲压成形。

五、垫块13及过孔垫块11均由型材挤压成型，装配面及过孔采用机加工保证尺寸。

六、进口管9、出口管10均弯管成型，管接头并采用机加工保证尺寸；如要安装螺栓应定扭矩旋入，最后应去毛刺并清洗。

七、装配时，可以采用以下两种方法之一进行装配，方法一:采用组芯机分别把前上集流管2、扁管4、前下集流管7组芯成上层芯体，把后上集流管1、扁管4、后下集流管6组芯成下层芯体；采用焊接工装将上层芯体、垫块13、过孔垫块11、下层芯体点焊在一起组成双层芯体分总成，然后塞入翅片3并固定好护板5。该芯体总成组装好后，采用夹具夹紧，并放进自动钎焊炉进行焊接。

方法二：把前上集流管2、垫块13、后上集流管1组合在一起，夹紧后点焊成集流管组件1；前下集流管7、过孔垫块11、垫块13、后下集流管6组合在一起，夹紧后点焊成集流管组件2；自动组芯机自动排布扁管4、翅片3，然后前、后各放置护板5，左、右分别放置后组件1、组件2，最后自动压紧，采用夹具把整个双层芯体夹紧固定好，并放进自动钎焊炉进行焊接。

产品出炉后，采用焊接工装将进口管9、出口管10焊接在芯体总成上，并进行100％氦气密封检漏。

本发明公开一种应用于新能源车用热泵空调的双层室内冷凝器的设计思想、设计方案、产品结构。该产品的设计思想为：主要适用于三换热器直接式车用热泵空调系统，作为冷媒子系统在车厢内的放热零部件，从而实现车用热泵空调的加热及除霜功能(如图9所示)。本技术方案主要零部件有：电动压缩机、室内冷凝器、电子膨胀阀1(或截止阀并联毛细管)、室外热交换器、单向阀、截止阀1、电子膨胀阀2(或热力膨胀阀+截止阀)、蒸发器、截止阀2、液气分离器、鼓风机、风扇、冷媒管路等等。本技术方案显著优点为：实现传统车用空调所有功能；通过应用两截止阀、一个单向阀，并结合使用电子膨胀阀，组合成一系列冷媒回路，以实现制冷、加热、除湿、除霜、除雾、化霜等多种功能,其舒适度可与燃油车相当。

本发明公开的双层室内冷凝器结构简单可靠、换热性能高、具有高效能的优点；该换热器采用上进上出进出口管型式，具有较好的回油效果，利于提高压缩机的寿命。另外，冷媒阻力的大小，也会影响热泵空调的制冷或制热效果；如图10所示，当空调系统制冷时，室内冷凝器被旁路，在此例中，对室内冷凝器的冷媒阻力要求不高，因此可采用上进上出进出口管型式的双层室内冷凝器(见图1)；如图11所示，无论空调系统制冷或制热，室内冷凝器因串联在回路，冷媒必须经过，在此例中，对室内冷凝器的冷媒阻力要求较高，故推荐采用中间进出口管型式，上下采用过孔垫块11的双层室内冷凝器(见图8)。

无论上进上出进出口管型式双层室内冷凝器或中间进出口管型式双层室内冷凝器，无论使不使用过孔垫块11及导流片8，均在本专利涵盖的范围之内。

本发明公开的室内冷凝器具有体积小、换热性能好、便于装配、结构简便、可靠性好等诸多优点，还为新能源整车用热泵空调之空调箱的设计带来了方便，因此，具有广泛用途。

本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。