[發(fā)明專(zhuān)利]帶交錯(cuò)翅片的熱交換器管、制作方法及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110355416.1
• 申請(qǐng)日: 2011-11-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102425971A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳江平;梁媛媛;趙宇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F28F1/40
• 分類(lèi)號(hào): F28F1/40;F28F9/24;F25B1/00;B23P15/26;B21D53/06
• 代理公司: 上海旭誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種熱交換器管及其制作方法，用于汽車(chē)空調(diào)中間換熱器等換熱裝置。

背景技術(shù)

節(jié)能和環(huán)保是汽車(chē)空調(diào)業(yè)面臨的兩個(gè)緊迫性議題。一方面通過(guò)部件性能的提升和新技術(shù)的開(kāi)發(fā)來(lái)提高系統(tǒng)性能并降低系統(tǒng)能耗和排放；另一方面開(kāi)發(fā)各種環(huán)保制冷劑，開(kāi)發(fā)新的空調(diào)系統(tǒng)作為未來(lái)替代HFC134a系統(tǒng)的可能選擇。關(guān)于制冷劑替代，學(xué)術(shù)界和工業(yè)界都進(jìn)行了大量的研究，開(kāi)發(fā)了各種新型環(huán)保制冷劑及其系統(tǒng)。但是，制冷劑替代并不是簡(jiǎn)單的空調(diào)系統(tǒng)中制冷劑替換，它還涉及到各國(guó)的經(jīng)濟(jì)博弈、相關(guān)立法、工業(yè)產(chǎn)品升級(jí)以及成本控制等，所以到目前為止，世界各國(guó)仍然不能就一種確定的制冷劑替代產(chǎn)品達(dá)成一致。在這種情況下，學(xué)術(shù)界和工業(yè)界將研究重點(diǎn)放在當(dāng)前空調(diào)系統(tǒng)性能優(yōu)化和提升方面，具有較強(qiáng)的可操作性和重大的現(xiàn)實(shí)意義。

近年來(lái)，隨著某些新的環(huán)保制冷工質(zhì)的研究逐漸深入，以汽車(chē)空調(diào)為例，為提高汽車(chē)空調(diào)制冷系統(tǒng)的效率，汽車(chē)空調(diào)中間換熱器逐漸進(jìn)入了人們的視野。使用中間換熱器替換原有的冷凝器至閥前與蒸發(fā)器出口至壓縮機(jī)兩段管路。蒸發(fā)器出口的低溫氣態(tài)制冷劑和冷凝器出口的較高溫度的液態(tài)制冷劑在中間換熱器中進(jìn)行熱交換。可以提高冷凝器出口制冷劑的過(guò)冷度及壓縮機(jī)的吸氣過(guò)熱度，從而提高制冷系統(tǒng)的制冷量和制冷系統(tǒng)的性能。

實(shí)驗(yàn)研究得出，對(duì)于中間換熱器高溫側(cè)，每升高1℃，制冷系統(tǒng)的換熱量及效率提高約3.6％和0.5％；對(duì)低溫側(cè)，隨著過(guò)熱度的降低，每降低1℃，換熱量提高1％，隨蒸發(fā)器出口干度降低，換熱量提高2％。同時(shí)提升了汽車(chē)空調(diào)性能(主要是能效比COP)，可以幫助降低燃油消耗1～1.5％，同時(shí)對(duì)降低尾氣排放也大有好處。使用不同結(jié)構(gòu)的熱交換器管的中間換熱器的效率也不同，開(kāi)發(fā)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造且換熱效果好的熱交換器管對(duì)節(jié)能及提高制冷系統(tǒng)的性能等有著重要的意義。

因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開(kāi)發(fā)一種結(jié)構(gòu)緊湊，換熱能力強(qiáng)的熱交換器管。

發(fā)明內(nèi)容

不同結(jié)構(gòu)的熱交換器管對(duì)熱交換器管的換熱性能的有很顯著的影響。近年來(lái)，新型的熱交換器管結(jié)構(gòu)也是研究的主要方向。本發(fā)明提供了一種新型的熱交換器管，主要由內(nèi)層管，翅片及外層管組成。翅片為交錯(cuò)型翅片，由鋁片或復(fù)合材料等沖壓形成。翅片沖壓成正弦形狀，每隔一段距離，反向擠壓出相同的波紋。翅片制作簡(jiǎn)單方便，易于實(shí)現(xiàn)。熱交換器中的內(nèi)外管可考慮使用鋁管或銅管等。

翅片與內(nèi)外兩根管之間可通過(guò)以下方式制作成熱交換器管。將沖壓出的翅片包裹在鋁管外面，再將直徑較大的鋁管套在翅片外面，通過(guò)脹管使得三者過(guò)盈配合。利用翅片形變產(chǎn)生的應(yīng)變力使鋁管與翅片連接在一起。或?qū)⒑噶贤吭诔崞希X管與翅片組裝后通過(guò)高溫爐焊接。還可以使用復(fù)合材料制造翅片，這樣翅片表面就有焊劑，可直接通過(guò)高溫爐焊接即可。

將蒸發(fā)器出口的低溫氣態(tài)制冷劑或其它溫度相對(duì)較低的介質(zhì)從熱交換器管的內(nèi)管中通過(guò)，冷凝器出口的高溫液態(tài)制冷劑或其它溫度較高的介質(zhì)從內(nèi)外管之間通過(guò)。內(nèi)管的內(nèi)壁可以加工出內(nèi)螺紋，對(duì)管內(nèi)流動(dòng)的氣態(tài)制冷劑或低溫介質(zhì)增強(qiáng)擾動(dòng)，提高換熱系數(shù)，強(qiáng)化換熱效果。將蒸發(fā)器出口的氣態(tài)制冷劑或低溫介質(zhì)置于管內(nèi)流動(dòng)，同時(shí)可以有保護(hù)冷量的作用。液體制冷劑或高溫介質(zhì)通過(guò)兩管間的翅片時(shí)可能會(huì)有較大的壓降，這時(shí)可考慮加上一個(gè)水泵，補(bǔ)償壓降。

本發(fā)明的熱交換器管包括內(nèi)外管及兩管之間的交錯(cuò)翅片，結(jié)構(gòu)緊湊，換熱能力強(qiáng)。

以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說(shuō)明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例的交錯(cuò)翅片的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是將圖1所示交錯(cuò)翅片安裝在熱交換器管內(nèi)，該熱交換器管的截面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是帶有中間換熱器的制冷系統(tǒng)的循環(huán)流程示意圖。

具體實(shí)施方式

圖1為交錯(cuò)翅片的局部透視圖，交錯(cuò)翅片對(duì)管內(nèi)流體擾動(dòng)的效果較好。翅片可采用沖壓的方式制造，整個(gè)翅片截面呈正弦形，便于與內(nèi)外管的過(guò)盈配合或焊接。翅片沖壓成正弦形狀，每隔一段距離，反向擠壓出相同的波紋。內(nèi)外管與翅片的連接方式可考慮焊接，過(guò)盈配合，脹管等。若使用焊接的方法連接翅片和內(nèi)外管，翅片可使用便于焊接的復(fù)合材料，或涂上焊接材料，然后通過(guò)高溫爐焊接。