CN103940281A - 一种新型换热器及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型换热器及其制作方法，其中，所述新型换热器包括：一高效低阻型端板和高效低阻型翅片；与所述高效低阻型端板和高效低阻型翅片相连且设置在高效低阻型端板的一侧的第一换热***，以及设置在高效低阻型端板的另一侧的第二换热***；其中，所述第一换热***与第二换热***的管径不同，第一换热***与第二换热***之间通过变径弯头连接。降低了换热器的阻力，提升了换热效果，同时还减少了换热器的耗材，具有效率高成本低等优点，该高效低阻换热器与传统换热器相比，换热效果更好，空气阻力更低，节省换热器材料的同时提升空调机的能效比，符合国家的节能减排的政策，具有较高的经济和社会效益，值得大力推广。

Description

一种新型换热器及其制作方法

技术领域

本发明涉及换热器技术领域，尤其涉及的是一种新型换热器及其制作方法。

背景技术

目前在空调制冷设备中，经常会应用到翅片式冷凝器、翅片蒸发器等换热器，通过冷凝器对同温高压的气体制冷剂进行散热和液化，然后进入节流装置降压后形成低压液体，进入翅片式蒸发器进行蒸发气化，吸收空气的热量达到制冷的目的。

但翅片式换热器是采用等径换热管和套设在换热管上的散热翅片，将管内介质的热量与外界空气交换，以达到散热的目的，其主要是靠风在散热翅片吹过时将热量散发的，但是由于传统换热器采用等径圆管，如附图1和图2所示，所述传统换热器包括：传统换热器端板11、传统换热器翅片12、传统换热器换热管13、传统换热器侧连接管14、传统换热器侧集合管15和传统换热器第二弯头16；其均为等径圆管。因为在管外空气换热侧，由于从迎风面过来的空气，通过各等径圆管，其空气阻力较大，需要耗费更多的通风机功耗。

而在管内制冷剂换热侧，由于制冷剂处于蒸发或冷凝相变，对于冷凝器，刚进入冷凝器制冷剂是气体，气体的密度小，流速较高，处于紊流状态，制冷剂与换热管内壁的换热强列和旺盛，换热系数高，但通过一部分换热管冷凝之后发生相变，逐步转变为液体，密度变大，流速下降，甚至降低于层流状态，制冷剂与换热管壁的换热变弱，换热系数逐步下降。

对于蒸发器，刚进入蒸发器的剂是液体，液体的密度大，制冷剂流速低，处于层流状态，制冷剂与换热管壁的换热较弱，换热系数较低，随着液态制冷剂的蒸发气化，制冷剂的密度变小，流速升高，制冷剂与换热管内壁的换热强列和旺盛，换热系数逐渐升高。

从以上分析可以看出，传统换热器，在管内换热方面：制冷剂在管内会出现由于相变造成流速逐渐上升或逐渐下降的过程，从而导致换热系数逐渐上升或逐渐下降的过程，而出现整体换热系数不高的问题；在管外换热方面：由于从迎风面过来的空气，通过各等径圆管，其空气阻力较大，需要耗费更多的通风机功耗。

因此，从整体上，传统换热器会出现空气阻力大，换热效率低，而降低空调器整体能效的问题，不利于空调机整体上提升能效。

有鉴于此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种新型换热器及其制作方法，解决现有技术的传统换热器会出现空气阻力大、换热效率低，而降低空调器整体能效的问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种新型换热器，其特征在于，包括：一高效低阻型端板和高效低阻型翅片；与所述高效低阻型端板和高效低阻型翅片相连且设置在高效低阻型端板的一侧的第一换热***，以及设置在高效低阻型端板的另一侧的第二换热***；其中，所述第一换热***与第二换热***的管径不同，第一换热***与第二换热***之间通过变径弯头连接。

所述的新型换热器，其中，所述第一换热***包括依次连接的第一管径换热管、第一管径侧连接管、第一管径侧集合管和第一管径弯头；第二换热***包括依次连接的第二管径换热管、第二管径侧连接管、第二管径侧集合管和第二管径弯头。

所述的新型换热器，其中，所述第一管径换热管和第二管径换热管的直径为1mm~25.4mm，且第一管径换热管的直径大于第二管径换热管的直径。

所述的新型换热器，其中，所述第一管径换热管和第二管径换热管为光管金属管或内螺纹金属管。

所述的新型换热器，其中，第一管径弯头的管径大于第二管径弯头，变径弯头的一端直径与第一管径弯头的管径相同，另一端通过机械缩口，缩口后管径与第二管径弯头的管径相同。

所述的新型换热器，其中，所述新型换热器的外型为一字型、L型、U型或折叠型。

所述的新型换热器，其中，所述高效低阻型翅片由两种翻边孔排组成，纵向孔的总排数为2~8排，在相邻的孔之间开有百叶窗或波纹片。

一种所述的新型换热器的制作方法，其中， 所述方法包括以下步骤：

S1、在翻边孔冲孔机上安装两种孔径冲孔模块，在金属板上根据第一管径排和第二管径排比例设置，分别冲出第一管径翻边孔排和第二管径翻边孔排，完成高效低阻型端板的制作；

S2、在翅片冲片机上安装两种孔径翅片冲片模具，根据第一管径排和第二管径排比例设置，在金属片上分别冲出第一管径翻边孔排翅片和第二管径翻边孔排翅片，完成高效低阻型翅片制作；

S3、分别采用两种管径的换热管开料机对第一管径换热管、第二管径换热管进行开料，开料换热管为U型换热管或直换热管，完成第一管径换热管和第二管径换热管的制作；

S4、分别采用两种管径的换热管第二弯头制作机，制作第一管径弯头和第二管径弯头；

S5、采用金属管缩口机，对第一管径弯头的一端进行缩口，制作变径弯头；

S6、分别在第一管径弯头、变径弯头和第二管径弯头三种弯头的两端穿焊料环，完成带焊料环第一管径弯头、变径弯头和第二管径弯头的制作；

S7、将已经完成的高效低阻型端板以及高效低阻型翅片的孔径对齐叠放在一起；并分别在第一管孔排和第二管孔排处***第一管径换热管和第二管径换热管；

S8、在胀管机上，根据第一管径排和第二管径排比例设置，安装两种管径的胀珠对高效低阻换热器端板、翅片和换热管组合体进行胀管固定，将第一、第二换热管与高效低阻型端板以及高效低阻型翅片胀接固定；

S9、在高效低阻型端板、高效低阻型翅片和换热管胀接固定体的第一、第二管径胀接换热管孔处，分别***带焊料环第一管径弯头和带焊料环第二管径弯头，并在第一管径和第二管径胀接换热管孔连接处，***带焊料环的变径弯头；

S10、通过自动或手动焊接，完成第二管径弯头与换热器的钎焊工作；同时完成第一管径侧连接管与第一管径侧集合管，和第二管径侧连接管与第二管径侧集合管的钎焊连接；

S11、将高效低阻型端板、高效低阻型翅片和换热管胀接固定与第二弯头焊接完成后半成品与第一、第二管径侧连接管和集合管的钎焊结合体连接，并进行整合钎焊，最终完成新型换热器的制作。

相较于现有技术，本发明提供的新型换热器及其制作方法具有以下优点：

1、换热效果提升方面，对于传统等管径冷凝器来说，刚进入冷凝器制冷剂是气体，气体的密度小，流速较高，处于紊流状态，制冷剂与换热管内壁的换热强列和旺盛，换热系数高，但通过一部分换热管冷凝之后发生相变，逐步转变为液体，密度变大，流速下降，甚至降低于层流状态，制冷剂与换热管壁的换热变弱，换热系数逐步下降。对于传统等管径蒸发器，刚进入蒸发器的剂是液体，液体的密度大，制冷剂流速低，处于层流状态，制冷剂与换热管壁的换热较弱，换热系数较低，随着液态制冷剂的蒸发气化，制冷剂的密度变小，流速升高，制冷剂与换热管内壁的换热强列和旺盛，换热系数逐渐升高。

本发明在冷凝器应用方面应用时，高效低阻冷凝器的前部分换热管是大径换热管，后部分的换热管是小径换热管，刚进入冷凝器制冷剂是气体，气体的密度小，在大径换热管的流速较高，处于紊流状态，制冷剂与换热管内壁的换热强列和旺盛，换热系数高，过一部分换热管冷凝之后发生相变，逐步转变为液体，密度变大，但此时已经进入小径换热管，此时仍然可保证相变后的制冷剂高流速，仍处于紊流状态，制冷剂与换热管壁的换热仍保护强列和旺盛，换热系数高。在蒸发器方面应用时，高效低阻蒸发器的前部分换热管是小径换热管，后部分的换热管是大径换热管，刚进入蒸发器制冷剂是液体，液体的密度大，在小径换热管的流速较高，处于紊流状态，制冷剂与换热管内壁的换热强列和旺盛，换热系数高，过一部分换热管蒸发气化之后，逐步转变为气体，密度变小，但此时已经进入大径换热管，此时仍然可保证相变后的制冷剂高流速，仍处于紊流状态，制冷剂与换热管壁的换热仍保护强列和旺盛，换热系数高。

因此，传统换热器，制冷剂在管内会出现由于相变造成流速逐渐上升或逐渐下降的过程，从而导致换热系数逐渐上升或逐渐下降的过程，而出现整体换热系数不高的问题；而本发明，采用的高效低阻换热器，制冷剂在管内全程的流速可保持较高水平，从而换热系数全程处于较高水平，整体上换热系列较高。

2、降低空气阻力方面：由于传统换热器采用等大径管，在管外空气换热侧，由于从迎风面过来的空气，通过各等大径圆管，其空气阻力较大，需要耗费更多的通风机功耗。降低了空调机的整体能效。

而本发明的换热器换热管采用大小两种管径换热管，本发明做冷凝器时，对于高效低阻冷凝器，前部分是大径换热管，风阻与传统冷凝器的前部分相当，但后部分是小径换热管，相对于传统冷凝器采用等大径管，其空气的流通面积增大，翅片的有效换热面积增大，降低了换热器的风阻的同时，还增强了换热效果。

本发明做蒸发器时，对于高效低阻蒸发器，前部分是小径换热管，相对于传统蒸发器采用等大径管，其空气的流通面积增大，翅片的有效换热面积增大，降低了换热器的风阻的同时，还增强了换热效果。而后部分是大径换热管，其风阻与传统冷凝器的前部分相当。

因此，本发明不管是做蒸发器还是冷凝器，不但可以降低空气阻力，降低风机的功耗，还提升了换热效果，提升了换热效率，从而提升了整机的能效。

3、降低成本方面：由于传统换热器采用等大径管，换热管的耗材多，成本高，而本发明采用了部分小管径的制作方法，降低了换热管的耗材，降低了成本。

综上所述，本发明有效的解决了现有技术中的传统换热器阻力大，换热效果差，换热器耗材多，效率低成本高等技术不足，它采用创新的换热管组合、结构优化和创新的制作方法，制作一种高效低阻换热器，降低了换热器的阻力，提升了换热效果，同时还减少了换热器的耗材，具有效率高成本低等优点，该高效低阻换热器与传统换热器相比，换热效果更好，空气阻力更低，节省换热器材料的同时提升空调机的能效比，符合国家的节能减排的政策，具有较高的经济和社会效益，值得大力推广。

附图说明

图1是传统换热器的示意图。

图2是传统换热器端板的示意图。

图3是本发明提供的新型换热器的示意图。

图4是本发明提供的新型换热器的高效低阻型端板的示意图。

图5a是本发明提供的新型换热器的实施例的一字型的外形结构的示意图。

图5b是本发明提供的新型换热器的实施例的折叠型的外形结构的示意图。

图5c是本发明提供的新型换热器的实施例的U型的外形结构的示意图。

图5d是本发明提供的新型换热器的实施例的L型的外形结构的示意图。

图6是本发明提供的新型换热器的制作方法的流程图。

具体实施方式

本发明提供一种新型换热器及其制作方法。为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。

本发明提供的新型换热器包括：一高效低阻型端板和高效低阻型翅片；与所述高效低阻型端板和高效低阻型翅片相连且设置在高效低阻型端板的一侧的第一换热***，以及设置在高效低阻型端板的另一侧的第二换热***；其中，所述第一换热***与第二换热***的管径不同，第一换热***与第二换热***之间通过变径弯头连接。

请参阅图3和图4，其为本发明的新型换热器的示意图以及高效低阻型端板的示意图。如图所示，所述新型换热器包括：一高效低阻型端板21和高效低阻型翅片22；与所述高效低阻型端板和高效低阻型翅片相连且设置在高效低阻型端板的一侧的第一换热***，以及设置在高效低阻型端板的另一侧的第二换热***；其中，所述第一换热***与第二换热***的管径不同，第一换热***与第二换热***之间通过变径弯头211连接。具体来说，所述第一换热***包括依次连接的第一管径换热管23、第一管径侧连接管24、第一管径侧集合管25和第一管径弯头26；第二换热***包括依次连接的第二管径换热管27、第二管径侧连接管28、第二管径侧集合管29和第二管径弯头210。

具体来说，高效低阻冷凝器的前部分换热管是大径换热管，后部分的换热管是小径换热管，刚进入冷凝器制冷剂是气体，气体的密度小，在大径换热管的流速较高，处于紊流状态，制冷剂与换热管内壁的换热强列和旺盛，换热系数高，过一部分换热管冷凝之后发生相变，逐步转变为液体，密度变大，但此时已经进入小径换热管，此时仍然可保证相变后的制冷剂高流速，仍处于紊流状态，制冷剂与换热管壁的换热仍保护强列和旺盛，换热系数高。在蒸发器方面应用时，高效低阻蒸发器的前部分换热管是小径换热管，后部分的换热管是大径换热管，刚进入蒸发器制冷剂是液体，液体的密度大，在小径换热管的流速较高，处于紊流状态，制冷剂与换热管内壁的换热强列和旺盛，换热系数高，过一部分换热管蒸发气化之后，逐步转变为气体，密度变小，但此时已经进入大径换热管，此时仍然可保证相变后的制冷剂高流速，仍处于紊流状态，制冷剂与换热管壁的换热仍保护强列和旺盛，换热系数高。

另外，而本发明的换热器换热管采用大小两种管径换热管，本发明做冷凝器时，对于高效低阻冷凝器，前部分是大径换热管，风阻与传统冷凝器的前部分相当，但后部分是小径换热管，相对于传统冷凝器采用等大径管，其空气的流通面积增大，翅片的有效换热面积增大，降低了换热器的风阻的同时，还增强了换热效果。

本发明做蒸发器时，对于高效低阻蒸发器，前部分是小径换热管，相对于传统蒸发器采用等大径管，其空气的流通面积增大，翅片的有效换热面积增大，降低了换热器的风阻的同时，还增强了换热效果。而后部分是大径换热管，其风阻与传统冷凝器的前部分相当。

因此，本发明不管是做蒸发器还是冷凝器，不但可以降低空气阻力，降低风机的功耗，还提升了换热效果，提升了换热效率，从而提升了整机的能效。

进一步地，在本实施例中，如图5a、图5b、图5c和图5d所示，所述新型换热器的外型为一字型、L型、U型或折叠型。

更进一步地，所述第一管径换热管和第二管径换热管的直径为1mm~25.4mm，且第一管径换热管的直径大于第二管径换热管的直径。另外，所述第一管径换热管和第二管径换热管为光管金属管或内螺纹金属管。

更进一步地，第一管径弯头的管径第一于第二管径弯头，变径弯头的一端直径与第一管径弯头的管径相同，另一端通过机械缩口，缩口后管径与第二管径弯头的管径相同。

更进一步地，所述高效低阻型翅片由两种翻边孔排组成，纵向孔的总排数为2~8排，在相邻的孔之间开有百叶窗或波纹片。

在本实施例中，所述新型换热器的纵向可以为2~8排换热管，由大管径排和小管径排组成，大管径和小管径排数比例可以按需要设置，大管径排数可设置为1~7排，小管径排数可设置为1~7排。所述盘管的盘管迎风面安装可排列成顺排或交叉排。

下面提供上述新型换热器的制作方法，如图6所示， 所述方法包括以下步骤：

S1、在翻边孔冲孔机上安装两种孔径冲孔模块，在金属板上根据第一管径排和第二管径排比例设置，分别冲出第一管径翻边孔排和第二管径翻边孔排，完成高效低阻型端板的制作；

S2、在翅片冲片机上安装两种孔径翅片冲片模具，根据第一管径排和第二管径排比例设置，在金属片上分别冲出第一管径翻边孔排翅片和第二管径翻边孔排翅片，完成高效低阻型翅片制作；

S3、分别采用两种管径的换热管开料机对第一管径换热管、第二管径换热管进行开料，开料换热管为U型换热管或直换热管，完成第一管径换热管(2-3)和第二管径换热管(2-7)的制作；

S4、分别采用两种管径的换热管第二弯头制作机，制作第一管径弯头和第二管径弯头；

S5、采用金属管缩口机，对第一管径弯头(2-6)的一端进行缩口，制作变径弯头；

S6、分别在第一管径弯头、变径弯头和第二管径弯头(2-11)三种弯头的两端穿焊料环，完成带焊料环第一管径弯头、变径弯头和第二管径弯头的制作；

S7、将已经完成的高效低阻型端板以及高效低阻型翅片的孔径对齐叠放在一起；并分别在第一管孔排和第二管孔排处***第一管径换热管和第二管径换热管；

S8、在胀管机上，根据第一管径排和第二管径排比例设置，安装两种管径的胀珠对高效低阻换热器端板、翅片和换热管组合体进行胀管固定，将第一、第二换热管与高效低阻型端板以及高效低阻型翅片胀接固定；

S9、在高效低阻型端板、高效低阻型翅片和换热管胀接固定体的第一、第二管径胀接换热管孔处，分别***带焊料环第一管径弯头和带焊料环第二管径弯头，并在第一管径和第二管径胀接换热管孔连接处，***带焊料环的变径弯头；

S10、通过自动或手动焊接，完成第二管径弯头与换热器的钎焊工作；同时完成第一管径侧连接管与第一管径侧集合管，和第二管径侧连接管与第二管径侧集合管的钎焊连接；

S11、将高效低阻型端板、高效低阻型翅片和换热管胀接固定与第二弯头焊接完成后半成品与第一、第二管径侧连接管和集合管的钎焊结合体连接，并进行整合钎焊，最终完成新型换热器的制作。

综上所述，本发明有效的解决了现有技术中的传统换热器阻力大，换热效果差，换热器耗材多，效率低成本高等技术不足，它采用创新的换热管组合、结构优化和创新的制作方法，制作一种高效低阻换热器，降低了换热器的阻力，提升了换热效果，同时还减少了换热器的耗材，具有效率高成本低等优点，该高效低阻换热器与传统换热器相比，换热效果更好，空气阻力更低，节省换热器材料的同时提升空调机的能效比，符合国家的节能减排的政策，具有较高的经济和社会效益，值得大力推广。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种新型换热器，其特征在于，包括：一高效低阻型端板和高效低阻型翅片；与所述高效低阻型端板和高效低阻型翅片相连且设置在高效低阻型端板的一侧的第一换热***，以及设置在高效低阻型端板的另一侧的第二换热***；其中，所述第一换热***与第二换热***的管径不同，第一换热***与第二换热***之间通过变径弯头连接。

2.根据权利要求1所述的新型换热器，其特征在于，所述第一换热***包括依次连接的第一管径换热管、第一管径侧连接管、第一管径侧集合管和第一管径弯头；第二换热***包括依次连接的第二管径换热管、第二管径侧连接管、第二管径侧集合管和第二管径弯头。

3.根据权利要求2所述的新型换热器，其特征在于，所述第一管径换热管和第二管径换热管的直径为1mm~25.4mm，且第一管径换热管的直径大于第二管径换热管的直径。

4.根据权利要求2所述的新型换热器，其特征在于，所述第一管径换热管和第二管径换热管为光管金属管或内螺纹金属管。

5.根据权利要求2所述的新型换热器，其特征在于，第一管径弯头的管径大于第二管径弯头，变径弯头的一端直径与第一管径弯头的管径相同，另一端通过机械缩口，缩口后管径与第二管径弯头的管径相同。

6.根据权利要求1所述的新型换热器，其特征在于，所述新型换热器的外型为一字型、L型、U型或折叠型。

7.根据权利要求1所述的新型换热器，其特征在于，所述高效低阻型翅片由两种翻边孔排组成，纵向孔的总排数为2~8排，在相邻的孔之间开有百叶窗或波纹片。

8.一种权利要求1所述的新型换热器的制作方法，其特征在于， 所述方法包括以下步骤：

S1、在翻边孔冲孔机上安装两种孔径冲孔模块，在金属板上根据第一管径排和第二管径排比例设置，分别冲出第一管径翻边孔排和第二管径翻边孔排，完成高效低阻型端板的制作；

S2、在翅片冲片机上安装两种孔径翅片冲片模具，根据第一管径排和第二管径排比例设置，在金属片上分别冲出第一管径翻边孔排翅片和第二管径翻边孔排翅片，完成高效低阻型翅片制作；

S3、分别采用两种管径的换热管开料机对第一管径换热管、第二管径换热管进行开料，开料换热管为U型换热管或直换热管，完成第一管径换热管和第二管径换热管的制作；

S4、分别采用两种管径的换热管第二弯头制作机，制作第一管径弯头和第二管径弯头；

S5、采用金属管缩口机，对第一管径弯头的一端进行缩口，制作变径弯头；

S6、分别在第一管径弯头、变径弯头和第二管径弯头三种弯头的两端穿焊料环，完成带焊料环第一管径弯头、变径弯头和第二管径弯头的制作；

S7、将已经完成的高效低阻型端板以及高效低阻型翅片的孔径对齐叠放在一起；并分别在第一管孔排和第二管孔排处***第一管径换热管和第二管径换热管；

S8、在胀管机上，根据第一管径排和第二管径排比例设置，安装两种管径的胀珠对高效低阻换热器端板、翅片和换热管组合体进行胀管固定，将第一、第二换热管与高效低阻型端板以及高效低阻型翅片胀接固定；

S9、在高效低阻型端板、高效低阻型翅片和换热管胀接固定体的第一、第二管径胀接换热管孔处，分别***带焊料环第一管径弯头和带焊料环第二管径弯头，并在第一管径和第二管径胀接换热管孔连接处，***带焊料环的变径弯头；

S10、通过自动或手动焊接，完成第二管径弯头与换热器的钎焊工作；同时完成第一管径侧连接管与第一管径侧集合管，和第二管径侧连接管与第二管径侧集合管的钎焊连接；

S11、将高效低阻型端板、高效低阻型翅片和换热管胀接固定与第二弯头焊接完成后半成品与第一、第二管径侧连接管和集合管的钎焊结合体连接，并进行整合钎焊，最终完成新型换热器的制作。