一種全鋁材熱能交換器及其製造方法
2023-06-08 09:05:11
專利名稱：一種全鋁材熱能交換器及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種熱能交換器，尤其涉及一種全鋁材熱能交換器及其製造方法。
背景技術：
冷凝器是使『氣態』製冷劑放出熱量而冷凝為『液態』的一種交換器。蒸發器是『冷凝』的逆過程，它是液體外露表面的汽化過程，汽化過程一般是吸熱過程，即低溫的冷凝「液」體通過蒸發器，與外界的空氣進行熱交換，汽化吸熱，達到製冷的效果。蒸發器一端接在壓縮泵的吸氣口上，壓縮泵的排氣口與冷凝器一端相接，另一端接內孔很小的毛細管，毛細管另一端與蒸發器相接，從而組成一個完整冷熱循環迴路。在冷熱循環管路中注入適量的冷媒介質，開動壓縮泵。壓縮泵將氣態的冷媒介質吸入，經壓縮成為高溫高壓氣態，再排向冷凝器，在流經冷凝器時向四周空氣散熱而凝聚為液體，又經毛細管的節流送到蒸發器內，這時蒸發的冷媒介質大量吸收周圍的熱量蒸發為氣態。周而復始地進行，就完成了連續製冷循環。目前，國內外市場流通的諸如空調機/熱泵機的冷凝器蒸發器等熱交換器的介質管多用紫銅材料，而紫銅材料在中國及國際範圍屬於儲量少價格高的金屬，價格較貴，大概為8 9萬每噸，比重為8. 9,使得熱交換器的成本高且重量重。另外，普通的熱交換器的散熱片是直接套裝在介質管外側的，這種直接套裝的方式使得散熱片和介質管之間的連接不緊密，從而使得散熱片與介質管之間的熱阻大，導熱效果差，進而影響到散熱性能。
發明內容
本發明的目的一是提供一種全鋁材熱能交換器，熱阻小，導熱效果好，成本低廉。本發明的目的二是提供一種全鋁材熱能交換器的製造方法，熱阻小，導熱效果好，成本低廉。為實現上述目的一，本發明提供一種全鋁材熱能交換器，包括介質管和套在所述介質管外圍的散熱片，所述介質管包括防腐合金層和設於所述防腐合金層外表面的第一熱熔焊接層，所述散熱片包括鋁基層和設於所述鋁基層表面的第二熱熔焊接層，所述第一熱熔焊接層與所述第二熱熔焊接層焊接連接。較佳地，所述防腐合金層和所述第一熱熔焊接層之間也設有一鋁基層。較佳地，所述鋁基層的一側表面凸出形成套裝部，所述套裝部中心開設有安裝孔，所述介質管穿置於所述安裝孔內，所述安裝孔內壁設有所述第二熱熔焊接層，所述第二熱熔焊接層向所述鋁基層的另一側表面延伸。較佳地，所述第一熱熔焊接層和所述第二熱熔焊接層由熱熔合金製成。較佳地，所述介質管有多個且並列設置，多個並列的介質管構成熱能交換器的並聯管路或者串聯管路或者並串聯管路。較佳地，所述介質管的端部還蓋有端蓋。
較佳地，所述全鋁材熱能交換器的形狀為平面型、C型或L型。為了實現上述目的二，本發明提供一種全鋁材熱能交換器的製造方法，該方法包括如下步驟(I)、將防腐合金層和第一熱熔焊接層分別作為內層和外層經高溫高壓壓在一起並成型成介質管，將鋁基層和第二熱熔焊接層經高溫高壓壓在一起構成雙層結構的散熱片;(2)、在散熱片上由第二熱熔焊接層的一側向鋁基層的一側衝壓形成安裝孔，衝壓後，第二熱熔焊接層位於安裝孔的內壁；(3)、將介質管穿置於散熱片的安裝孔內，使安裝孔內的第二熱熔焊接層與介質管的第一熱熔焊接層相接觸；(4)、將步驟(3)中的散熱片和介質管放置在烘爐內，使散熱片的第二熱熔焊接層與介質管的第一熱熔焊接層融合；(5)、在介質管的端部蓋上端蓋並熔焊在一起。 較佳地，在步驟(I)中，在介質管的防腐合金層和第一熱熔焊接層之間還增加有鋁基層，將防腐合金層、鋁基層和第一熱熔焊接層在製作板材工序經高溫高壓壓在一起，再由板條形材料成型並經焊接成介質管。較佳地，在步驟(I)和(2)之間還包括按照相應尺寸裁切散熱片和介質管的步驟。與現有技術相比，本發明的全鋁材熱能交換器及其製造方法由於所述散熱片由鋁基層製成，鋁材的比重是2. 7，鋁材的價格大概是3萬每噸，是紫銅材價格的50%以下，故相比現有技術中的紫銅，不僅比重小且價格便宜，而且鋁材儲量豐富，故使得熱能交換器的製造成本大大降低，且減輕了熱能交換器的重量；另外，由於所述介質管設有第一熱熔焊接層，所述散熱片設有第二熱熔焊接層，故可使所述介質管和所述散熱片緊密連接，使得熱阻小，所述散熱片的導熱效果好，使得熱能交換器的效率提高，且提高了所述介質管的強度，使得熱能交換器的抗壓性能好。通過以下的描述並結合附圖，本發明將變得更加清晰，這些附圖用於解釋本發明的實施例。
圖1為本發明全鋁材熱能交換器第一實施例的示意圖。圖2為圖1中的散熱片的示意圖。圖3為本發明全鋁材熱能交換器第一實施例中的散熱片和介質管組合的示意圖。圖4為本發明全鋁材熱能交換器第二實施例的示意圖。圖5為本發明全鋁材熱能交換器第三實施例的示意圖。圖6為本發明全鋁材熱能交換器第四實施例的示意圖。
具體實施例方式現在參考附圖描述本發明的實施例，附圖中類似的元件標號代表類似的元件。請參考圖1-3，為本發明全鋁材熱能交換器及其製造方法的第一實施例，本實施例中，所述熱能交換器包括介質管I和套在所述介質管I外圍的散熱片2。熱能交換器的形狀可為平面型、C型或L型，熱能交換器的平面形狀由介質管I的形狀決定。所述熱能交換器在介質管I內流通溫度高於環境溫度的液體介質或氣態介質，介質熱能通過介質管I傳遞給散熱片2，再由散熱片2散發到大氣中，使介質管I內的介質溫度降低,達到冷卻介質溫度的目的；所述熱能交換器在介質管I內的流通溫度低於環境溫度的液體介質或氣態介質，大氣中的熱能通過散熱片2傳遞給介質管I,由介質管I對介質加熱。具體而言，所述介質管I包括防腐合金層11和設置在所述防腐合金層11的外表面的第一熱熔焊接層12。所述防腐合金層11用以防止所述介質管I被介質腐蝕。所述第一熱熔焊接層12由熱熔合金製成。所述介質管I有多個且並列設置，多個並列的介質管I構成熱能交換器的並聯管路，即多個介質管I的進介質口位於同一端，多個介質管I的出介質口位於同一端。並聯的介質管I的兩端均蓋有一端蓋13，端蓋13與並聯的介質管I的端部之間留有進出介質的間隙。所述散熱片2包括鋁基層21，所述鋁基層21的一側表面凸出形成套裝部211，所述套裝部211中心開設有安裝孔212，所述安裝孔212的內壁設有第二熱熔焊接層22，所述第二熱熔焊接層22向所述鋁基層21的另一側表面延伸，使所述散熱片2構成雙層結構。所述介質管I穿置於所述安裝孔212內，且所述介質管I的第一熱熔焊接層12與所述散熱片2的第二熱熔焊接層22相對應。所述第二熱熔焊接層22由熱熔合金製成。所述第二熱熔焊接層22與所述第一熱熔焊接層12焊接融合使所述介質管I和所述散熱片2緊密連接。所述散熱片2也有多個且並排設置，每一個介質管I均穿置在多個散熱片2上。本實施例中的全鋁材熱能交換器的製造方法有如下第一、將所述防腐合金層11和所述第一熱熔焊接層12分別作為內層和外層在製作板材工序經高溫高壓壓在一起，再由板條形材料成型並經焊接成所述介質管I，將所述鋁基層21和所述第二熱熔焊接層22在製作板材工序經高溫高壓壓在一起構成雙層結構的散熱片2。第二、按照熱能交換器的尺寸裁切所述散熱片2和所述介質管I。第三、在所述散熱片2上由所述第二熱熔焊接層22的一側向所述鋁基層21的一側衝壓形成安裝孔212，衝壓後，所述第二熱熔焊接層22位於所述安裝孔212的內壁。第四、將所述介質管I穿置於所述散熱片2的安裝孔212內，使所述安裝孔212內的第二熱熔焊接層22與所述介質管I的第一熱熔焊接層12相接觸。第五、將步驟四中的散熱片2和介質管I放置在烘爐內，使所述散熱片2的第二熱熔焊接層22與所述介質管I的第一熱熔焊接層11融合。第六、在所述介質管I的兩端部分別蓋上端蓋13並熔焊在一起，即完成了全鋁材熱能交換器的製造步驟。由於所述散熱片2設有所述鋁基層21，鋁材的比重是2. 7，鋁材的價格大概是3萬每噸，是紫銅材價格的50%以下，故相比現有技術中的紫銅，不僅比重小且價格便宜，而且鋁材儲量豐富，故使得熱能交換器的製造成本大大降低，且減輕了熱能交換器的重量。另夕卜，由於所述第二熱熔焊接層22與所述第一熱熔焊接層12焊接融合，可使所述介質管I和所述散熱片2緊密連接，使得熱阻小，所述散熱片2的導熱效果好，使得熱能交換器的效率提高，且提高了所述介質管I的強度，使得熱能交換器的抗壓性能好。請參考圖4，為本發明全鋁材熱能交換器及其製造方法的第二實施例，本實施例與上述第一實施例的區別僅在於多個並列的介質管I兩端串聯有端蓋13，構成熱能交換器的串聯管路，串聯管路的進介質口和出介質口均位於同一端。本實施例的效果與上述第一實施例相同，故不贅述。請參考圖5，為本發明全鋁材熱能交換器及其製造方法的第三實施例，本實施例與上述第一實施例的區別僅在於多個並列的介質管I兩端設置的端蓋13使介質管I構成熱能交換器的並串聯管路。本實施例的效果與上述第一實施例相同，故不贅述。請參考圖6，為本發明全鋁材熱能交換器及其製造方法的第四實施例，本實施例與上述第一實施例的區別僅在於所述介質管I的防腐合金層11和所述第一熔焊接層12之間還增加有鋁基層14，使鋁基層14作為介質管I的中間層，防腐合金層11、鋁基層14和第一熱熔焊接層12在製作板材工序經高溫高壓壓合在一起。鋁基層14可使介質管I的重量減輕，從而降低了熱能交換器的製造成本，本實施例還可以與上述第二實施例和第三實施例相結合。此外，本實施例的效果與上述第一實施例相同，故不贅述。以上結合最佳實施例對本發明進行了描述，但本發明並不局限於以上揭示的實施例，而應當涵蓋各種根據本發明的本質進行的修改、等效組合。
權利要求
1.一種全鋁材熱能交換器，包括介質管和套在所述介質管外圍的散熱片，其特徵在於所述介質管包括防腐合金層和設於所述防腐合金層外表面的第一熱熔焊接層，所述散熱片包括鋁基層和設於所述鋁基層表面的第二熱熔焊接層，所述第一熱熔焊接層與所述第二熱熔焊接層焊接連接。
2.如權利要求1所述的全鋁材熱能交換器，其特徵在於所述防腐合金層和所述第一熱熔焊接層之間也設有一鋁基層。
3.如權利要求1所述的全鋁材熱能交換器，其特徵在於所述鋁基層的一側表面凸出形成套裝部，所述套裝部中心開設有安裝孔，所述介質管穿置於所述安裝孔內，所述安裝孔內壁設有所述第二熱熔焊接層，所述第二熱熔焊接層向所述鋁基層的另一側表面延伸。
4.如權利要求2或3所述的全鋁材熱能交換器，其特徵在於所述第一熱熔焊接層和所述第二熱熔焊接層由熱熔合金製成。
5.如權利要求1所述的全鋁材熱能交換器，其特徵在於所述介質管有多個且並列設置，多個並列的介質管構成熱能交換器的並聯管路或者串聯管路或者並串聯管路。
6.如權利要求1所述的全鋁材熱能交換器，其特徵在於所述介質管的端部還蓋有端至JHL ο
7.如權利要求1所述的全鋁材熱能交換器，其特徵在於所述全鋁材熱能交換器的形狀為平面型、C型或L型。
8.—種全鋁材熱能交換器的製造方法，其特徵在於，該方法包括如下步驟 (1)、將防腐合金層和第一熱熔焊接層分別作為內層和外層經高溫高壓壓在一起並成型成介質管，將鋁基層和第二熱熔焊接層經高溫高壓壓在一起構成雙層結構的散熱片； (2)、在散熱片上由第二熱熔焊接層的一側向鋁基層的一側衝壓形成安裝孔，衝壓後，第二熱熔焊接層位於安裝孔的內壁； (3)、將介質管穿置於散熱片的安裝孔內，使安裝孔內的第二熱熔焊接層與介質管的第一熱熔焊接層相接觸； (4)、將步驟(3)中的散熱片和介質管放置在烘爐內，使散熱片的第二熱熔焊接層與介質管的第一熱熔焊接層融合； (5)、在介質管的端部蓋上端蓋並熔焊在一起。
9.如權利要求8所述的全鋁材熱能交換器的製造方法，其特徵在於在步驟(I)中，在介質管的防腐合金層和第一熱熔焊接層之間還增加有鋁基層，將防腐合金層、鋁基層和第一熱熔焊接層在製作板材工序經高溫高壓壓在一起，再由板條形材料成型並經焊接成介質管。
10.如權利要求8所述的全鋁材熱能交換器的製造方法，其特徵在於在步驟(I)和(2)之間還包括按照相應尺寸裁切散熱片和介質管的步驟。
全文摘要
本發明公開了一種全鋁材熱能交換器，包括介質管和套在所述介質管外圍的散熱片，所述介質管包括防腐合金層和設於所述防腐合金層外表面的第一熱熔焊接層，所述散熱片包括鋁基層和設於所述鋁基層表面的第二熱熔焊接層，所述第一熱熔焊接層與所述第二熱熔焊接層焊接連接。本發明的全鋁材熱能交換器的熱阻小，導熱效果好，成本低廉。
文檔編號F28F21/08GK103017416SQ201310002330
公開日2013年4月3日 申請日期2013年1月4日 優先權日2013年1月4日
發明者王選賓, 劉繼磊, 李春信 申請人:廣州德星太陽能科技有限公司