本發(fā)明涉及車用空調(diào)制造技術(shù)領(lǐng)域，具體的是一種用于汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)的室外換熱器。

背景技術(shù)：

新能源汽車，尤其是純電動車，由于沒有足夠的熱源，如何高效地實(shí)現(xiàn)其制熱功能是一個技術(shù)難題。目前采用常規(guī)的ptc電加熱是一個解決方案，但是，ptc電加熱功耗較高，對純電動車的續(xù)航能力會產(chǎn)生明顯的影響。而采用熱泵空調(diào)系統(tǒng)，由于能效比（cop）的問題，需要一個更好、更合適的技術(shù)解決方案。

目前，汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)面臨的一個重大技術(shù)挑戰(zhàn)是，在環(huán)境溫度較低時，例如-15～-20℃時，系統(tǒng)的能效比（cop）會急劇下降，制熱性能嚴(yán)重不足。其中一個重要原因是熱泵空調(diào)系統(tǒng)室外換熱器的問題。所述室外換熱器在用于制熱時其作用是蒸發(fā)器，由于其本身的表面溫度很低（大多在0℃左右）；在低溫環(huán)境下其表面很容易結(jié)霜，導(dǎo)致室外換熱器本身的換熱性能下降。另一方面，結(jié)霜使得熱泵空調(diào)系統(tǒng)用于化霜的時間延長，因此，整體的制熱效果受到影響，造成制熱性能嚴(yán)重不足。

室外換熱器在熱泵空調(diào)系統(tǒng)中具有雙重功能：當(dāng)熱泵空調(diào)系統(tǒng)需要加熱時室外換熱器作為蒸發(fā)器之用；而當(dāng)熱泵空調(diào)系統(tǒng)需要制冷時室外換熱器作為冷凝器之用。因此，目前常規(guī)的室外換熱器一般有兩種典型的結(jié)構(gòu)：一種是管片式結(jié)構(gòu)，其核心換熱單元包含圓形換熱管、平板開窗翅片、機(jī)械脹管結(jié)構(gòu)，無需整體焊接。另外一種是（常規(guī)汽車空調(diào)普遍采用的）平行流結(jié)構(gòu)，其核心換熱單元包含多孔扁平換熱管和百葉窗翅片，在裝配后需要進(jìn)行整體釬焊。

室外換熱器現(xiàn)有的兩種結(jié)構(gòu)各有優(yōu)劣。管片式結(jié)構(gòu)，由于換熱管是圓形結(jié)構(gòu)，冷凝水較易沿管外壁面排出，它用于蒸發(fā)器工作時排水性能優(yōu)異、不容易結(jié)霜，但是圓管的換熱效率低，空氣側(cè)阻力大，且產(chǎn)品的尺寸較大，一般換熱器芯體厚度超過30mm。而平行流結(jié)構(gòu)，采用的換熱管為扁平多孔結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，一般換熱器芯體厚度小于20mm，換熱系數(shù)大，換熱性能優(yōu)異；但是，由于扁管一般是水平布置，當(dāng)用于蒸發(fā)器之用時換熱管表面生成的冷凝水較難排出，使得整體的排水性能較差，在低溫環(huán)境下容易結(jié)霜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種用于汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)的室外換熱器，它結(jié)合現(xiàn)有兩種室外換熱器的結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行重新設(shè)計，采用了近似橢圓型的多孔換熱管和百葉窗平板翅片，使室外換熱器結(jié)構(gòu)緊湊，在做蒸發(fā)器或冷凝器之用時都具有較高的換熱性能和較低的空氣側(cè)阻力，有利于濕工況工作時冷凝水的及時排出；既能保證用于冷凝器工作時的高效換熱，又能減少用于蒸發(fā)器工作時的結(jié)霜風(fēng)險，能提升熱泵空調(diào)系統(tǒng)的制熱性能和能效比。

為實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案。

一種用于汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)的室外換熱器，其換熱單元包含若干排換熱管和翅片，所述換熱管沿水平方向平行設(shè)置，所述翅片為平板結(jié)構(gòu)，其與換熱管呈90°夾角沿豎直方向平行布置；其特征在于，在所述翅片上設(shè)有呈上下狀態(tài)排列的、呈近似橢圓形的裝配孔，在所述裝配孔之間設(shè)有若干用于強(qiáng)化空氣側(cè)傳熱的開窗特征；所述換熱管的外部截面呈近似橢圓形，換熱管內(nèi)設(shè)有內(nèi)筋，構(gòu)成多孔結(jié)構(gòu)的冷媒通道；將所述若干排換熱管通過所述裝配孔進(jìn)行定位，所述換熱管的寬度（tw）小于所述翅片的寬度（fw）。

進(jìn)一步，所述換熱管為1系列或3系列鋁合金管，換熱管外表面噴鋅涂層或釬料釬劑涂層。

進(jìn)一步，所述換熱管中部的高度（th1）大于側(cè)面的高度（th2），中部和側(cè)面之間為圓弧型過渡。

進(jìn)一步，在所述內(nèi)筋上設(shè)有若干用于強(qiáng)化冷媒側(cè)的傳熱的微型肋片。

進(jìn)一步，所述換熱管外壁的厚度大于內(nèi)筋的直徑。

進(jìn)一步，所述翅片為由鋁箔滾壓或沖壓成型的結(jié)構(gòu)件，通過調(diào)整翅片上的裝配孔能調(diào)整所述換熱管的節(jié)距（tp）。

進(jìn)一步，所述若干排翅片之間的節(jié)距（fp）應(yīng)在翅片裝配時進(jìn)行調(diào)整。

進(jìn)一步，所述換熱管與翅片裝配之后應(yīng)通過漲管工藝或者整體釬焊工藝進(jìn)行固定和加強(qiáng)。

本發(fā)明用于汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)的室外換熱器的積極效果是：

（1）采用了近似橢圓型的多孔換熱管和百葉窗平板翅片，使室外換熱器結(jié)構(gòu)緊湊，在做蒸發(fā)器或冷凝器之用時都具有較高的換熱性能和較低的空氣側(cè)阻力，有利于濕工況工作時冷凝水的及時排出。

（2）換熱管擠壓成型，結(jié)構(gòu)簡單、工藝成熟；翅片用鋁箔沖壓或滾成型，成型效率高；此外，換熱管和翅片的節(jié)距調(diào)整方便，易于參數(shù)調(diào)整；使得室外換熱器產(chǎn)品的制造效率高、工藝性好、應(yīng)用的靈活性強(qiáng)。

（3）是適用于熱泵空調(diào)系統(tǒng)的室外換熱器，既能保證用于冷凝器工作時的高效換熱，又能減少用于蒸發(fā)器工作時的結(jié)霜風(fēng)險，能提升熱泵空調(diào)系統(tǒng)的制熱性能和能效比。

附圖說明

圖1為本發(fā)明用于汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)的室外換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中換熱管與翅片的連接關(guān)系示意圖。

圖3為圖1的左視圖。

圖4為換熱管不帶微型肋片的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明用于汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)的室外換熱器實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為翅片的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為圖5的左視圖。

圖8為換熱管帶微型肋片的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中的標(biāo)號分別為：

1、換熱單元；11、換熱管；

111、冷媒通道；112、外壁；

113、內(nèi)筋；114、微型肋片；

12、翅片；121、開窗特征；

13、裝配孔。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖給出本發(fā)明用于汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)的室外換熱器的具體實(shí)施方式，實(shí)施中的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)遵照現(xiàn)有產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)。但是需要指出：本發(fā)明的實(shí)施不限于以下的實(shí)施方式。

一種用于汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)的室外換熱器，其換熱單元1含有多排換熱管11、翅片12和裝配孔13（參見圖1和圖5）。所述換熱管11沿水平方向平行設(shè)置，所述翅片12與換熱管11呈90°夾角沿豎直方向平行布置（參見圖2）。

所述換熱管11的外部截面呈近似橢圓形（參見圖4和圖8）。將所述換熱管11設(shè)計為近似橢圓形，使其與圓形換熱管相比具有較大的濕周長，換熱性能更好。所述換熱管11采用1系列或3系列鋁合金管，在換熱管11的外表面噴有鋅涂層或釬料釬劑涂層。呈近似橢圓形的換熱管11中部的高度（th1）大于側(cè)面的高度（th2）（中部高度（th1）與側(cè)面高度（th2）的差值、與換熱管11的寬度（tw）的比值為k=(th1-th2)/tw），中部和側(cè)面之間為圓弧型過渡（參見圖3和圖7）。實(shí)施中，所述換熱管11的寬度（tw）為10～20mm，中部高度（th1）與側(cè)面高度（th2）的差值為1.0～2.0mm，k=（th1-th2）/tw，tan（3°）<k<tan（10°）；外壁厚度為0.2～0.4mm，內(nèi)筋113的直徑為0.1～0.2mm。

所述換熱管11內(nèi)部為多孔結(jié)構(gòu)，構(gòu)成冷媒通道111。在所述換熱管11內(nèi)設(shè)有內(nèi)筋113。實(shí)施中，可在所述內(nèi)筋113上再設(shè)置若干微型肋片114，所述微型肋片114可用于強(qiáng)化冷媒側(cè)的傳熱。所述內(nèi)筋113的直徑小于所述換熱管11外壁112的厚度。

所述翅片12為平板結(jié)構(gòu)，寬度（fw）為14～24mm，厚度為0.05～0.1mm；采用由鋁箔滾壓或沖壓成型的結(jié)構(gòu)件，所用材料采用3系列鋁合金，用于整體釬焊時外表面應(yīng)包含釬焊層。在所述翅片12上設(shè)置呈上下狀態(tài)排列的、呈近似橢圓形的裝配孔13，在所述裝配孔13之間設(shè)有若干用于強(qiáng)化空氣側(cè)傳熱的開窗特征121（參見圖6）。

將所述若干排換熱管11通過所述裝配孔13進(jìn)行定位，所述換熱管11的寬度（tw）應(yīng)小于所述翅片12的寬度（fw）（參見圖3和圖7）：通過調(diào)整翅片12上的裝配孔13能調(diào)整所述換熱管11的節(jié)距（tp）；實(shí)施中，所述換熱管11的節(jié)距（tp）為6～10mm（參見圖2），而相鄰兩排換熱管11之間的間隙（ts）較大能使局部最大的空氣流速變低，空氣側(cè)阻力減?。▍⒁妶D3和圖7）。此外，所述換熱管11中部高兩側(cè)低，這樣，當(dāng)室外換熱器用作蒸發(fā)器工作時，其表面形成的冷凝水在重力的作用下可沿?fù)Q熱管11外壁由中部向兩側(cè)迅速排出（參見圖3和圖7中“冷凝水排出”的路徑示意）。

而所述若干排翅片12之間的節(jié)距（fp）應(yīng)在在翅片12裝配時進(jìn)行調(diào)整，實(shí)施中，所述翅片12的節(jié)距（fp）為1.5～3.0mm（參見圖2）。所述換熱管11與翅片12在裝配之后應(yīng)通過漲管工藝或者整體釬焊工藝進(jìn)行固定和加強(qiáng)。

所述換熱單元1由于換熱管11為水平布置，翅片12含有開窗特征121，這與現(xiàn)有平行流結(jié)構(gòu)的冷凝器類似。當(dāng)所述換熱單元1用作冷凝器工作時，其換熱性能和阻力特性與現(xiàn)有平行流冷凝器相當(dāng)。

以下介紹本發(fā)明用于汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)的室外換熱器的2個具體實(shí)施例。

實(shí)施例1

一種用于汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)的室外換熱器，其換熱單元1含有換熱管11和翅片12（參見圖1），其中，所述換熱管11的寬度（tw）為16mm，中部高度（th1）與側(cè)面高度（th2）的差值為1.6mm，外壁112厚度為0.3mm，內(nèi)筋113直徑為0.15mm，內(nèi)筋113上無微型肋片114（參見圖4）。所述換熱管11采用1系列鋁合金擠壓成型，在換熱管11的外表面噴有鋅涂層。

所述翅片12的寬度（fw）為19mm，厚度為0.08mm，節(jié)距（fp）為2.2mm（參見圖2）。所述翅片12采用3系列鋁合金鋁箔滾壓成型，外表面無釬焊層。

所述換熱管11與所述翅片12裝配后不進(jìn)行整體釬焊加強(qiáng)。

實(shí)施例2

一種用于汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)的室外換熱器，其換熱單元1含有換熱管11和翅片12（參見圖5），其中，所述換熱管11的寬度（tw）為12mm，中部高度（th1）與側(cè)面高度（th2）的差值為1.0mm，外壁112厚度為0.25mm，內(nèi)筋113直徑為0.15mm，內(nèi)筋113上設(shè)有微型肋片114（參見圖8）。所述換熱管11采用1系列鋁合金擠壓成型，在換熱管11的外表面噴有鋅涂層或釬料釬劑涂層。

所述翅片12的寬度（fw）為15mm，厚度為0.06mm，節(jié)距（fp）為1.8mm。所述翅片12采用3系列鋁合金鋁箔滾壓成型，外表面含有釬焊層。

所述換熱管11與所述翅片12裝配后采用整體釬焊加強(qiáng)固定。