一種翅片型換熱單元及制作方法及含有該單元的換熱器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于熱交換器技術(shù)領(lǐng)域，具體地說涉及一種翅片型換熱單元及含有該換熱單元的微通道換熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著微型機(jī)械電子系統(tǒng)和微型化學(xué)機(jī)械系統(tǒng)的發(fā)展，傳統(tǒng)換熱器已經(jīng)不能滿足微型機(jī)械系統(tǒng)需要小巧便攜，能夠靈活移動(dòng)的要求，換熱器的微型化成為了必然趨勢(shì)；微孔道換熱器由于重量輕，占地面積小，近幾年得到了極大的關(guān)注，并逐漸在電子發(fā)熱元件、小型燃?xì)廨啓C(jī)、汽車空調(diào)和家用空調(diào)行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。
[0003]微通道換熱器是指流動(dòng)通道的當(dāng)量直徑在0.1-1mm范圍內(nèi)的換熱器，由于通道尺度微小，面積體積比更大，表面作用更強(qiáng)，從而使流體的傳熱傳質(zhì)效率顯著提高，可比傳統(tǒng)換熱器的效率高2-3個(gè)數(shù)量級(jí)，并且具有結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量小、運(yùn)行安全可靠等特點(diǎn)，可以有效縮減空調(diào)等機(jī)械設(shè)備的體積和重量，并減小了制冷劑的填充量。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，銅管鋁翅片換熱器是一種傳統(tǒng)的微通道換熱器，其由集流管、銅管和百葉窗狀翅片組成，通過管內(nèi)的介質(zhì)與通過翅片的空氣進(jìn)行換熱，但是這種換熱器具有換熱性能較差、重量較大且制作成本較高的缺點(diǎn)；為解決上述技術(shù)問題，研宄人員開發(fā)了一種全鋁微通道平行流換熱器，全鋁微通道平行流換熱器由鋁扁平管和具有一定外形的鋁翅片固定連接而成，如中國(guó)專利文獻(xiàn)CN103148718A公開的一種微通道熱交換器，包括集流管、與集流管固定連接的若干扁管以及經(jīng)過表面處理且與扁管固定的翅片，這種微通道熱交換器換熱性能較好，成本較低且質(zhì)量輕。
[0005]但是上述專利文獻(xiàn)中的微通道換熱器中翅片設(shè)置于扁管的間隙中，扁管對(duì)進(jìn)入換熱器的空氣有一定阻礙，影響換熱效率；同時(shí)由于鋁材強(qiáng)度小、質(zhì)地較軟，容易變形，扁管內(nèi)的流體在高壓下易發(fā)生泄漏，因此無(wú)法用于高壓制冷系統(tǒng)。
[0006]另外，無(wú)論是銅管鋁翅片換熱器還是全鋁微通道平行流換熱器，換熱體積都比較龐大，由于現(xiàn)有制造工藝的限制，無(wú)法做成占據(jù)空間面積更小的扁平緊湊型換熱器，從而導(dǎo)致風(fēng)冷空調(diào)等換熱系統(tǒng)占地面積過大，難于滿足機(jī)械工程領(lǐng)域?qū)ξ⑿突瘬Q熱設(shè)備的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為此，本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問題在于現(xiàn)有技術(shù)中微通道換熱器翅片設(shè)置于扁管的間隙中，換熱效率受到影響；
[0008]本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問題在于，現(xiàn)有技術(shù)中微通道換熱器占據(jù)空間面積較大，全鋁材質(zhì)強(qiáng)度小、質(zhì)地較軟，容易變形，無(wú)法用于高壓換熱系統(tǒng)，從而提出一種換熱效率高、翅片間距可以精確控制的翅片型換熱單元及制作該翅片型換熱單元的方法，還提出了一種所占面積較小、質(zhì)地堅(jiān)固的扁平緊湊型微通道換熱器。
[0009]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0010]本發(fā)明提供了一種翅片型換熱單元，包括至少一層隔層板、以及層疊設(shè)置在所述隔層板的上表面和/或下表面的的翅片層，所述翅片層包括兩端板，以及處于兩所述端板之間的若干成排相間設(shè)置的翅片條，相鄰兩所述翅片條之間，以及首、尾兩所述翅片條與其對(duì)應(yīng)的端板之間形成第一介質(zhì)流通通道。
[0011]在本發(fā)明的翅片型換熱單元中，所述隔層板兩端分別成型有第一通孔，兩所述端板上成型有與所述第一通孔相通的第二通孔。
[0012]在本發(fā)明的翅片型換熱單元中，所述翅片層由兩層分翅片層或兩層以上的分翅片通過原子擴(kuò)散焊接形成。
[0013]在本發(fā)明的翅片型換熱單元中，所述翅片層與所述隔層板之間通過原子擴(kuò)散焊接。
[0014]在本發(fā)明的翅片型換熱單元中，所述翅片條成型為矩形條，所述翅片條的兩端端部處倒角設(shè)置。
[0015]在本發(fā)明的翅片型換熱單元中，所述倒角設(shè)置為30° -60°。
[0016]本發(fā)明還提供了一種制作所述的翅片型換熱單元的方法，包括如下步驟:
[0017]a、將翅片板通過蝕刻或沖壓形成兩端板以及處于兩所述端板之間的翅片條鏈，所述端板上成型有第二通孔，所述翅片條鏈包括若干成排相間設(shè)置的翅片條，以及分局于所述翅片條的兩端，并將所述翅片條同側(cè)的端部連接的兩連接筋；
[0018]b、分別將所述端板，以及所述翅片條鏈連接在所述隔層板上，使所述端板上的所述第二通孔與所述隔層板上的第一通孔對(duì)齊相通，相鄰兩所述翅片條之間，以及首、尾兩所述翅片條與其對(duì)應(yīng)的端板之間形成第一介質(zhì)流通通道；
[0019]C、將所述翅片條鏈兩端的所述連接筋切除，使所述第一介質(zhì)流通通道的兩端端部露出。
[0020]本發(fā)明的制作所述翅片型換熱單元的方法中，所述隔層板與所述端板、所述翅片條之間通過原子擴(kuò)散焊接。
[0021]本發(fā)明還提供了一種微通道換熱器，包括若干流體換熱單元，所述流體換熱單元上成型有供第二介質(zhì)流通的第二介質(zhì)流通通道，還包括所述的翅片型換熱單元，所述流體換熱單元與所述翅片型換熱單元交錯(cuò)層疊設(shè)置。
[0022]本發(fā)明的微通道換熱器中，所述流體換熱單元的兩端成型有與所述翅片型換熱單元上同側(cè)的所述第一通孔或所述第二通孔對(duì)齊相通的第三通孔，且其中一端的所述第一通孔、所述第二通孔、所述第三通孔構(gòu)成進(jìn)液通道，另一端的所述第一通孔、所述第二通孔、所述第三通孔構(gòu)成出液通道，且所述進(jìn)液通道、所述出液通道分別與所述第二介質(zhì)流通通道的進(jìn)口、出口連通。
[0023]本發(fā)明的微通道換熱器中，所述流體換熱單元由兩塊板體對(duì)接而成，所述板體的對(duì)接面上分別成型有若干半槽，所述第二介質(zhì)流體通道為布置于所述半槽中以線性陣列形式分布的橫截面為圓形、菱形、眉形或矩形中一種的支柱之間的間隙形成的流道。
[0024]本發(fā)明的微通道換熱器中，所述半槽通過蝕刻形成在所述板體上，且兩所述板體之間通過原子擴(kuò)散焊對(duì)接。
[0025]本發(fā)明的微通道換熱器中，兩所述板體間靠近所述第三通孔的位置設(shè)置有以圓周陣列形式分布的橫截面形狀為圓形、菱形或眉形中一種的支撐柱。
[0026]本發(fā)明的微通道換熱器中，所述第二介質(zhì)流體通道的水力直徑為d，且0<d<0.6mm。
[0027]本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0028](I)本發(fā)明所述的翅片型換熱單元，翅片層設(shè)置于隔板層的上表面和/或下表面，其中，翅片層包括處于兩端板之間的若干成排相間設(shè)置的翅片條，相鄰兩所述翅片條之間，以及首、尾兩所述翅片條與其對(duì)應(yīng)的端板之間形成第一介質(zhì)流通通道，所述第一介質(zhì)流通通道中，空氣流通通暢，進(jìn)出空氣的量較大，提高了換熱效率。
[0029](2)本發(fā)明所述的翅片型換熱單元，翅片層由兩層分翅片層或兩層以上的分翅片層通過原子擴(kuò)散焊焊接形成，為使風(fēng)側(cè)通道達(dá)到所需的水力直徑，而翅片層厚度較大時(shí)，難于直接成型為翅片條，超過了原材料加工的限制，因此采用兩層或兩層以上的分翅片層通過原子擴(kuò)散焊接的方式制作而成；進(jìn)一步地，翅片層與隔板層間也通過原子擴(kuò)散焊接形成；此種方法無(wú)焊料，排除了接觸熱阻影響所述翅片層的換熱性能，并且，焊接的分翅片層連接處質(zhì)量好且變形小，不會(huì)影響第一介質(zhì)流通通道間的空氣流通。
[0030](3)本發(fā)明所述的翅片型換熱單元，翅片條成型為矩形條，所述翅片條的兩端端部處倒角設(shè)置，倒角