專利名稱：用于跨臨界co的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于以CO2為工質(zhì)的跨臨界蒸氣壓縮式制冷、熱泵裝置中的微通道平行流換熱器，具體涉及在制冷、熱泵裝置中使用的氣體冷卻器或者蒸發(fā)器。
背景技術(shù)：
在CO2跨臨界循環(huán)制冷、熱泵裝置使用的換熱器中，其中一種換熱器工作在系統(tǒng)的高壓側(cè)，超臨界CO2在換熱器的管內(nèi)放熱冷卻，壓力可達(dá)10MPa以上，環(huán)境空氣通過管外翅片換熱升溫，該換熱器被稱為氣體冷卻器；另一種換熱器工作在系統(tǒng)低壓側(cè)，亞臨界CO2在換熱器管內(nèi)吸熱蒸發(fā)，壓力在4MPa左右，和處于室溫或者更低環(huán)境溫度的空氣換熱，該換熱器被稱為蒸發(fā)器。由于在這兩種換熱器中，CO2壓力很高，如果按照常規(guī)尺寸去設(shè)計(jì)換熱器，會(huì)導(dǎo)致?lián)Q熱管壁厚增加很多，使整個(gè)換熱器重量很重，體積龐大。
由于微通道結(jié)構(gòu)能很好的解決耐受壓力的問題，換熱器中CO2管道壁厚可以不需要太厚；并且由于超臨界CO2粘度小，在微通道結(jié)構(gòu)內(nèi)流動(dòng)壓力損失??；CO2換熱系數(shù)高，同樣的熱交換量只需要較小的換熱面積，所以使用微通道結(jié)構(gòu)的換熱器在CO2跨臨界循環(huán)中有比較好的應(yīng)用前景。
現(xiàn)有技術(shù)中公開了一種微通道平行流換熱器，該微通道平行流換熱器在汽車空調(diào)上已經(jīng)有使用，使用的工質(zhì)多為R134a，其工作壓力在3MPa以下，扁管內(nèi)的換熱通道采用不必承受高壓的矩形等形狀；換熱通道的斷面尺寸為2×3mm以內(nèi)，其集流管采用單根的圓管結(jié)構(gòu)。
Man-Hoe Kim等在文獻(xiàn)《Fundamental process and system design issues in CO2vaporcompression systems》，Progress in Energy and Combustion Science.2004，30144-149中介紹了國外設(shè)計(jì)的跨臨界CO2循環(huán)使用的氣體冷卻器(見圖1)，材料為鋁質(zhì)，采用8字型雙筒集流管(見圖2)和微通道的換熱扁管；該文中介紹的蒸發(fā)器，材料為鋁質(zhì)，采用4筒集流管(見圖3)和微通道的換熱扁管。采用這種多筒集流管結(jié)構(gòu)，可以提供與扁管之間足夠的焊接寬度；同時(shí)，與單根的集流管相比，多筒集流管的每個(gè)通道直徑減小，相對(duì)于單通道大直徑的管道，可以耐受更高的壓力。但是，這種8字型的雙筒集流管或4筒集流管，由于其圓弧表面的形狀走勢有起伏，焊料不容易帖服在待焊表面，集流管與扁管束的焊接存在困難；在焊接過程中溫度也會(huì)有局部的不均勻，焊接質(zhì)量不容易控制。隨著平行管束的數(shù)量增加，換熱器的成品率顯著降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于跨臨界CO2循環(huán)的微通道平行流換熱器及制造方法，以保證集流管與扁管束間的焊接質(zhì)量，提高微通道換熱器的成品率。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種用于跨臨界CO2循環(huán)的微通道平行流換熱器，包括多筒集流管和焊接在兩個(gè)集流管間的換熱扁管束，換熱扁管采用微通道結(jié)構(gòu)，集流管采用至少兩個(gè)流道的多筒結(jié)構(gòu)，其特征在于所述多筒結(jié)構(gòu)的集流管與換熱扁管束焊接面采用擠壓成型的整體平面結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明還提供了所述微通道平行流換熱器的制造方法，其特征在于該方法按如下步驟進(jìn)行1)將多筒結(jié)構(gòu)的集流管與換熱扁管分別擠壓成型，使所述的集流管的一個(gè)側(cè)面為平面結(jié)構(gòu)；2)在所述的集流管的平面?zhèn)乳_出平行的換熱扁管槽；3)在每根換熱扁管的待焊接部位包裹上焊料，分別插入換熱扁管槽中，固定好換熱扁管束位置后，整體真空釬焊。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性效果采用平面結(jié)構(gòu)的多筒集流管，一方面多筒集流管的平面?zhèn)鹊玫搅思雍?，?qiáng)度得到了增強(qiáng)，抵消了由于開出的一組換熱扁管槽帶來的強(qiáng)度消弱的影響。另一方面，在焊接過程中，先在扁管待焊接部位包裹焊料，使焊料容易帖服在待焊表面，受熱比較均勻，焊接質(zhì)量容易控制，從而有效提高了換熱器整體的成品率。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中采用的微通道平行流換熱器的外觀結(jié)構(gòu)圖。
圖2為現(xiàn)有技術(shù)中微通道平行流換熱器的雙筒集流管在換熱扁管槽焊接處的斷面圖。
圖3為現(xiàn)有技術(shù)中采用的微通道平行流換熱器的四筒集流管在換熱扁管槽焊接處的斷面圖。
圖4為換熱扁管斷面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為本發(fā)明提供的微通道平行流換熱器立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6a為本發(fā)明提供的微通道平行流換熱器的多筒集流管斷面圖。
圖6b為本發(fā)明提供的微通道平行流換熱器的多筒集流管在換熱扁管槽焊接處的斷面圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、制造方法做進(jìn)一步的說明。
圖5為本發(fā)明提供的微通道平行流換熱器的立體結(jié)構(gòu)示意圖，該微通道平行流換熱器含有多筒集流管1，焊接在兩個(gè)集流管間的換熱扁管束2，平行扁管束間焊接有翅片3。圖6a為本發(fā)明提供的多筒集流管的斷面結(jié)構(gòu)示意圖，其一側(cè)設(shè)計(jì)成平面，通過擠壓成型；為了與扁管束焊接，在焊接平面上銑出平行的擁有扁管厚度和寬度的換熱扁管槽4(圖6b)。
CO2工質(zhì)首先進(jìn)入該換熱器一側(cè)的多筒集流管1(進(jìn)口集流管)，再從多筒集流管1進(jìn)入平行的微通道扁管束2中與扁管束外的空氣進(jìn)行換熱。換熱后的CO2工質(zhì)從換熱器另一側(cè)的多筒集流管(出口集流管)流出。
本發(fā)明提供的制備方法如下首先將多筒結(jié)構(gòu)的集流管1與換熱扁管分別擠壓成型，一般多筒集流管采用2～5筒結(jié)構(gòu)，使集流管的一個(gè)側(cè)面為平面結(jié)構(gòu)；換熱扁管的微通道截面直徑為0.7～1.2mm。焊接時(shí)，先在多筒集流管的平面?zhèn)乳_出平行的換熱扁管槽4，然后在換熱扁管束2的每根換熱扁管的待焊接部位包裹一層薄的焊料，裝入已在多筒集流管上開好的換熱扁管槽4內(nèi)，將所有換熱扁管束2和多筒集流管1固定好焊接位置后，采用整體真空釬焊完成扁管束2與多筒集流管1間的焊接。這樣受熱比較均勻，焊接質(zhì)量容易控制，從而有效提高了換熱器整體的成品率。
權(quán)利要求
1.一種用于跨臨界CO2循環(huán)的微通道平行流換熱器，包括多筒集流管(1)和焊接在兩個(gè)集流管間的換熱扁管束(2)，換熱扁管采用微通道結(jié)構(gòu)，集流管采用至少兩個(gè)流道的多筒結(jié)構(gòu)，其特征在于所述多筒結(jié)構(gòu)的集流管與換熱扁管束焊接面采用擠壓成型的整體平面結(jié)構(gòu)。
2.按照權(quán)利要求1所述的平行流換熱器，其特征在于所述的集流管采用2～5筒。
3.一種如權(quán)利要求1所述的微通道平行流換熱器的制造方法，其特征在于該方法按如下步驟進(jìn)行1)將多筒結(jié)構(gòu)的集流管與換熱扁管分別擠壓成型，使所述的集流管的一個(gè)側(cè)面為平面結(jié)構(gòu)；2)在所述的集流管的平面?zhèn)乳_出平行的換熱扁管槽(4)；3)在每根換熱扁管的待焊接部位包裹上焊料，分別插入換熱扁管槽中，固定好換熱扁管束位置后，整體真空釬焊。
全文摘要
用于跨臨界CO
文檔編號(hào)F28D1/02GK1710367SQ20051001200
公開日2005年12月21日 申請(qǐng)日期2005年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月24日
發(fā)明者鄧建強(qiáng), 李建明, 姜培學(xué) 申請(qǐng)人:清華大學(xué), 蘇州三川換熱器有限公司