微通道换热器的制作方法

1.本实用新型涉及换热器结构技术领域，特别是涉及一种微通道换热器。


背景技术：

2.微通道换热器是一种采用当量直径为10-1000μm的微通道换热管作为冷媒流通管路的换热器。由于微通道换热器的换热性能良好，且能够以二氧化碳作为冷媒替代氟利昂系列制冷剂，因而具有广泛的应用场景。
3.通常，为了减小微通道换热器的整体尺寸，其内的微通道换热管会在长度的中央处被折弯。而为便于微通道换热器的装配及微通道换热管的折弯加工，微通道换热管长度中央处附近会有两段被扭转预设角度，然后再将微通道换热管进行折弯，使得两段扭转部位之间形成折弯部位。
4.为了避免折弯压坏翅片，微通道换热管的扭转与折弯位置处是不设置翅片的，即，微通道换热管的该无翅片段不参与换热。这样，在微通道换热器中存在着难以解决的矛盾：无翅片段太短，虽然可以缩短不参与换热的管长，但是，在扭转和折弯微通道换热管时会导致局部形变过大，造成内部冷媒流通受阻；而增大该无翅片段长度，可以减少扭转和折弯微通道换热管时管壁的变形情况，但是，又不可避免地会对换热器的各项性能产生影响，如折弯部位的冷凝水下滴、换热效率等。


技术实现要素：

5.有鉴于此，有必要提供一种微通道换热器，该微通道换热器能够在便利加工的同时，保证换热器的性能良好。
6.本实用新型提供一种微通道换热器，包括沿第一预设方向排布的多个微通道换热管，每个所述微通道换热管均包括两段平直段和位于两段所述平直段之间的弯扭变形段；
7.所述弯扭变形段包括分别与两段所述平直段连接并相对于对应的所述平直段扭转预设角度形成的两段扭转部，以及位于两段扭转部之间以预设折弯半径折弯的折弯部；
8.沿所述第一预设方向，多个所述微通道换热管在所述弯扭变形段处前后插接，每个所述弯扭变形段的所述折弯部处形成有半径为r前侧弧部和半径为r的后侧弧部，其中：
9.r＞r，且5.5t≤r≤25t，t为所述微通道换热管的所述平直段处管厚。
10.在其中一个实施例中，1＜r/r＜1.2。
11.在其中一个实施例中，当所述微通道换热管的两段所述平直段之间的夹角θ满足23
°
≤θ≤70
°
时，所述扭转部的长度为1.05t≤l2≤1.25t，其中：t为所述微通道换热管的宽度。
12.进一步地，所述弯扭变形段加工前的毛坯长度l满足6tπ(180-θ)+2.2t≤l≤25.5tπ(180-θ)+2.5t。
13.在其中一个实施例中，当所述微通道换热管的两段所述平直段之间的夹角θ满足0
°
≤θ≤5
°
时，所述扭转部的长度为1.5t≤l2≤3.5t，其中：t为所述微通道换热管的宽度。
14.进一步地，所述弯扭变形段加工前的毛坯长度l满足6tπ(180-θ)+3.1t≤l≤25.5tπ(180-θ)+7t。
15.在其中一个实施例中，所述扭转部相对于所述平直段扭转的角度β满足50
°
≤β≤90
°
。
16.在其中一个实施例中，所述折弯部处的管厚为t1，t1与t之间满足0.95t≤t1≤t。
17.在其中一个实施例中，前后插接的相邻两个所述微通道换热管在插接部位处内外抵接。
18.在其中一个实施例中，所述微通道换热器还包括翅片，所述翅片夹设于相邻所述微通道换热管的所述平直段之间。
19.上述微通道换热器中，由于弯扭变形段同时存在折弯和扭转变形，这使得：折弯部的折弯变形受到扭转部的扭转变形影响；同时，由于多个微通道换热管在弯扭变形段处前后插接，因而，折弯部处前侧弧部半径r大于后侧弧部半径r，即，在折弯部内，后侧弧部的形变相比于前侧弧部更加显著。当微通道换热管管厚t一定时，在折弯部形变程度过大时可能会导致微通道换热管靠近后侧弧部的部分微通道由于受压而遭到破坏，因此，本实用新型中限定后侧弧部的半径r大于等于5.5倍的管厚t。而为了避免弯扭变形段过长而导致微通道换热器的整体换热性能受影响，甚至折弯部的折弯弧度不甚明显，此时，凝结于此处的冷凝水有直接滴落的风险，因此，本实用新型中还限定后侧弧部的半径r小于等于25倍的管厚t。
附图说明
20.图1为一种实施方式的微通道换热器的结构示意图；
21.图2为图1微通道换热器中微通道换热管的局部结构示意图。
22.图3为图2中所示微通道换热管的另一视角视图。
23.图中：100、微通道换热管；11、弯扭变形段；111、扭转部；112、折弯部；12、平直段；200、第一集流管；300、第二集流管；400、翅片。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
25.需要说明的是，当组件被称为“装设于”另一个组件，它可以直接装设在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。
26.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
27.请参考图1，根据本实用新型一种实施方式的微通道换热器，包括多个沿第一预设方向排布的微通道换热管100、第一集流管200、第二集流管300以及多组翅片400。其中：第一集流管200与第二集流管300大致平行设置，微通道换热管100的两端分别插接并连通至第一集流管200和第二集流管300，以使冷媒能够从第一集流管200和第二集流管300中的一者被大致均匀地分配至每个微通道换热管100内，并在换热后流回第一集流管200和第二集流管300中的另一者。
28.微通道换热管100包括两段平直段12以及连接于两段平直段12之间的弯扭变形段11。沿第一预设方向，即图1中箭头所指方向，多个微通道换热管100在弯扭变形段11处前后插接。可以理解，沿着该箭头指向的方向，前侧的微通道换热管100的弯扭变形段11后部插入相邻后侧的微通道换热管100的弯扭变形段11内。
29.微通道换热管100在的两段平直段12的端部分别插接并连通至第一集流管200和第二集流管300。翅片400夹设于相邻微通道换热管100的平直段12之间，而在弯扭变形段11处不设置翅片400，这样，在微通道换热器工作的过程中，弯扭变形段11基本不参与换热。
30.以下给出一种在微通道换热管100上加工出弯扭变形段11的方式：
31.s100将全部的微通道换热管100两端分别与第一集流管200和第二集流管300插接，形成一个整体；
32.s200在微通道换热管100大致长度中央的位置选定长度为l的管段作为弯扭变形段11加工的毛坯；
33.s300以适当的方式在步骤s200中毛坯上临近两段平直段12的位置加工出两段扭转部111；
34.s400通过适当的折弯设备将两段扭转部111之间的毛坯折弯形成折弯部112。
35.为了使多个微通道换热管100在弯扭变形段11处形成前后插接的相对位置关系，在步骤s100中，微通道换热管100向第一集流管200和第二集流管300上插接时，控制相邻微通道换热管100之间的间距，即可使得相邻的微通道换热管100在步骤s300的扭转部111加工完成后已经前后搭接，在步骤s400中加工折弯部112时，相互搭接的两根微通道换热管100中，后侧的微通道换热管100会下压前侧的微通道换热管100的尾部，从而形成前后倾斜，并使得弯扭变形段11处形成近似漏斗形的结构。
36.如图3中所示，每个弯扭变形段11的折弯部112处形成有半径为r的前侧弧部，以及半径为r的后侧弧部，其中：在微通道换热器处于组装状态时，前侧弯扭变形段11的后侧弧部插入至后侧弯扭变形段11的前侧弧部内，并且，前后插接的相邻两个微通道换热管100在插接部位处还可以内外抵接，以进一步提高微通道换热器的局部强度，同时还可以减少折弯部112处的漏风情况。这里所指的r和r，均是指图3中所标记的、折弯处微通道换热管100内侧的半径。
37.该前侧弧部的半径r大于后侧弧部的半径r，即r＞r。这是由于：在微通道换热管的弯扭变形段11处同时存在着扭转和折弯两种形变，这导致在以预设的折弯半径进行折弯时，微通道换热管100的局部已经存在扭转变形，在两种变形的叠加下，沿微通道换热管100的管宽方向，折弯部112处的一侧边缘变形至稍大于该预设的折弯半径，而另一侧边缘变形至稍小于该预设的折弯半径。参考图2中的标记所示，以下描述中：以t表示平直段12处的管厚，即，微通道换热管100在毛坯状态下的管厚，以t表示微通道换热管100的管宽。结合图2
和图3中所示，在折弯部112处，后侧弧部的半径r与管厚t之间满足如下关系：5.5t≤r≤25t。
38.由前所述，在折弯时，后侧弧部的半径r相比于预设的折弯半径是减小的，而随着该半径r的减小，微通道换热管100在该局部位置可能会出现过大的变形，该过大的变形会使得微通道换热管100内后侧弧部附近的微通道受到挤压而破坏，因此，为了避免内部的微通道遭到挤压破坏，限制r的最小值大于等于5.5倍的管厚t。
39.同时，由于弯扭变形段11处均不设置翅片，因此，微通道换热管100的这部分管段在换热器工作时并不参与换热，虽然，限制r的最小值有利于避免内部微通道遭到挤压破坏，但无限制的增大r，会导致弯扭变形段11的长度变大，相应的，微通道换热管100中不参与换热的管长会加长，不利于换热器整体的换热效率。尤其是，当r取较大的值后，折弯部112处的折弯变得不明显，冷凝水容易在折弯部112处凝结并下滴，这是换热器中需要避免的情况，因此，限制r不超过25倍的管厚t，有利于避免上述不利影响。
40.可以理解，不同于普通的圆管和板料，微通道换热管100由于其内部特殊的微通道结构，使得其在扭转、折弯中有着独特的变形效果，而并不像规则的管、板在扭转和折弯时表现出的形变特点。通过大量的研究与试制，发明人发现：通过控制后侧弧部的半径r与管厚t之间的相对倍数，可以很好地控制微通道换热管100的局部变形程度。
41.进一步地，1＜r/r＜1.2。由前所述，在折弯和扭转两种变形的影响下，前侧弧部半径r相比于预设的折弯半径会变大，而后侧弧部的半径相比于预设的折弯半径会变小，两者变化的比例过分大时，会使得弯扭变形段11的变形过大，而想要两者变化的比例小，需要延长弯扭变形段11的毛坯长度，这显然会影响微通道换热器的换热性能，因此，选择两者的比值在1至1.2之间是合适的。
42.微通道换热管100在折弯时，可以被折弯成图1中所示的a型,也可以被折弯成n型，即双排折弯。其中：当对微通道换热管100进行a型折弯时，两段平直段12之间的夹角θ为一个锐角；而当对微通道换热管100进行双排折弯时，两段平直段12之间的夹角θ接近0
°
，即，两平直段12接近平行。
43.当微通道换热管100的两段平直段12之间的夹角θ满足23
°
≤θ≤70
°
时，扭转部111的长度为1.05t≤l2≤1.25t。应当理解，为了便于加工，这里所称“扭转部111的长度l2”为微通道换热管100相应管段在扭转折弯加工前的毛坯长度，这一参数可以在扭转加工微通道换热管100前方便地被测量。由前所述，弯扭变形段11处存在的是复杂的弯扭组合变形，两者存在不确定的相互影响，限制1.05t≤l2≤1.25t，可以在扭转加工时，就将折弯加工时两段平直段12之间成型夹角θ考虑在内，进而避免扭转加工导致微通道换热管100局部变形基本达到临界状态(即微通道换热管100并无明显破坏发生)，而折弯加工时微通道换热管100的进一步变形使得最终管壁破裂或局部的微通道遭到破坏。
44.进一步地，将前述r与管厚t之间的关系考虑在内，并综合考虑微通道换热管100的其他变形因素影响，弯扭变形段11加工前的毛坯长度l满足6tπ(180-θ)+2.2t≤l≤25.5tπ(180-θ)+2.5t。可以理解，以单个微通道换热管100为研究对象，其弯扭变形段11的实际长度应当是两段扭转部111的长度叠加一段折弯部112的长度，而考虑了一定的设计误差后，按照上述关系限定弯扭变形段11加工前的毛坯长度l，有利于避免微通道换热管100局部变形过大导致内部微通道受破坏，同时避免无翅片段过长影响微通道换热器的其他性能。
45.类似地，在双排折弯微通道换热管100的实施方式中，当微通道换热管100的两段平直段12之间的夹角θ满足0
°
≤θ≤5
°
时，扭转部111的长度为1.5t≤l2≤3.5t。而进一步地，在这种实施方式中，弯扭变形段11加工前的毛坯长度l满足6tπ(180-θ)+3.1t≤l≤25.5tπ(180-θ)+7t。
46.在一些实施方式中，扭转部111相对于平直段12扭转的角度β满足50
°
≤β≤90
°
，这样有利于保证扭转部111的加工效果。
47.在折弯微通道换热管时，折弯部112处的管厚t1相比于平直段12处的管厚t可能会存在一定程度的缩小。即，在r接近5.5t时，折弯部112处微通道换热管100形变明显，此时，可能出现t1≤t的情况，将t1控制在0.95t≤t1≤t的范围内，有利于避免微通道换热管100局部位置出现过大的变形。
48.以上所述实施方式的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施方式中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
49.本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本实用新型要求保护的范围内。