CN111912280A

CN111912280A - 扁管、换热器及热泵热水器

Info

Publication number: CN111912280A
Application number: CN201910384789.8A
Authority: CN
Inventors: 魏文建; 马文勇
Original assignee: Zhejiang Dunan Thermal Technology Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Dunan Thermal Technology Co Ltd
Priority date: 2019-05-09
Filing date: 2019-05-09
Publication date: 2020-11-10

Abstract

本发明提供了一种扁管、换热器及热泵热水器。扁管包括第一金属薄板和第二金属薄板，所述第一金属薄板和所述第二金属薄板相对应的两侧边固定连接后形成导流通道，所述第一金属薄板为平板状金属薄板，所述第二金属薄板上设置有朝向所述第一金属薄板凸出的凸起，所述凸起的顶部固定连接在所述第一金属薄板上。通过第一金属薄板的作用，能够大大提高换热器与热泵热水器的内胆的接触面积，提高热泵热水器的工作效率。与此同时，由于本发明中的扁管的第二金属薄板上设置有凸起，该凸起与第二金属薄板固定连接，能够有效提高本发明中的扁管的结构强度，提高本发明中的扁管的使用寿命。

Description

扁管、换热器及热泵热水器

技术领域

本发明涉及换热装置技术领域，具体而言，涉及一种扁管、换热器及热泵热水器。

背景技术

目前，现有技术中的换热器扁管采用多孔微通道扁管(换热管)，该扁管是采用热挤工艺生产，均为线条状结构，内部线孔相互独立。

此外，现有技术中的扁管由两片平板状的复合铝板冲压、板拼焊而成；且两片平板状的复合铝板的焊边为直焊边，直焊边强度较弱，平板状复合板中部没有任何定位结构，结构强度较低。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种扁管、换热器及热泵热水器，以解决现有技术中的扁管的强度低的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种扁管，包括第一金属薄板和第二金属薄板，所述第一金属薄板和所述第二金属薄板相对应的两侧边固定连接后形成导流通道，所述第一金属薄板为平板状金属薄板，所述第二金属薄板上设置有朝向所述第一金属薄板凸出的凸起，所述凸起的顶部固定连接在所述第一金属薄板上。

进一步地，所述扁管包括中部管段和位于所述中部管段两端的缩口连接段，所述缩口连接段的宽度小于所述中部管段的宽度，所述凸起位于所述中部管段上。

进一步地，所述缩口连接段靠近所述中部管段的一端设置有辅助定位部。

进一步地，所述第二金属薄板位于所述缩口连接段的位置处设置有朝向所述第一金属薄板凸出的凸包，所述凸包固定连接在所述第一金属薄板上形成所述辅助定位部。

进一步地，所述辅助定位部呈长条状结构，所述辅助定位部为多个，多个所述长条状结构沿所述缩口连接段的宽度方向间隔布置。

进一步地，所述凸起和所述凸包均通过焊接方式固定连接在所述第一金属薄板上，且所述凸包与所述第一金属薄板的焊接面积大于所述凸起与所述第一金属薄板的焊接面积。

进一步地，所述第二金属薄板沿长度方向延伸的两侧设置有压条，所述压条焊接固定在所述第一金属薄板上，且所述压条靠近所述扁管中心的侧边为凹凸边，所述压条远离所述扁管中心的侧边为直线边。

进一步地，所述凹凸边为锯齿边或波纹形侧边。

根据本发明的另一方面，提供了一种换热器，包括扁管和集流管，所述扁管连接在两根所述集流管之间，所述扁管为上述的扁管。

进一步地，所述扁管的宽度方向与所述集流管的长度方向一致，且所述扁管的第一金属薄板位于所述换热器的同一侧。

根据本发明的再一方面，提供了一种热泵热水器，包括换热器和内胆，所述换热器为上述的换热器，所述换热器的第一金属薄板贴靠所述内胆设置，且所述第一金属薄板与所述内胆之间设置有导热结构。

应用本发明的技术方案，由于本发明中的扁管具有呈平板状设置的第一金属薄板，实际安装时，扁管的宽度方向与集流管的长度方向一致，且扁管的第一金属薄板位于换热器的同一侧。使用时，可以使得换热器的第一金属薄板贴靠内胆设置，通过该第一金属薄板的作用，能够大大提高本发明中的换热器与热泵热水器的内胆的接触面积，进而提高本发明中换热器与内胆的换热效率，提高热泵热水器的工作效率。与此同时，由于本发明中的扁管的第二金属薄板上设置有凸起，该凸起与第二金属薄板固定连接，能够有效提高本发明中的扁管的结构强度，提高本发明中的扁管的使用寿命。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示意性示出了本发明的扁管的分解图；

图2示意性示出了本发明的扁管的立体图；

图3示意性示出了图2中的M区域的放大图；

图4示意性示出了本发明的扁管的主视图；

图5示意性示出了本发明的图4中的A-A剖视图；

图6示意性示出了本发明的图4中的B-B和C-C剖视图；

图7示意性示出了本发明的扁管与集流管的连接图；

图8示意性示出了图7中的N区域的放大图；

图9示意性示出了本发明的第一实施例的换热器的主视图；

图10示意性示出了本发明的第二实施例的换热器的主视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、第一金属薄板；20、第二金属薄板；21、凸起；22、凸包；23、压条；24、凹凸边；25、直线边；30、导流通道；40、中部管段；50、缩口连接段；60、隔板；70、集流管；80、出口管；90、进口管；100、支架。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

参见图1至图10所示，根据本发明的实施例，提供了一种的热泵热水器，本实施例中的热泵热水器相比于燃煤锅炉、电热水器而言，热泵热水器是一种环保、高效、低碳的新型热水器，能够提高能源的利用率，便于对环境污染进行治理。

本实施例中的热泵热水器包括换热器和内胆，实际使用时，换热器设置在内胆的外周，便于与内胆进行换热以对内胆内的液体进行加热。

具体来说，本实施例中的换热器包括隔板60、集流管70、扁管、出口管80、进口管90以及支架100。

其中，扁管连接在两根集流管70之间，且扁管的两端分别与集流管70连接，出口管80和进口管90分别与扁管两端的集流管70连接，集流管70上设置有支架100，便于将换热器安装在内胆上。实际设计时，隔板60可以根据实际的流动需求进行设计。

在本发明的一种实施例中，扁管为多根，多根扁管沿集流管70的长度方向设置，换热器还包括隔板60，多块隔板60交错设置在扁管两端的集流管70上以使多根扁管串联连通，具体来说，本实施例中需要使冷媒在换热器内进行单根串联流程设置，只需要将隔板60交错设置在相邻两根扁管之间即可。这里的交错设置的意思是指：如果将扁管沿换热器的高度方向上编号为一、二、三.......，那么第一块隔板60设置在第一根集流管70的位于扁管一和扁管二之间的端部位置处，第二块隔板60设置在第二根集流管70的位于扁管二和扁管三之间的的端部位置处，第三块隔板60设置在第一根集流管70的位于扁管三和扁管四之间的的端部位置处，第四块隔板60设置在第二根集流管70的位于扁管四和扁管五之间的的端部位置处，依次循环即可。

当然，在本发明的其他实施例中，出口管80和进口管90可以同时连接在一根集流管70上，只要是在本发明的构思下的变形方式，均在本发明的保护范围之内。

本实施例中的扁管包括第一金属薄板10和第二金属薄板20，第一金属薄板10和第二金属薄板20相对应的两侧边固定连接后形成导流通道30以供冷媒流通，第一金属薄板10为平板状金属薄板，第二金属薄板20上设置有朝向第一金属薄板10凸出的凸起21，凸起21的顶部固定连接在第一金属薄板10上。

可见，由于本实施例中的扁管具有呈平板状设置的第一金属薄板10，实际安装时，扁管的宽度方向与集流管70的长度方向一致，且扁管的第一金属薄板10位于换热器的同一侧。使用时，可以使得换热器的第一金属薄板10贴靠内胆设置，通过该第一金属薄板10的作用，能够大大提高本实施例中的换热器与热泵热水器的内胆的接触面积，进而提高本实施例中换热器与内胆的换热效率，提高热泵热水器的工作效率。与此同时，由于本实施例中的扁管的第二金属薄板20上设置有凸起21，该凸起21与第二金属薄板20固定连接，能够有效提高本实施例中的扁管的结构强度，提高本实施例中的扁管的使用寿命。

本实施例中使扁管的宽度方向与集流管70的长度方向一致，在相同换热面积下，换热器的扁管数量可以明显减少，用材料更少，便于实现换热器的轻量化。

优选地，本实施例中的第一金属薄板10和第二金属薄板20均是通过铝板冲压而成，实际加工时，第一金属薄板10和第二金属薄板20拼焊加工形成扁管，更易于制成更宽的换热板，现行使用的多孔扁管通常在32mm以下，本实施例中的扁管采用冲压成型，轻松做到100mm以上，降低了换热器的生产成本。当然，在本发明的其他实施例中，还可以通过打销钉或螺钉等方式将第一金属薄板10和第二金属薄板20固定在一起，只要是能够提高扁管的结构强度的其他变形方式，均在本发明的保护范围之内。

本实施例中的扁管包括中部管段40和位于中部管段40两端的缩口连接段50，缩口连接段50的宽度小于中部管段40的宽度，通过缩口连接段50的作用，便于将扁管与集流管70连接在一起，相对于以往没有设置缩口连接段50的扁管而言，本实施例中的扁管结构能够在缩口连接段50处加大冷媒的流速，实际设计时，本实施例中的凸起21位于中部管段40上，便于提高本实施例中的扁管的整体结构强度。

本实施例中的凸起21为多个，凸起21呈鱼鳞形布置，相比于圆柱形布置的结构，本实施例中鱼鳞形布置的凸起21的结构更加紧凑，空间利用更充分，可以进一步提高扁管的结构强度，另外，来流方向压力角小，可以降低制冷剂的流动阻力，增加一次换热面积，可以强化换热。通过凸起21的作用，还能够使得扁管内容积更小，减少冷媒充注量。

优选地，本实施例中的缩口连接段50靠近中部管段40的一端设置有辅助定位部，通过该辅助定位部可以起到局部强化的作用，能够保证扁管端部和集流管70槽口搭配处能够承受高压，满足制冷行业换热器的耐压需求。

本实施例中的第二金属薄板20位于缩口连接段50的位置处设置有朝向第一金属薄板10凸出的凸包22，凸包22固定连接在第一金属薄板10上形成辅助定位部，结构简单，便于实现。

优选地，辅助定位部成长条状结构，辅助定位部为多个，多个长条状结构沿缩口连接段50的宽度方向间隔布置，可以起到引流作用，优化制冷剂入口分配，确保制冷剂在扁管的纵向截面内均匀地分布，最大限度地利用扁管的换热面积，从而提高换热器的换热效率。

在本发明的一种未示出的实施例中，相邻相两辅助定位部之间的间距从靠近缩口连接段50到中部管段40的方向逐渐变宽，便于对制冷剂进行均匀分配。优选地，多个辅助定位部在靠近缩口连接段50一侧的端部连线呈弧形，远离缩口连接段50一侧的端部的连线呈直线。优选地，在本发明的其他实施例中，多个长条状结构呈扇形布置，便于将制冷剂均匀地引流至中部管段40内。

本实施例中的凸起21和凸包22均通过焊接方式固定连接在第一金属薄板10上，且凸包22与第一金属薄板10的焊接面积大于凸起21与第一金属薄板10的焊接面积，能够有效提高扁管两端的结构强度，保证扁管与集流管70的连接强度。

本实施例中的第二金属薄板20沿长度方向延伸的两侧设置有压条23，压条23焊接固定在第一金属薄板10上，且压条23靠近扁管中心的侧边为凹凸边24，压条23远离扁管中心的侧边为直线边25。通过压条23的作用，通过凹凸边24的作用，便于增加扁管的可焊接面积，保证扁管焊接后换热器的密封性，同时起到边部强化的作用，能够显著提高扁管自身以及换热器的承压能力，满足制冷行业换热器的耐压需求。此外，凹凸边24的设计也可以对扁管内的制冷剂起到扰流的目的。

优选地，本实施例中的凹凸边24为锯齿侧边或波纹形侧边，便于增加扁管的可焊接面积，且结构简单，便于实现。当然，在本发明的其他实施例中，还可以将凹凸边24设置为锯齿侧边和波纹形侧边的结合或者其他凹凸的侧边，只要是在本发明的构思的下的其他变形方式，均在本发明的保护范围之内。

根据上述的实施例可以知道，本发明的扁管由第一金属薄板10和第二金属薄板20拼焊而成，第二金属薄板20由冲压加工而成，中部压出连续规则的凸起21，边部压出压条23，第一金属薄板10为平板，第一金属薄板10和第二金属薄板20相互配合并经过钎焊成为整体，形成本申请所述的扁管，扁管内部形成网格状的流通腔，可供冷媒介质流通，并且由于凸起21起支撑和强化作用，扁管能够承受较高的压力。扁管的两端为冷媒进出口，可设置凸包22，起强化和引流作用，端部可以略带缩口连接段50，结构上和集流管70的槽口相配合，起到装配定位的作用，此外，可以根据需要增加流程隔板60和支架100。

应用安装时，换热器的扁管缠绕在热水器的内胆上(内胆为储水容器)，为了克服换热管和桶壁不完全接触造成的间隙，消除空气热阻，可以用导热硅胶填塞间隙，进而形成导热结构，提高传热效率。

当热泵热水器启动工作时，换热器将作为冷凝器，介质为冷媒，冷媒在冷凝过程中放热，将热量传递给内胆并加热内部储存的水，达到使水变热的目的。此外，使用时，换热器需承受冷媒的工作压力(例如：R22不超过3.0MPa，R410A不超过4.5MPa)，以及，通常要求3倍安全系数的试验压力(例如：R22为9.0MPa，R410A为13.5MPa)。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

(1)该扁管是由两片复合铝板冲压、拼焊而成，第二金属薄板冲压出一定规律的中部凸起和压条，第一金属薄板为平板，两块板片互相贴合，钎焊后第二金属壁板的中部凸起和压条与第一金属薄板被完全焊接，中部形成密闭的流道(进口，出口除外)，中部凸起起到力学强化和换热强化的作用，边部凸起焊后起到密封作用；

(2)该扁管的进口和出口有缩口连接段，用于与集流管槽口相配合，能够起到装配定位的作用；

(3)通过隔板进行任意流程设计，隔板数量和位置依据设计需要可以灵活调整；

(4)出口管、进口管可以依据安装需要灵活设置在同侧集流管或两侧集流管上，位置亦可灵活调整；

(5)安装时，第一金属薄板与内胆外壁接触，用以增大接触面积，可辅助填充导热硅胶，增加换热效率。

(6)扁管端部设置长条状大焊点，可以起到局部强化的作用，保证扁管端部和集流管槽口搭配处(通常为薄弱环节)能够承受高压；扁管边部设置弧形焊边，目的增加可焊面积，保证焊后换热器的密封性，同时起到边部强化的作用，以满足制冷行业对换热器耐压的要求；长条状大焊点可以起到引流作用，优化制冷剂入口分配，确保制冷剂在扁管的纵向截面内均匀地分布，最大限度地利用扁管的换热面积，从而提高换热器的换热效率。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种扁管，其特征在于，包括第一金属薄板(10)和第二金属薄板(20)，所述第一金属薄板(10)和所述第二金属薄板(20)相对应的两侧边固定连接后形成导流通道(30)，所述第一金属薄板(10)为平板状金属薄板，所述第二金属薄板(20)上设置有朝向所述第一金属薄板(10)凸出的凸起(21)，所述凸起(21)的顶部固定连接在所述第一金属薄板(10)上。

2.根据权利要求1所述的扁管，其特征在于，所述扁管包括中部管段(40)和位于所述中部管段(40)两端的缩口连接段(50)，所述缩口连接段(50)的宽度小于所述中部管段(40)的宽度，所述凸起(21)位于所述中部管段(40)上。

3.根据权利要求2所述的扁管，其特征在于，所述缩口连接段(50)靠近所述中部管段(40)的一端设置有辅助定位部。

4.根据权利要求3所述的扁管，其特征在于，所述第二金属薄板(20)位于所述缩口连接段(50)的位置处设置有朝向所述第一金属薄板(10)凸出的凸包(22)，所述凸包(22)固定连接在所述第一金属薄板(10)上形成所述辅助定位部。

5.根据权利要求3所述的扁管，其特征在于，所述辅助定位部呈长条状结构，所述辅助定位部为多个，多个所述长条状结构沿所述缩口连接段(50)的宽度方向间隔布置。

6.根据权利要求4所述的扁管，其特征在于，所述凸起(21)和所述凸包(22)均通过焊接方式固定连接在所述第一金属薄板(10)上，且所述凸包(22)与所述第一金属薄板(10)的焊接面积大于所述凸起(21)与所述第一金属薄板(10)的焊接面积。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的扁管，其特征在于，所述第二金属薄板(20)沿长度方向延伸的两侧设置有压条(23)，所述压条(23)焊接固定在所述第一金属薄板(10)上，且所述压条(23)靠近所述扁管中心的侧边为凹凸边(24)，所述压条(23)远离所述扁管中心的侧边为直线边(25)。

8.根据权利要求7所述的扁管，其特征在于，所述凹凸边(24)为锯齿边或波纹形侧边。

9.一种换热器，包括扁管和集流管(70)，所述扁管连接在两根所述集流管(70)之间，其特征在于，所述扁管为权利要求1至8中任一项所述的扁管。

10.根据权利要求9所述的换热器，其特征在于，所述扁管的宽度方向与所述集流管(70)的长度方向一致，且所述扁管的第一金属薄板(10)位于所述换热器的同一侧。

11.根据权利要求9所述的换热器，其特征在于，所述换热器还包括出口管(80)和进口管(90)，所述出口管(80)和所述进口管(90)设置在同一根所述集流管(70)上或者分别设置在所述扁管两端的所述集流管(70)上。

12.根据权利要求9所述的换热器，其特征在于，所述扁管为多根，多根所述扁管沿所述集流管(70)的长度方向设置，所述换热器还包括隔板(60)，多块所述隔板(60)交错设置在所述扁管两端的所述集流管(70)上以使多根所述扁管串联连通。

13.一种热泵热水器，包括换热器和内胆，其特征在于，所述换热器为权利要求9至12中任一项所述的换热器，所述换热器的第一金属薄板(10)贴靠所述内胆设置，且所述第一金属薄板(10)与所述内胆之间设置有导热结构。