不锈钢小管径热交换设备的制作方法

1.本发明涉及热管理技术领域，具体涉及一种新型管路设计的不锈钢小管径热交换设备。


背景技术：

2.换热器是热管理系统的关键部件之一。换热器除了换热效率尽可能高外，必须有较高的承压能力，可分为管翅式、板式、壳管式、板翅式、套管式和微通道等。上述换热器虽型式不同，但所用材料大多是紫铜或铝。
3.目前在热交换器材料使用最多的是铜材，使用铜材制造热交换器具有加工技术成熟，换热效率高，体积较小等特点。但由于铜材料价格较贵，是不可再生资源，随着新型产业的发展，对铜材的消耗带来爆发式增长，进而带来成本上升，这对企业长期发展不利，且铜质换热器在水质差的地方存在易腐蚀损坏现象，给企业维护产品带来成本压力。
4.不锈钢材料具有独特的强度、较高的耐磨性、优越的防腐性能及不易生锈的优良特性，广泛应用于各种行业。相对于铜、铝热交换器，不锈钢热交换器的优势在于成本较低，具有更好的防腐蚀能力，应用时间更长。在欧洲市场，供热产品中多数换热器都是采用不锈钢材质，经过市场几十年的验证，不锈钢换热器具有的综合优势得到充分验证。
5.但是相对于不锈钢材料，铜材料具有延展性好，导热性好的优势，尤其在制备小管径热交换器的方案中，采用铜材质能够更容易实现产品稳定的结构。
6.因此，研究小管径热交换器不锈钢替代铜方面，如何提高产品热交换效率，实现产品稳定性是研究的重点和难点。


技术实现要素：

7.为解决上述技术问题，本发明提供一种全新管路设计的不锈钢小管径热交换设备，导热性好于传统管径的铜热交换设备，延展性好，产品稳定。
8.基于此，本发明提供了一种不锈钢小管径热交换设备，其包括：第一汇流室、第二汇流室、第一汇流室托盘、第二汇流室托盘、第一管接头、第二管接头、导流管组和散热片；
9.第一汇流室的开口部位沿对应的第一汇流室托盘边沿密封焊接，第二汇流室的开口部位沿对应的第二汇流室托盘边沿密封焊接，构成流体输入和输出腔；
10.第一汇流室和第二汇流室内设多个子汇流室；
11.导流管组平行排列，分别通过第一汇流室托盘和第二汇流室托盘上的圆孔与子汇流室导通，实现导流管组内的流体转向。
12.所述导流管组的数量优选为25根，分为8组，其中1组为4根平行设置，剩余7组为3根平行设置。
13.所述导流管组的外径尺寸优选为小于等于φ4mm。
14.所述第一汇流室和第二汇流室的子汇流室的数量分别优选为8个。
15.第一汇流室中的第一子汇流室设置为等边三角形，对应流通的导流管组为3根，每
个顶角位置对应导流管组的位置。
16.第一汇流室中的第五子汇流是设置为等边棱形，对应流通的导流管组为4根，每个顶角位置对应导流管组的位置。
17.散热片上设有与导流管组数量相等的圆孔，所述导流管组穿过圆孔实现散热片与导流管组垂直安装设置。
18.所述第一管接头焊接在第一汇流室上的第一子汇流室，作为制冷剂进入的入口，所述第二管接头焊接在第一汇流室上的第五子汇流室，作为制冷剂的出口。
19.所述小管径热交换设备除散热片外，均为不锈钢材质，散热片采用铜材或铝材。
20.有益的效果
21.本发明提供的全新管路设计的不锈钢小管径热交换设备，导热性好于传统管径的铜热交换设备，延展性好，产品稳定。
附图说明
22.图1为本发明提供的不锈钢小管径热交换设备立体图；
23.图2本发明提供的不锈钢小管径热交换设备主视图；
24.图3本发明提供的不锈钢小管径热交换设备主视图a
‑
a剖视；
25.图4本发明提供的不锈钢小管径热交换设备主视图b
‑
b剖视；
26.图5本发明提供的不锈钢小管径热交换设备汇流室局部图；
27.图6本发明提供的不锈钢小管径热交换设备汇流室局部图；
28.图7本发明提供的不锈钢小管径热交换设备汇流室托盘局部图；
29.图8本发明提供的不锈钢小管径热交换设备对应剖视制冷液流向图。
30.其中，1
‑
第一汇流室；1.1
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第一子汇流室；1.2
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第二子汇流室；1.3
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第三子汇流室；1.4
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第四子汇流室；1.5
‑
第五子汇流室；1.6
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第六子汇流室；1.7
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第七子汇流室；1.8
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第八子汇流室；1.9
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第一管接头；1.10
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第二管接头；2
‑
汇流室托盘；3
‑
导流管组；3.1
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第一导流管；3.2
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第二导流管；3.3
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第三导流管；3.4
‑
第四导流管；3.5
‑
第五导流管；3.6
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第六导流管；3.7
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第七导流管；3.8
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第八导流管；3.9
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第九导流管；3.10
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第十导流管；3.11
‑
第十一导流管；3.12
‑
第十二导流管；3.13
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第十三导流管；3.14
‑
第十四导流管；3.15
‑
第十五导流管；3.16
‑
第十六导流管；3.17
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第十七导流管；3.18
‑
第十八导流管；3.19
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第十九导流管；3.20
‑
第二十导流管；3.21
‑
第二十一导流管；3.22
‑
第二十二导流管；3.23
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第二十三导流管；3.24
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第二十四导流管；3.25
‑
第二十五导流管；4
‑
散热片；5
‑
第二汇流室；5.1
‑
第一子汇流室；5.2
‑
第二子汇流室；5.3
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第三子汇流室；5.4
‑
第四子汇流室；5.5
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第五子汇流室；5.6
‑
第六子汇流室；5.7
‑
第七子汇流室；5.8
‑
第八子汇流室。
具体实施方式
31.基于此，本发明提供了一种不锈钢小管径热交换设备，其包括：第一汇流室、第二汇流室、第一汇流室托盘、第二汇流室托盘、第一管接头、第二管接头、导流管组和散热片；
32.第一汇流室的开口部位沿对应的第一汇流室托盘边沿密封焊接，第二汇流室的开口部位沿对应的第二汇流室托盘边沿密封焊接，构成流体输入和输出腔；
33.第一汇流室和第二汇流室内设多个子汇流室；
34.导流管组平行排列，分别通过第一汇流室托盘和第二汇流室托盘上的圆孔与子汇流室导通，实现导流管组内的流体转向。
35.所述导流管组的数量优选为25根，分为8组，其中1组为4根平行设置，剩余7组为3根平行设置。
36.所述导流管组的外径尺寸优选为小于等于φ4mm。
37.所述第一汇流室和第二汇流室的子汇流室的数量分别优选为8个。
38.第一汇流室中的第一子汇流室设置为等边三角形，对应流通的导流管组为3根，每个顶角位置对应导流管组的位置。
39.第一汇流室中的第五子汇流是设置为等边棱形，对应流通的导流管组为4根，每个顶角位置对应导流管组的位置。
40.散热片上设有与导流管组数量相等的圆孔，所述导流管组穿过圆孔实现散热片与导流管组垂直安装设置。
41.所述第一管接头焊接在第一汇流室上的第一子汇流室，作为制冷剂进入的入口，所述第二管接头焊接在第一汇流室上的第五子汇流室，作为制冷剂的出口。
42.所述小管径热交换设备除散热片外，均为不锈钢材质，散热片采用铜材或铝材。
43.本发明还提供了不锈钢小管径热交换设备的制备方法，其包括：
44.第一步：制备散热片，
45.1)冲压成型，通过冲压模具冲压，在铝片(或铜片)上冲压出扰流圆片，形成半成品孔，孔径4.1mm；
46.2)裁剪，散热片下料完成。
47.第二步：制备不锈钢管：通过盘管校直切断机对铜管进行校直、定尺、切割下料；
48.第三步：制备不锈钢水嘴：通过不锈钢钢管切断机对不锈钢管进行校直、定尺、切割下料；
49.第四步：制备汇流室：不锈钢板材通过下料、热处理、冲压成型、裁边、定位打孔、打磨修正、去毛刺，完成汇流室制作；
50.第五步：制备水室托：通过冲压模具，在不锈钢板材上冲压成型、裁剪制作；
51.第六步：穿管：散热片按照一定方向依次排列、对齐，将不锈钢管穿过成品孔位，完成翅片穿管工作；
52.第六步：胀管：通过胀管机完成内直管胀接工作，依靠不锈钢管和翅片的弹塑性变形达到胀紧，使铜管与散热片结合部分完美贴合；
53.第七步：焊接：
54.1)水嘴与汇流室通过激光熔覆焊接；
55.2)不锈钢管外壁与水室托定位孔通过激光熔覆焊接；
56.3)整体组装后激光熔覆焊接
57.第八步：表面清洁：除油、除焊渣。
58.第九步：检漏，将换热器充入5
‑
6mpa压缩空气，整体放入水池，保压一定时间(例如30s)，无气泡产生，说明无漏点。
59.第十步：干燥，利用离心机、烘干机去除表面水分；
60.第十一步：校形，人工利用镊子对的弯曲变形翅片修正；
61.第十二步：表面处理，根据需要进行喷漆。
62.以下采用实施例和附图来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。
63.实施例
64.如图1和图2所示，本发明提供了一种用于不锈钢小管径热交换设备，其包括：第一汇流室1、第二汇流室5、第一汇流室托盘2、第二汇流室托盘2、第一管接头1.9、第二管接头1.10、导流管组3和散热片4，第一汇流室1与第二汇流室5分别焊接固定在上汇流室托盘2上，两汇流室构成独立的流体输入与输出腔；
65.第一汇流室1分布独立的第一子汇流室1.1至第八子汇流室1.8，共计8个汇流室；第一管接头1.9焊接在第一子汇流室1.1上，并与第一子汇流室1.1导通；第二管接头1.10焊接在第八汇流室1.8上，并与第八子汇流室1.8导通。
66.在第一汇流室托盘和第二汇流室托盘之间垂直安装8组平行的导流管组，共计25根管；8组导流管组分别与第一汇流室1与第二汇流室5对应的子汇流室导通，从而实现流体转向。
67.第一汇流室1与第二汇流室5的开口部位边沿与对应的汇流室托盘2边沿进行密封焊接。
68.在导流管的外圆上安一定间隔，无间隙安装一定数量的矩形金属散热片4，散热片4的平面与导流管组3垂直。
69.在图5中，第一汇流室1分布独立的第一子汇流室1.1至第八子汇流室1.8共计8个汇流室；第一管接头1.9焊接在第一子汇流室1.1上，并与第一子汇流室1.1导通；第二管接头1.10焊接在第八子汇流室1.8上，并与第八子汇流室1.8导通；
70.在图6中，第二汇流室5分布独立的第一子汇流室5.1至第八子汇流室5.8：
71.在图7中，汇流室托盘2上设置有配合导流管组3的安装孔；
72.第二汇流室的各子汇流室与导流管的连接情况在图3中展示：第一汇流室5.1接通导流管3.1、导流管3.2、导流管3.3；第二子汇流室5.2接通导流管3.4、导流管3.5、导流管3.6；第三子汇流室5.3接通导流管3.7、导流管3.8、导流管3.9；第四子汇流室5.4接通导流管3.10、导流管3.11、导流管3.12；第五子汇流室5.5接通导流管3.13、导流管3.14、导流管3.15；第六子汇流室5.6接通导流管3.16、导流管3.17、导流管3.18；第七子汇流室5.7接通导流管3.19、导流管3.20、导流管3.21；第八子汇流室5.8接通导流管3.22、导流管3.23、导流管3.24、导流管3.25。
73.第一汇流室的各子汇流室与导流管的连接情况在图4中展示：
74.第一子汇流室1.1一端接通第一管接头1.9，另一端接通导流管3.1、导流管3.13、导流管3.14；
75.第二子汇流室1.2接通导流管3.2、导流管3.3、导流管3.4；
76.第三子汇流室1.3接通导流管3.5、导流管3.6、导流管3.7；
77.第四子汇流室1.4接通导流管3.8、导流管3.9、导流管3.10；
78.第五子汇流室1.5接通导流管3.15、导流管3.16、导流管3.17；第六子汇流室1.6接通导流管3.18、导流管3.19、导流管3.20；第七子汇流室1.7接通导流管3.21、导流管3.22、导流管3.23；第八子汇流室1.8一端接通第二管接头1.10，另一端接通导流管3.11、导流管
3.12、导流管3.24、导流管3.25：
79.在图8中，当第二管接头1.10为进液口，第一管接头1.9为出液口时的导流图。
80.散热性能比对
81.通过与市场上规格相近铜换热器试验：
82.试验条件
83.室内环境温度为21.98℃，水箱水温从21.98℃开始加热，通过水箱温控装置设定加热温度为100℃，利用水泵实现系统水循环(水箱
‑
水泵
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换热器
‑
水箱)，并测量水箱的温度，测试时间为2h，查看水箱最终稳定温度，选择本实施例制备的不锈钢小管径热交换设备和市场上主流产品，宁波塞顿出品的a31铜管换热器做对比，具体结果见下表1。
[0084][0085]
通过此表可以看出，在同样的测试外部参数下，本发明与市场规格相近的换热器相比：在几乎同样的散热效果下，本发明重量轻、体积小。
[0086]
所有上述的首要实施这一知识产权，并没有设定限制其他形式的实施这种新产品和/或新方法。本领域技术人员将利用这一重要信息，上述内容修改，以实现类似的执行情况。但是，所有修改或改造基于本发明新产品属于保留的权利。
[0087]
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。