大尺度绕带式螺旋微通道换热器及其钎焊工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种大尺度绕带式螺旋微通道换热器及其钎焊工艺，涉及换热器技术领域。其包括壳体、位于壳体内的换热器主体，冷流体微通道管管板一、冷流体微通道管管板二、热流体微通道管管板一、热流体微通道管管板二，冷流体入口管、冷流体出口管、热流体出口管、热流体入口管，换热器主体为模块化设计，包括平行设计的第一模块和第二模块，所述的第一模块、第二模块均由m层螺旋微通道管依次缠绕形成，其中，所述的4≤m≤16，并且m为偶数。本发明专利技术通过冷流体和热流体的逆流换热，从而使得换热更为充分，由于冷热流体均在微通道管内进行流动，因此不存在结霜现象，整体换热更加均匀。整体换热更加均匀。整体换热更加均匀。

【技术实现步骤摘要】
大尺度绕带式螺旋微通道换热器及其钎焊工艺


[0001]本专利技术涉及换热器
，具体涉及一种螺旋微通道换热器。

技术介绍

[0002]微通道换热器作为一种紧凑高效的新型换热设备，主要应用于汽车和空调行业，其中微通道和翅片结合应用在制冷剂和高温气体的换热。采用微通道形式的换热，不仅结构紧凑整体体积重量小，而且其换热性能十分优异，换热面积大且整体换热效率高。微通道换热器目前在工业生产中的应用相对较少，其优异的换热性能和紧凑的结构还未得到更广泛的应用。
[0003]目前，空调和汽车用微通道换热器多为微通道管与翅片的层状结构，其中微通道管中工质为制冷剂，翅片管中为高温空气。由于其结构的限制，换热设备无法应用于工质均为液体的换热，结构限制了其在工业等领域中的应用。现有技术中由微通道管与翅片组成的微通道换热器其所存在的技术缺陷主要有以下两点：其一、当冷热流体换热工质温度较低时，换热器表面温度低于水的冰点，换热器外表面会产生结霜的现象，从而堵塞空气流，严重影响换热器的换热性能；其二、由于微通道管管壁较薄，不规范的钎焊工艺和温度选择会破坏管壁造成流体的泄漏，进而影响换热器性能。
[0004]由此可见，现有技术有待于进一步改进。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的之一在于提供一种大尺度绕带式螺旋微通道换热器，其通过冷流体和热流体的逆流换热，从而使得换热更为充分，同时由于冷热流体均在微通道管内进行流动，因此不存在结霜现象，整体换热更加均匀。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
[0007]一种大尺度绕带式螺旋微通道换热器，其包括壳体及位于壳体内的换热器主体，还包括冷流体微通道管管板一、冷流体微通道管管板二、热流体微通道管管板一和热流体微通道管管板二，所述的冷流体微通道管管板一的端口处设置有冷流体入口管，所述的冷流体微通道管管板二的端口处设置有冷流体出口管，所述的热流体微通道管管板一的端口处设置有热流体出口管，所述的热流体微通道管管板二的端口处设置有热流体入口管；
[0008]所述换热器主体为模块化设计，包括平行设计的第一模块和第二模块，所述的第一模块、第二模块均由m层螺旋微通道管依次缠绕形成，其中，所述的4≤m≤16，并且m为偶数；经过m层螺旋微通道管依次缠绕形成的第一模块和第二模块的断面结构为圆形；
[0009]在所述的第一模块中，位于奇数层的螺旋微通道管中通入热流体，位于偶数层的螺旋微通道管中通入冷流体；
[0010]在所述的第二模块中，位于奇数层的螺旋微通道管中通入冷流体，位于偶数层的螺旋微通道管中通入热流体；
[0011]在第一模块和第二模块每层螺旋微通道管的外围均设置有钎料箔片，所述的钎料
箔片的厚度为0.05～0.15mm，相邻的螺旋微通道管层将所述的钎料箔片紧密贴合在一起；
[0012]所述的冷流体微通道管管板一和热流体微通道管管板一位于换热器主体的前端，其中冷流体微通道管管板一与换热器主体相互平行，热流体微通道管管板一垂直于冷流体微通道管管板一，且位于换热器主体的上方；所述的冷流体微通道管管板二和热流体微通道管管板二位于换热器主体的后端，其中冷流体微通道管管板二与换热器主体相互平行，热流体微通道管管板二垂直于冷流体微通道管管板二，且位于换热器主体的下方；
[0013]冷流体经过冷流体入口管从前端进入第一模块中，在第一模块中经过螺旋流动后，经冷流体出口管从后端排出；热流体经过热流体入口管从下端进入第一模块中，在第一模块中经过螺旋流动后，经热流体出口管从上端排出，从而形成在所述的第一模块中的冷流体和热流体流向逆向。
[0014]上述技术方案所带来的直接有益技术效果为：
[0015]第一模块和第二模块均采用多层螺旋微通道管缠绕而成，其每层缠绕轨迹均为圆柱螺旋线的形式，可增加流体湍流提高换热系数。
[0016]冷热流体换热均采用微通道管的结构并间隔布置，即：相邻层的螺旋微通道管分别采用热流体和冷流体，冷热流体交替布置，每个通入冷流体的螺旋微通道管的内外层为热流体。在螺旋流动的同时，冷热流体方向为对流，换热更为充分。
[0017]作为本专利技术的一个优选方案，相邻的螺旋微通道管之间的层距为0.1～0.15mm。
[0018]作为本专利技术的另一个优选方案，用于通入冷流体的螺旋微通道管的入口和出口设置为90
°
弯管，用于通入热流体的螺旋微通道管的入口和出口设置直边段。
[0019]上述技术方案直接带来的有益技术效果为：
[0020]通入冷流体的螺旋微通道管的入口和出口设置为90
°
弯管，用于通入热流体的螺旋微通道管的入口和出口设置直边段，这样的设计方式可实现冷热流体的进出口的分别集中。
[0021]进一步优选，上述的壳体采用分体设计，包括前端盖、后端盖和壳主体，在前端盖和后端盖上连接有支撑筒，所述的支撑筒用于对换热器主体进行支撑。
[0022]上述技术方案所带来的直接有益技术效果为：
[0023]对换热器模块化设计，两个缠绕包扎的微通道模块通过支撑筒固定；整体壳体采用分体设计，由前后端盖和筒体组成，便于设备安装。
[0024]进一步优选，第一模块、第二模块与冷流体微通道管管板一、热流体微通道管管板一、冷流体微通道管管板二及热流体微通道管管板二通过钎焊工艺连接在一起。
[0025]本专利技术的另一个目的在于提供一种大尺度绕带式螺旋微通道换热器的钎焊工艺，所述的钎焊工艺是指将相邻层的螺旋微通道管焊接在一起，包括以下步骤：
[0026]a、将卷绕而成且相邻的螺旋微通道管之间放置有钎料的管束放置在真空钎焊炉中进行抽真空；
[0027]b、加热、保温
[0028]第一阶加温阶段：钎焊炉缓慢升温至700～750℃，升温时间为40～60min；
[0029]第一保温阶段：经第一阶加温阶段后的微通道管束在钎焊炉中保温，温度700～750℃，保温时间20～40min；
[0030]第二阶加温阶段：将第一保温阶段后的微通道管束加热至钎焊温度950℃以上，加
热时间15～25min；
[0031]第二保温阶段：经第二阶加温阶段后的微通道管束在钎焊炉中保温，保温温度950～980℃，保温时间10～20min；
[0032]c、冷却
[0033]第一阶段冷却：经第二保温阶段后的微通道管束在钎焊炉中冷却至550～570℃；
[0034]第二阶段冷却：通过氮气冷却的方式使温度将至30～50℃出炉。
[0035]与现有技术相比，本专利技术带来了以下有益技术效果：
[0036]本专利技术提出的一种大尺度绕带式螺旋微通道换热器，其第一模块和第二模块均采用多层螺旋微通道管缠绕而成，使冷热流体逆流换热更为充分；同时由于冷热流体均在微通道管内进行流动，因此不会存在结霜的现象，整体换热更加均匀。
[0037]对于微通道管薄壁的特征，本专利技术使用BNi
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大尺度绕带式螺旋微通道换热器，其包括壳体及位于壳体内的换热器主体，其特征在于：还包括冷流体微通道管管板一、冷流体微通道管管板二、热流体微通道管管板一和热流体微通道管管板二，所述的冷流体微通道管管板一的端口处设置有冷流体入口管，所述的冷流体微通道管管板二的端口处设置有冷流体出口管，所述的热流体微通道管管板一的端口处设置有热流体出口管，所述的热流体微通道管管板二的端口处设置有热流体入口管；所述换热器主体为模块化设计，包括平行设计的第一模块和第二模块，所述的第一模块、第二模块均由m层螺旋微通道管依次缠绕形成，其中，所述的4≤m≤16，并且m为偶数；经过m层螺旋微通道管依次缠绕形成的第一模块和第二模块的断面结构为圆形；在所述的第一模块中，位于奇数层的螺旋微通道管中通入热流体，位于偶数层的螺旋微通道管中通入冷流体；在所述的第二模块中，位于奇数层的螺旋微通道管中通入冷流体，位于偶数层的螺旋微通道管中通入热流体；在第一模块和第二模块每层螺旋微通道管的外围均设置有钎料箔片，所述的钎料箔片的厚度为0.05～0.15mm，相邻的螺旋微通道管层将所述的钎料箔片紧密贴合在一起；所述的冷流体微通道管管板一和热流体微通道管管板一位于换热器主体的前端，其中冷流体微通道管管板一与换热器主体相互平行，热流体微通道管管板一垂直于冷流体微通道管管板一，且位于换热器主体的上方；所述的冷流体微通道管管板二和热流体微通道管管板二位于换热器主体的后端，其中冷流体微通道管管板二与换热器主体相互平行，热流体微通道管管板二垂直于冷流体微通道管管板二，且位于换热器主体的下方；冷流体经过冷流体入口管从前端进入第一模块中，在第一模块中经过螺旋流动后，经冷流体出口管从后端排出；热流体经过热流体入口管从下端进入第一模块中，在第一模块中经过螺旋流动后，经热流体出口管从上端排出，从而形成在所述的第一模块中的冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋文春，章泉志，
申请(专利权)人：无锡市张华医药设备有限公司，
类型：发明
国别省市：