折叠管多组热交换单元的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]本发明大体上涉及热交换器，更具体来说涉及用于折叠管多组热交换单元。
[0002]热交换器长期以来被用作为加热、通风、空调和致冷(HVACR)应用中的蒸发器和冷凝器。历史上，这些热交换器为圆形管和板翅式(RTPF)热交换器。但是，所有铝制扁管蛇形翅片热交换器正在业界呈现逐渐更广泛的应用，包括HVACR行业，因为与常规RTPF热交换器相比，它们紧凑、热工流体性能好、结构刚性、重量轻以及致冷剂填充量减少。HVACR应用中通用的扁管典型地具有再分成多个平行流体通道的内部。此类扁管在本领域中通称为多通道管、微型通道管或微通道管。扁管蛇形翅片热交换器可以包括单个管组的扁管和两个或更多个管组的扁管。
[0003]扁管的现有制造技术包括挤压工艺。挤压工艺成本高，且往往需要专门的制造设备，从而往往使得供应链复杂化。再者，由于制造局限性和生产成本，挤压工艺限于某类铝合金，从而往往不利地因为扁管以及整个热交换器的耐腐蚀性。还现存有由钢材形成折叠单组扁管的技术。
【发明内容】
[0004]在一个方面中，多组扁管热交换单元包括第一管组，所述第一管组包括在第一歧管和第二歧管之间纵向延伸的压扁的第一管段；以及第二管组，所述第二管组包括在所述第一歧管和所述第二歧管之间纵向延伸的压扁的第二管段，所述第二管组设在所述第一管组之后；其中所述第一管段的外表面和所述第二管段的外表面由单个材料片形成。
[0005]在另一个方面中，一种形成多组扁管热交换单元的方法包括获取单个材料片，所述单个材料片具有纵轴；将所述单个材料片的第一部分朝所述纵轴弯曲以界定第一管段的外表面；以及将所述单个材料片的第二部分朝所述纵轴弯曲以界定第二管段的外表面。
[0006]在另一个方面中，一种形成多组扁管热交换单元的方法包括获取单个材料片，所述单个材料片具有纵轴；以及将所述单个材料片的第一部分朝所述纵轴弯曲以界定第一管段的外表面以及界定第二管段的外表面。
[0007]从下文结合附图进行的描述，本发明实施方案的其他方面、特征和技术将变得更为显而易见。
【附图说明】
[0008]为了进一步理解本公开，将参考与附图结合来阅读的下文详细描述，其中:
[0009]图1是多管组扁管板翅式热交换单元的示例性实施方案的示意图图示；
[0010]图2是局部沿截面图示图1的热交换单元的翅片和一组完整扁管段的示例性实施方案的侧视图；
[0011]图3示出示例性实施方案中形成第一管段和第二管段的材料片；
[0012]图4-6示出示例性实施方案中形成第一管段和第二管段；
[0013]图7-9示出示例性实施方案中形成第一管段和第二管段；
[0014]图10-11示出示例性实施方案中片材边缘的朝向；
[0015]图12-14示出示例性实施方案中形成第一管段和第二管段；
[0016]图15示出示例性实施方案中形成第一管段和第二管段的过程的流程图；以及
[0017]图16是示例性实施方案中的热交换单元的下视图。
【具体实施方式】
[0018]图1的透视图示中示出根据本公开的多管组扁管板翅式热交换单元的示例性实施方案，大体上表示为10。如本文所示，多管组扁管板翅式热交换单元10包括第一管组100和设在第一管组100之后的，第二管组200相对于流经热交换器的空气流A处于下游。第一管组100在本文中还可以称为前热交换器板条100以及第二管组200在本文中还可以称为后热交换器板条200。
[0019]第一管组100包括第一歧管102、与第一歧管102间隔开的第二歧管104和多个热交换管段106，多个热交换管段106包括至少第一和第二管段，其以平行隔开关系纵向延伸在第一歧管102和第二歧管104之间并使第一汽缸102和第二歧管104流体连通。第二管组200包括第一歧管202、与第一歧管202间隔开的第二歧管204和多个热交换管段206，多个热交换管段206包括至少第一和第二管段，其以平行隔开关系纵向延伸在第一歧管202和第二歧管204之间并使第一汽缸202和第二歧管204流体连通。设在双管组热交换器10两侧的任一侧的每组歧管102、202和104、204可以包括单独成对的歧管，可以在完整一体式折叠歧管组装件内的单独舱室或可以包括完整制造的(例如，挤压、拉伸、乳制焊接的)歧管组装件内的单独舱室。每个管组100、200还可以包括“伪”管(未示出)，其延伸在其第一和第二歧管之间且典型地位于管组顶部和管组底部。这些“伪”管不传送致冷剂流，但是增加对管组的结构支承和保护最上方和最下方翅片。
[0020]现在参考图2，热交换管段106、206的每一个包括压扁的热交换管，该压扁的热交换管包括前缘108、208、尾缘110、210、上表面112、212和下表面114、214。每个热交换管段106,206的前缘108、208是相对于流经热交换单元10的空气流而言的其相应尾缘110、210的上游。在图2所示的实施方案中，压扁的管段106、206的相应前导部分和后尾部分形成圆角，从而提供钝化的前缘108、208和尾缘110、210。但是，要理解，压扁的管段106、206的相应前导部分和后尾部分可以采用其他构造来形成。
[0021]第一和第二管组100、200的热交换管段106、206的每一个的内部流通路可以被内壁分隔成多个离散流通道120、220，这些离散流通道120、220沿着管段长度从管段的入口端纵向延伸到管段的出口端，并在第一和第二管组100、200的相应管箱之间建立流体连通。在图2所示的多通道热交换管段106、206的实施方案中，第二管段200的热交换管段206具有比第一管组100的热交换管段106更大的宽度。再有，较宽的热交换管段206的内部流通路可以被分成比热交换管段106的内部流通路所分成的离散流通道120的数量更多数量的离散流通道220。流通道120、220可以具有圆形横截面、矩形横截面或其他非圆形横截面。
[0022]相对于空气流方向，第二管组200，即后热交换器板条设在第一管组100，即前热交换器板条前面，其中每个热交换管段106与相应热交换管段206正对齐，以及第二管组200的热交换器管段206的前缘208按期望的间隔G与第一管组100的热交换管段的尾缘110间隔开。
[0023]在图2所示的实施方案中，细长网40或多个间隔开的网构件40沿着每组对齐的热交换管段106、206的至少一部分跨度期望的间隔G。有关双管组扁管板翅式热交换器单元的进一步描述，其中第一管组100的热交换管106和第二管组200的热交换管206通过细长网或多个网构件连接，参考2012年2月2日提交的美国临时专利申请序列号61/593，979，其完整公开通过引用并入本文。
[0024]再次参考图1和图2，本文公开的扁管板翅式热交换单兀10还包括多个折叠翅片320。每个折叠翅片320由按带状蛇形紧凑折叠的单个连续翅片条材料形成，从而提供督工额多个紧密间隔的翅片322，这些翅片322大体上与压扁的热交换管段106、206垂直地延伸。典型地，每个连续的折叠翅片320的紧密间隔的翅片322的翅片密度可以是每英寸约16至25个翅片，但是也可以使用更高或更低的翅片密度。致冷剂流R和空气流A之间的热交换通过热交换管段106的外侧表面112、114和热交换管段206的外侧表面212、214来进行，这些外侧表面统一地形成主热交换表面，并且还通过折叠翅片320的翅片322的热交换表面来进行，折叠翅片320的翅片322形成辅助热交换表面。
[0025]在示出的实施方案中，每个带状折叠翅片320的深度至少从第一管组100的前缘108延伸到第二管组200的尾缘210，并且可以按需将第一管组100的前缘108和/或第二管组200的尾缘210前突。因此，当折叠翅片320安装在组装的热交换单元10的管组装件阵列中的一组相邻多管压扁的热交换管组装件之间时，每个翅片322的第一分段324布置在第一管组100内，每个翅片322的第二分段326按间隔G跨接在第一管组100的尾缘110和第二管组200的前缘208之间，以及每个翅片322的第三分段328布置在第二管组200内。在一个实施方案中，折叠翅片320的每个翅片322可以设有散热孔330、332，散热孔330、332分别在每个翅片322的第一和第三分段中形成。
[0026]本文公开的多管组扁管热交换单元10图示为采用交叉逆流布置，其中来自致冷剂蒸气压缩系统(未示出)的致冷剂回路(未示出)的致冷剂(标记为“R”)以下文将进一步详细描述的方式，以与冷媒进行热交换的关系，通过歧管和管组100、200的热交换管段，该冷媒(最常见为环境空气)沿着标记为“A”的箭头所指的方向流经热交换器10的空气侧，通过热交换管段106、206的外侧表面和折叠翅片320的表面。空气流首先横切第一管组的热交换管段106的上下水平表面112、114通过，