一种用于R290冷媒系统的水冷芯体的制作方法

本发明涉及汽车空调换热器，具体为一种用于r290冷媒系统的水冷芯体。

背景技术：

1、随着环保要求的提高，将汽车空调制冷剂使用低gwp制冷剂代替现用的高gwp制冷剂已经迫在眉睫，行业重点研究的替代制冷剂有r1234yf、r744、r152a、r290四种，其中，因r1234yf价格昂贵，r744高压系统成本高，r152a gwp较高，故r290冷媒在性能、成本、gwp方面最具优势，但r290具有一定的可燃性，目前经研究已通过增加二次水系统回路换热能够解决该问题，而二次水系统回路换热中需要使用到水冷芯体。

2、现有的水换热器仅有暖风芯体，如图7所示，其采用29mm单层平行流设计，集流管采用主板和端盖两个零件铆接而成，其中主板和端盖均为板料冲压成型，扁管采用板料两孔折叠管结构，翅片是常规的百叶窗翅片。其使用过程中用于制热工况，直接将冷却液与空气在冷却芯体内外进行间壁换热。

3、因其集流管模具适用范围窄，且单层芯体存在均温性差的缺点，若直接用做水冷芯体，无专门的排水结构，会存在排水不畅，滋生细菌等问题，扁管采用板料两孔折叠管结构，孔数少，换热效率低，无法满足整车制冷需求，故暖风芯体无法直接用作r290制冷系统二次水回路的制冷工况。

4、中国专利cn203731746u公开了一种车用平行流蒸发器，其采用的技术方案是，包括上集分流管、下集分流管、将上集分流管和下集分流管连通的口琴管、布置在口琴管与口琴管之间用于热交换的翅片、进出口内、外板，进出口内外板组成密闭的进口容腔及出口容腔；上集分流管包括上集分流管管体，上集分流管管体内沿轴向设有两个独立的内腔：第一集流腔、第二集流腔，第一集流腔、第二集流腔的底部均布有口琴管安装孔，第一集流腔、第二集流腔之间还设置有一个与第一集流腔、第二集流腔平行的上分流腔，该上分流腔的一侧开有连通第一集流腔或第二集流腔的上过流孔。

5、若将此现有技术蒸发器直接用作水冷芯体，其进出通道一大一小，因水与制冷剂不同，制冷剂有相变，水无相变，故存在低温水流阻大，且进出接口为制冷剂r134a的结构接口，无法直接应用到本二次水回路系统中，且其集流管是两半扣合式，下集流管共有3个腔体，中间圆形小腔体会造成流阻大、性能差的问题。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种用于r290冷媒系统的水冷芯体，为r290制冷剂系统的二次水回路中置于车内的用于冷却空气的水换热器，使其在夏天用于制冷功能，可以有效解决背景技术中的问题。

2、为了实现上述目的，本发明公开了一种用于r290冷媒系统的水冷芯体，采用的技术方案是，包括第一异型集流管和第二异型集流管，所述第一异型集流管包括了第一异型管上型腔和第一异型管下型腔，二者的内部空间之间有中间筋板，所述中间筋板上有过流孔将二者的内部空间相连通，所述第二异型集流管包括了第二异型管上型腔和第二异型管下型腔，二者的内部空间相互独立，所述第一异型管上型腔与所述第二异型管上型腔的内部空间之间、所述第一异型管下型腔和所述第二异型管下型腔的内部空间之间各通过一组尖角口琴管相连通；所述第一异型集流管和所述第二异型集流管上还开设有排水槽，能够用于引导尖角口琴管外表面形成的冷凝水；所述第二异型管上型腔和所述第二异型管下型腔的一端分别连接了出水管和进水管，所述第二异型管上型腔和所述第二异型管下型腔的另一端以及所述第一异型集流管的两端均连接有连体隔板。进水管进水后，先沿一组尖角口琴管进入第一异型集流管，经过过流孔使冷却水从第一异型管下型腔进入第一异型管上型腔后，再沿第二组尖角口琴管进入第二异型管上型腔，从出水管离开。

3、作为本发明的一种优选技术方案，所述第一异型集流管和所述第二异型集流管的侧面上开设有连接所述尖角口琴管的连通孔，所述尖角口琴管有多层，所述连通孔也相应设置有多层，所述排水槽开设在两层相邻的连通孔之间，位于开设所述连通孔的侧壁的两侧。

4、作为本发明的一种优选技术方案，所述尖角口琴管的两端设置有尖角部，连接两个所述尖角部的长侧板内壁设置有内齿，内齿为扇形块状内齿。由于水冷芯体为纵向安装，能够通过尖角部集中汇集冷凝水，防止其被吹入驾驶室。

5、作为本发明的一种优选技术方案，所述第二异型集流管和所述进水管、所述出水管之间采用新型管接头相连，所述新型管接头为一体式接头。能够在保证紧密连接的同时减少接缝，从而增强设备整体的强度。

6、作为本发明的一种优选技术方案，所述第二异型管上型腔和所述第二异型管下型腔的端口为d型结构，所述进水管和所述出水管为圆管，所述一体式接头为下部为d型管接头，上部为圆管接头的一体式结构。一体式结构的接头能够更好的过渡型腔与管道。

7、作为本发明的一种优选技术方案，所述过流孔为圆形，并分布多个，其间距相同，大小渐变，能够有效解决二流程流量不均匀问题且满足流阻要求，也同时省去了额外设置分流板等部件，减少了零件种类和数量，节约成本。

8、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过采用双层、二流程的口琴管布局，能够满足制冷性能的需求，口琴管内分为多个流道，并设置扇形块的内齿，能够在保证换热效果的同时满足低流阻的要求，中间筋板上开设的圆形渐变式过流孔能够使冷却水均匀的从第一异型管上型腔进入第一异型管下型腔，而异型集流管上的排水槽和口琴管的尖角部能够将冷却过程中口琴管表面凝结的冷凝水导流至排水管中排出，防止进入空调箱的空气气流将冷凝水吹入驾驶室。将异型集流管采用型材拉伸一体成型，并采用新型管接头连接异型集流管和进水管、排水管，能够使接缝密封性更好的同时，简化异型集流管和进水管、排水管之间的连接，并减少异型集流管的加工工序，节约了成本。

9、本发明具有高效的制冷性能、排水性能、温度均匀性，代替目前汽车r134a空调系统中蒸发器的功能及位置，使其能够在夏天给车内降温，在满足低gwp的行业发展要求的同时能够保持较低的成本和较高的安全性，符合未来发展趋势。

技术特征：

1.一种用于r290冷媒系统的水冷芯体，其特征在于：包括第一异型集流管（1）和第二异型集流管（2），所述第一异型集流管（1）包括了第一异型管上型腔（101）和第一异型管下型腔（102），二者的内部空间之间有中间筋板（105），所述中间筋板（105）上有过流孔（104）将二者的内部空间相连通，所述第二异型集流管（2）包括了第二异型管上型腔（201）和第二异型管下型腔（202），二者的内部空间相互独立，所述第一异型管上型腔（101）与所述第二异型管上型腔（201）的内部空间之间、所述第一异型管下型腔（102）和所述第二异型管下型腔（202）的内部空间之间各通过一组尖角口琴管（3）相连通；所述第一异型集流管（1）和所述第二异型集流管（2）上还开设有排水槽；所述第二异型管上型腔（201）和所述第二异型管下型腔（202）的一端分别连接了出水管（6）和进水管（5），所述第二异型管上型腔（201）和所述第二异型管下型腔（202）的另一端以及所述第一异型集流管（1）的两端均连接有连体隔板（7）。

2.根据权利要求1所述的用于r290冷媒系统的水冷芯体，其特征在于：所述第一异型集流管（1）和所述第二异型集流管（2）的侧面上开设有连接所述尖角口琴管（3）的连通孔，所述尖角口琴管（3）有多层，所述连通孔也相应设置有多层，所述排水槽开设在两层相邻的连通孔之间，位于开设所述连通孔的侧壁的两侧。

3.根据权利要求1或2所述的用于r290冷媒系统的水冷芯体，其特征在于：所述尖角口琴管（3）的两端设置有尖角部（301），连接两个所述尖角部（301）的长侧板内壁设置有内齿（302）。

4.根据权利要求3所述的用于r290冷媒系统的水冷芯体，其特征在于：所述内齿（302）为扇形块状内齿。

5.根据权利要求1所述的用于r290冷媒系统的水冷芯体，其特征在于：所述第二异型集流管（2）和所述进水管（5）、所述出水管（6）之间采用新型管接头（4）相连，所述新型管接头（4）为一体式接头（401）。

6.根据权利要求5所述的用于r290冷媒系统的水冷芯体，其特征在于：所述第二异型管上型腔（201）和所述第二异型管下型腔（202）的端口为d型结构，所述进水管（5）和所述出水管（6）为圆管，所述一体式接头（401）为下部为d型管接头，上部为圆管接头的一体式结构。

7.根据权利要求1所述的用于r290冷媒系统的水冷芯体，其特征在于：所述过流孔（104）为圆形，并分布多个，且其孔径为渐变孔径。

8.根据权利要求1所述的用于r290冷媒系统的水冷芯体，其特征在于：所述第一异型集流管（1）和第二异型集流管（2）为型材拉伸的一体成型件。

技术总结
本发明公开了一种用于R290冷媒系统的水冷芯体，涉及汽车空调换热器领域，旨在解决现有的冷却芯体无法用于R290冷媒的问题，采用的技术方案是，包括两个具有双型腔的异型集流管，两个异型集流管中，一个的两个型腔相互独立，另一个的两个型腔通过过流孔连通，两个异型集流管的两个型腔通过两组尖角口琴管连通，组成U形流道。通过同时采用双层、二流程、带排水槽双腔一体式异型管、渐变式圆形过流孔、尖角带内齿口琴管、新型管接头结构能够同时满足制冷性能、低温流阻、温度均匀性要求。采用带排水槽的异型管、和尖角口琴管能够提升水冷芯体表面冷凝水的排水性能。新型管接头结构设计能够简化圆管和异型管的连接，节约成本。

技术研发人员：马延苗,程艮强,邵庚博,张建民,梁亚盟,赵永猛,王博,李勇辰,何丽萍,王瑞瑞
受保护的技术使用者：豫新汽车热管理科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/1/13