术语和定义：

热交换器（heat exchanger）：相互隔开间传递热量的设备蒸发器(evaporator)：是制冷系统中通过吸热使制冷剂液体汽化的热交换器。

冷凝器(condenser)：是制冷系统中通过放热使制冷剂蒸汽液化的热交换器。

管片式热交换器：是在传热管（铜管或铝管）上外套翅片（铝翅片或铜翅片）的热交换器，一般用于家用空调、商用空调、汽车空调等场合。传热管在材料、直径、壁厚、排列方式、间距、及内部结构等方面相同，并且翅片在材料、片厚、型式、结构等方面相同的热交换器称为同系列热交换器。

热交换器有效长度（胀管高度，简称胀高）(fin length)

管片式热交换器两端板间的传热管的平均长度称为热交换器的有效长度，又称胀管高度，单位mm。

外表面换热面积：热交换器空气侧的总换热面积，单位m2。

胀管过盈量：管片式热交换器在胀管后的传热管的外径与翅片翻边孔内径之差称为胀管过盈量，单位mm。

片距(spacing of fins)：在管片热交换器式的传热管上两相邻翅片间的距离，单位mm。

片数(pitch of fins) (FPI：fins per inch)在管片热交换器式的传热管上单位长度的翅片数量。

倒片(翅片倒伏）：两器翅片平面上由于局部翅片变形而导致该区域与平面其他区域存在着不同的反光度（通过正视或侧视）或外观差异的现象。

叠片：指两器局部翅片的片距与其他正常区域的片距有差异而形成的外观缺陷。

内表面指两器组件在装机后不可看见的两器平面。

外表面指两器组件在装机后可看见的两器平面。

露铜：

A、两器在装机后，端板与翅片之间间隙过大而使铜管外露的现象。

B、在两器中因翅片开裂而使铜管外露的现象。

C、在两器中出现翅片间距大于正常片距而使其中的铜管外露的现象。

翅片烧黄：两器因焊接形成端板附近或其他部位翅片发黄的现象。

翅片扭曲变形：两器在胀管过程中出现翅片胀不到位而扭曲变形的现象。

两器的生产工艺：

蒸发器典型生产工艺流程图：

铜管、铝箔检验（另外有铝管和铜箔）：此工序是原材料检验，按照原材料检验规程来检验。铝箔有光箔（水在光箔上形成珠状）和亲水箔（水在亲水箔上形成膜状），因此一般冷凝器用光箔，蒸发器用亲水箔。

切管和冲床上料：切管又称为开管，将一盘盘的铜管根据工艺的要求，切成一定的尺寸的直管，如果铜管本身的供货状态是直管，此工序可以省略。冲床上料是将整卷的铝箔卷上到冲床上面。

冷凝器典型生产工艺流程图：

弯管和冲片：弯管是将一定尺寸的直管通过弯管设备弯成长U管。用长U管的目的是为了减少弯头数量和减少弯头与铜管间的焊接工作量。

冲片工序是按照技术图纸的要求来调节冲床设备，冲出符合图纸要求的翅片。高速冲床的冲次最高可以达到250次/min，翅片可以冲1500mm长。为了防止胀管时翅片开裂，通常在翅片的加工过程中，将翅片孔口外沿翻边。同时翅片的翻边增加了翅片与管面的接触面积，并借助翅片的翻边保证翅片的片距。

铜管收口和穿片检验：铜管收口此工序是将长U管的管口收小，以便穿片。

翅片检验是为了检验所冲的翅片是否符合图纸要求。检验有没有毛刺、翻白（披风）、烂孔、开窗不良、片距等等。

穿片：根据工艺图纸的要求，将铜管、穿片端板（边板）以及翅片串起来。

穿片检验：对所穿的翅片进行检验（检验所穿的端板、铜管是否正确、翅片的质量）

胀管：将穿好片的产品进行机械胀管（通过机械压力使胀珠（头）进入铜管，是铜管膨胀（胀大），使铜管和翅片、铜管和端板紧密接触。关键工序，此工序非常重要，是影响产品的性能。为了提高传热效果，必须避免翅片与管面之间的接触热阻，使翅片与管面间保证良好接触。

胀管检验：

此工序主要是检验胀管后的产品能否满足质量要求：如有效长度是否符合、产品是否有变形、端板是否装错等。

翅片的切割：主要是根据工艺要求对胀管后的翅片进行切割以便折弯，此工序可以在清洗前和包装前完成。

清洗和脱脂：清洗工序的目的是通过清洗机将产品的翅片表面和铜管里面的油清洗掉。需要清洗的产品在生产中一般是清洗工艺的产品，即生产中使用普通的冲压油（如46#冲压油）。

脱脂工序是通过温度升高使产品上的免洗油（挥发油）挥发掉，该工序需要产品在生产的过程中所用的油为挥发油。

打弯头（套弯头）：根据产品的走管（焊接）方式，将带有焊环的弯头、跨管、三通等配件安装在产品上以备焊接。

打弯头检验：打弯头检验是检验所打的弯头是否满足图纸要求，检验所打的弯头安装是否端正是否有变形、破损及套接长度是否合适，一般是工人自检。

吹氮（又称充氮）：通过往产品里冲（充）入一定压力氮气以防止在焊接时铜管内壁受热而被空气所氧化。

焊接（关键工序）：钎焊是采用比焊件金属熔点低的金属作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料，低于焊件熔化温度，利用液态钎料润湿焊件金属，填充接头间隙并与母材金属相互扩散实现连接焊件的一种方法。在正常情况来说，在焊接完要检漏的，检漏是为了检查焊接的质量和铜管是否有内漏从而保证两器产品不存在泄漏。

折弯和拼装：此工序一般是将几折分开的蒸发器用螺钉拼装起来；冷凝器主要是把两块分开的端板打螺钉，有些产品拼装后还要焊接。

烘干：此工序一般是针对清洗工艺的产品，目的是把产品上面的水分烘干（翅片表面和铜管里面）。

吹氮：目的是将产品铜管里面的空气吹掉，以免因温差的变化而使管内的空气产生水分。

残留物检验：此工序是检查铜管里面的清洁度，检查管内是否存在水、油、铜屑、氧化物和其他杂质等。此工序一般是抽检。

折弯：此工序主要是用于冷凝器生产，但蒸发器也会存在。目前我们两器能折弯的外形有正“L”型、斜“L”形、口形、圆弧形、“U”形、马蹄形等形状。另外，还有圆形和半圆形的产品我们暂不能生产。

产品修整：主要是对产品的翅片的修整，如把倒伏的翅片修正等。

外观、尺寸的检验：该工序是对修整好的产品进行尺寸和外观的抽检。

包装：根据作业指导书的要求将产品 进行包装。

两器的标准和检验方法：

外观质量要求：

表面质量：热交换器表面要求平整、对称、无明显变形；表面无油污、水份及严重的灰尘和杂物；表面不允许出现明显的腐蚀、氧化和斑点；端板无锈蚀、发霉等缺陷。

检测方法：对于产品的表面质量一般采用目测的手段来检验。

翅片质量：在一个热交换器上任意一处100mm×100mm的可见区域内翅片倒塌的面积不允许超过10%，两处超过8%，三处超过6%，四处超过4%，五处超过2%。可见区域内不允许有倒塌面积超过五处。若倒塌面积呈不规则且连续分布，则将其以100mm×100mm划分为若干连续区域，然后再按上规则进行判断。不允许出现无法修复的倒伏，累积倒伏面积不得超过总面积的2%。折弯后翅片倒伏超过以上标准时，经过整理（梳片）后不影响通风时为合格。

翅片质量：单个翅片的直线段（翻边孔）的开裂（胀管后能肉眼明显可见铜管）不允许超过3处，整个两器开裂不允许超过10处，连续开裂不允许超过5处。

翅片表面不允许超过0.1mm的批锋；毛刺长度不允许超过1mm，允许不连续的毛刺平均0.05㎡面积上不多于1条，出口产品和带PTC加热装置的蒸发器上不允许有毛刺；翅片开窗的窗口要通畅无闭塞封堵现象；翅片不允许有异味，翅片颜色必须符合图纸或封样要求。

冷凝器的内排片距允许有轻微的片距不均匀和颜色不一致。光箔的冷凝器允许存在非氧化造成的不明显的浅黑色。

翅片质量的检验方法一般靠人的目测或用卡尺来测量。

管件表面缺陷：热交换器长U管、半圆管（弯头等）表面不应有深超过0.5mm或面积超过5mm2的凹坑,管凹处为光滑（平滑）过渡时允许超过6mm2。管件表面不允许出现任何划痕、碰伤痕；不允许尖锐物碰撞产生针锥孔痕迹，要求凹处压扁率≤4%，当有疑问时以耐压试验（水压试验）结果为准。与输入或输出管连接处不允许出现管折现象。

有关管件表面缺陷的检测办法是目测，必要时用水压机来做极限耐压试验。

端板、翅片、长U管配合质量：热交换器翅片与长U管配合紧密，无相对位移；左端板（穿管端）处翅片松动数量不得超过3片，其余地方不允许出现翅片松动；端板无松动，左右端板距离最近的翅片间隙不允许超过3mm；允许产品有不超过0.5mm的露铜，但露铜的地方不能超过五处；允许靠近左端板（穿管端）处的翅片叠片数最到不得超过5片，但叠片的地方不能超过三处。

热交换器的胀管过盈量一般要求在0.08～0.15之间。

产品只有胀紧才能把翅片孔的油挤掉和防止接触热阻。才能提高产品的换热性能。

经过自动焊接线的一侧端板（一般为右端板）要求无油污，焊接以后端板表面必须有锌层覆盖；其他端板表面可允许有均匀油膜覆盖，但油膜不得成油滴状堆积。在机械胀管后内螺纹长U管的内表面齿型均匀对称，齿顶塌陷不超过齿高的10%。

长U管扩口（喇叭口或杯口）要求：

热交换器扩口部分不允许有开裂深度超过喇叭口根部以下2.0mm长的裂纹（不允许在内螺纹铜管沿长U管方向上有裂纹出现），每个管口裂纹数不超过3处。对于暗裂（表面不明显开裂）超过以上标准时，以耐压试验结果为准。长U管在扩口后的杯口不能存在明显的偏心现象，对于杯身的过渡处的暗裂，以耐压试验结果为准。

弯管质量：管子折弯处不应有明显变形、划痕、开裂等缺陷，允许有轻微皱折，严重不平滑皱折不得超过5道,深度不超过0.6mm。压扁率不大于15%。

管子在折弯后壁厚减薄不能超过30%，折弯处管子表面不能有暗裂。

一般弯管芯轴的外径要比铜管的内径小0.1~0.2mm。

焊接质量：焊接处焊缝必须填满焊料（当有疑问时可对焊口解剖，以解剖后焊缝四周填满并且深度≥3.5mm为合格），焊接处焊料均匀，光滑饱满、不得有偏焊、漏焊、虚焊、砂眼、气孔、熔渣、焊堵和焊料堆积或温度过高而引起的管子、端板、翅片等发生烧蚀及扭曲变形现象，翅片烧伤数量不得超过4片。焊口表面呈暗红或紫红色，不允许表面呈灰黑色且表面有粉末覆盖。

常见的焊接不良现象：

折弯质量：热交换器在折弯后端板不得松动，翅片无严重倒伏，管子无折管、无断裂、无露铜现象 。

提示：目前折弯的形状有：90°L形、135°L形、U形、V形、口形、圆弧形、圆形、马蹄形等等！

结构尺寸：

图样要求：结构尺寸应符合图样的要求。

对角长度之差（如图D1、D2所示）：热交换器迎风面两条对角长度之差不允许超过要求值具体见要求。

直线度（如图A、B所示）：热交换器沿传热管长度方向的直线度应不大于产品有效长度的1%。

片距、片数：热交换器的总片数不得超过规定数量的±1%；未折弯部分任意连续50片的总长度值与图纸规定的理论值的偏差不应超过±2.5mm。

亲水性：将热交换器垂直摆放在地面(亲水性翅片和地面垂直)，当确认喷雾器喷出的水为雾状后，往热交换器正面不同部位喷水，当热交换器与地面接触部位有明显水流出时停止喷水，静止30s，观察热交换器：片距间不应有明显水桥，允许百叶窗冲缝的夹角位有部分挂水。

气密性：

气密性检验方法一：热交换器管内充入干燥空气或氮气至试验压力，将其浸入30℃左右的水中，在5min内不允许有气泡产生（此项只用于成品抽检）。

试验压力如下：

a）R22、R134a、R407C用热交换器为3.0MPa（表压，下同）；

b）R410A用热交换器为4 .3MPa。

气密性检验方法二：在热交换器内充入干燥空气或氮气至表压2.8Mpa放入常温水中保持30s不允许有气泡产生（此项适用于大批量生产）。

气密性检验方法三：在装有压力表的热交换器内充入干燥空气或氮气至表压3.0MPa，然后密封，在8小时内压力表的指针的指数不允许有变化。

管内清洁度：

残留物检验方法：热交换器管束内用制冷剂R113等有机溶剂进行压力冲洗，清洗剂体积应大于热交换器容积的1/3。导出的洗液用干燥洁净的聚四氟乙烯滤纸（已知重量）过滤到已知重量的烧杯接收，将滤纸放入温度为105℃±5℃的干燥箱内干燥10分钟，冷却后称重,计算固体杂质含量。将接收的洗液蒸至近干（剩余2ml左右溶液），放入温度为105℃±5℃的干燥箱内干燥30分钟，冷却后称重。反复烘干，直至恒重。同时做空白实验，计算有机油份杂质含量。

管内残余杂质含量：固体杂质不得超过18mg/m2，有机油份杂质不得超过37mg/m2。

残余水分含量：将试样接入水分收集装置，用卡尔费休法测定其水分。

管内残余水分含量不得超过55mg/m2。

耐压性：

基本耐压性：向热交换器管束内灌满水，排除空气后，用水压机缓慢升压至试验压力，保压5min不得产生宏观变形和泄漏。

试验压力如下：

a) R22、R134a、R407C用热交换器为4.5MPa；

b) R410A用热交换器为6.5MPa。

极限耐压性：基本耐压性试验符合后，在缓慢加压至极限试验压力，保压1min，试样无破裂、泄露（允许存在不导致泄露的宏观变形）。

极限试验压力如下（图纸和认证标准有更为严格的特性要求除外）：

a) R22、R134a、R407C用热交换器为13MPa；

b) R410A用热交换器为18.6MPa。

充氟试验：

热交换器内充制冷剂至试验压力，用卤素检漏仪检测，年漏率不大于2g/a（克/年）

试验压力如下：

a) R22、R134a、R407C用热交换器为0.8MPa～1.0MPa；

b) R410A用热交换器为1.2MPa～1.6MPa。

氦检漏：在热交换器内充入氦或氦与空气的混合气体至试验压力，用氦检漏设备进行检测，年漏率不大于0.5g/a(克/年)。

标志、包装、运输和贮存：

热交换器包装上合格证上应标示产品名称、产品代号、产品编码、制造厂名、生产日期或生产批号。包装图示标志应标出包装箱的外形尺寸（长×高×宽cm）和有“小心轻放”、“向上”、“防潮”、和“堆放层数”等储运图示标志，具体按GB/T 191的规定来执行。

包装应采取可靠的防震、防移动措施。多件产品同时装在一个纸箱必须有防相互磕碰等措施。热交换器管内应充入0.05Mpa～0.1Mpa(表压)的氮气保护。管口用洁净胶塞密封，胶塞不允许破碎、掉渣。拔塞时应明显的气流冲出。

运输时应堆放牢固,应避免颠震、跌落、踩踏。

产品应贮存在无腐蚀气体，且通风良好、干燥的库房中。

空调器的传热强化主要表现在：

（1）制冷剂在管内进行冷凝，蒸发过程的传热强化。它主要是与换热管的管径和内表面的结构形状有关。（梯形螺纹管比光管的换热性能提高40%-50%）。

（2）翅片与空气进行热交换的传热强化。它主要是与翅片尺寸和翅片的结构形状有关。 （波纹片和百叶窗分别空气侧的传热系数会比平片增大20%和60%以上）。

（3）换热器在空调器内整体配置的优化。它可以提高换热器的总体换热量和空调器系统的能效比。

管内蒸发，冷凝过程的传热强化：

管内蒸发时的传热强化

房间空调器蒸发器所用的传热管，直径一般为4~8mm，70年代采用光管，80年代以后采用内表面螺纹管，又称为内肋管。螺纹槽的深度一般为0.1~0.25mm，螺旋角为10~30度，槽数为50~70。到1997年开发了人字形槽（也叫W形槽）的内肋管。最近，又开发出在螺旋齿顶部有二次槽的交叉行内肋管，称为细微二次槽内肋管，如图1所示。

在R22制冷剂的传热：

使用常规的制冷剂R22时，通常是采用1a所示的内螺纹管。它与普通光管相比，内表面的面积增大，同时制冷剂流动时沿螺纹槽旋转所产生的拢动，以及由于表面张力使液膜变薄等原因，使传热系数增大。增大的程度随着内螺纹肋行的不同而有所不同。早期使用三角形肋，现在都趋向于梯形肋。肋高的增加，管壁平均厚度的减薄，也使传热增强，同时减少了材料消耗量。此外，在流量较小时，内肋管的流动阻力比光管增大得不多。因此，在R22的空调器里广泛使用内螺纹管。

传热机理：在小流量时，气体和液体有分界面，由于液体重量较气体大，在内螺纹槽内作螺旋状流动时，由于离心力的作用，贴在壁面上，同时，又由于内螺纹槽的毛细作用，使液膜变薄。整个管子内表面均为液体。而制冷剂在光管内流动时，内壁的上部是气体，下部是液体。由于气体的放传热系数比液体小得多，所以内螺纹管的传热效果比光管好。（见图2）

光管、内螺纹管、人字形内肋管内冷凝时换热系数的比较：图4表示了制冷剂在光管，内螺纹管，人字形内肋管冷凝时放热系数的比较，同时也表示了传热管的发展过程。在1980年以前，空调器均是使用光管。1980年以后出现了内螺纹管，放热系数比光管提高了一倍。1984年左右出现了梯形内螺纹管，放热系数比光管提高了1.5倍。1994年出现了深槽的梯形内螺纹管，放热系数提高到光管的2倍。1996年左右出现二次细微槽的交叉形内肋管，使放热系数提高到光管的3.5倍。1997年出现了人字形槽内肋管，使放热系数提高到光管的5倍。

在翅片表面流动的是空气。由于空气有粘性，在贴近翅片表面有一层边界层，造成较大的热阻。翅片表面开槽以后，破坏了边界层的形成和加厚，因此提高了传热效果！

图5表示了平片，波纹片和缝隙片传热量的比较。同时也表示了翅片结构形成的发展情况。

平片、波纹片和冲缝片的传热量比较：这种细管径的换热器，由于管子之间距离缩小，使肋片效率提高，传热有效面积增加，空气流过时的流动阻力减小，同时，翅片的片距有过去的2.0mm减小到1.5mm，百页窗的开槽缝隙有过去的2.0mm减小到1.0mm左右，使传热强化。1995年以后，传热管的管径进一步细小化，使传热量有进一步提高，约为平片的3.5倍。尤其是应用到替代制冷剂R410A的室内机里，对提高可靠性有利。因为它的压力较R22高1.6倍左右，使用6mm的细径管是合理的。

空调用换热器在铜管，铝翅片结构上作了不少有利用强化传热的改进，使空调用换热器的传热性能有大幅度的提高，促使空调器向高效，节能，紧凑，低噪声方向发展。

本文来源于互联网，暖通南社整理编辑。