平行流换热器应用问题研究.docx

平行流换热器应用问题研究摘要：平行流（微通道）换热器是一种高效紧凑式热交换器在汽车行业已使用多年因其外形紧凑、换热效率高、重量轻、可靠性高等优势正逐步成为换热器的主流。然而因平行崔春燕-杂志论文发表编辑流换热器的特殊形式也出现了比如芯体堵、芯体泄露、抗腐蚀性差以及用于热泵时结霜后融霜水不能完全排除等问题。对此我们应该分析平行流换热器的失效原因并给出相应的处理方法。关键词：平行流换热器；失效分析；处理措施一、换热芯体堵平行流换热器的芯体堵分芯体内侧内堵和外侧长期运转尘堵两种。内侧内堵主要失效模式为多孔扁管端面成型变形和芯体组装后钎焊内堵。芯体长期运转后换热器会聚集灰尘随着运行时间的加长换热效果会严重衰减但由于换热器翅片的结构所限灰尘清理起来较困难而导致的尘堵在尘堵情况下系统过载保护时排气压力较翅片式换热器偏高。多孔扁管端面成型变形有效控制措施为定期更换成型刀具质量检验人员定期检查端面变形程度可采用显微镜观看变形量及时发现因刀具磨损导致端面变形严重。同时也有必要采用微孔直通规进行检验。多孔扁管被装配至集流管中心位置因此芯体组装后钎焊内堵失效频率较小。对于尘堵的避免需要缩减换热器的清洗间隔时间避免污垢聚集较厚时清理。二、芯体泄漏平行流换热器其特殊结构方式该产品容易出现损伤导致芯体泄漏的现象。芯体泄漏主要存在于钎焊不良导致泄漏和运输、安装过程中碰伤泄漏。出现钎焊不良导致泄漏有可能的原因是焊锡涂料的均匀性问题和焊锡涂料较薄引起的。另外微通道换热器通过钎焊炉整体焊接钎焊炉温度的控制对焊接的质量影响较大一般控制在577℃到612℃温度过低有可能导致焊锡不熔化温度过高有可能导致焊锡向翅片扩散。运输、安装过程中碰伤泄漏也占泄露问题的较大比例。因微通道冷凝器其特殊结构参数其多孔扁管壁厚只有0.3mm左右外加部分区域无翅片保护该区域很容易被破坏泄漏。另外平行流换热器最早应用在汽车空调上换热器与管路多数采用柔性连接而家用空调要求的特殊性绝大部分采用焊接的方式因此震动泄露的可能性会更大。建议：每件微通道冷凝器都要经过约3.5Mpa压力氮气检测同时在整机上线时再次全检避免有漏点的换热器进入整机生产线。对于运输、安装过程中碰伤泄漏需要在空调生产组装期间对员工进行培训从工艺指导文件进行控制。同时也要加强运输过程中的包装控制换热器之间应有一定间隙并用可重复使用的木箱包装；整机上设置可靠的防护结构；改善扁管设计比如在换热器迎风侧增加壁厚；设计可靠的补救措施。同时为了避免刚性连接导致的震动破坏需要加强验证管路应力应变：在设计平行流换热器的集气管时应尽量增加壁厚减小集气管管径这样可以减小圆周应力；支架与集气管间接触部位应有尽量大的接触面积以改善该部位的散热能力和热应力；尽量在支架和集气管间采用圆角过度防止应力集中。在设计时可以增加软件模拟降低管路设计不合理性；在可靠性验证时重点把关避免有质量隐患的产品流入市场。三、抗腐蚀性差平行流换热器产品的腐蚀性能与各零部件材料的材质密切相关两不同材质的零部件焊接在一起因其电位腐蚀差异性容易在焊接处产生严重腐蚀现象。因此在选择组成零部件材料材质时没有充分考虑此现象就会造成不同系列材质之间产生的电位差而出现腐蚀现象。同时平行流换热器的扁管和翅片都采用的是铝制材料因此扁管和翅片的腐蚀速率接近这样就存在换热器扁管腐蚀开裂而整机报废的潜在危险。另外由于下雨或者除霜等导致换热器聚集大量的水水分在排除不畅的同时又积聚灰尘导致酸性腐蚀。建议：（1）多孔扁管表面电弧喷涂6～12g/O的锌钎焊加热时锌向扁管内扩散最终形成100～150μm深度的Zn-Al保护层Zn-Al保护层的腐蚀是均匀腐蚀抗腐蚀性能好。（2）增加中性盐雾试验和醋酸试验验证：中性盐雾试验500h其芯体表面因无发现点蚀、锈蚀现象同时对进行过1000h后的产品再次进行耐爆破试验爆破压力应该大于14.7Mpa；醋酸试验进行500h试验后进行承压测试芯体充4.41Mpa压力后芯体无泄漏。（3）改善凝结水的排除避免积尘。四、用于热泵时结霜后融霜水不能完全排除平行流换热器是多孔微通道换热器的另外一种称谓只所以称为平行流换热器是因为换热器在工作过程中制冷剂在扁管中是平行流动的。因为此结构的特殊性就导致了作为蒸发器时的排水不畅。平行流换热器包括：集气管、集液管、微通道扁管、波纹翅片及连接于集气管和集液管的制冷剂进出接口。在机组制热运行时平行流换热器作蒸发器用通常安装于室外侧通过风机将室外空气吹向平行流换热器并从空气中吸热。当蒸发器表面的温度低于0℃时空气中的水蒸气就会在蒸发器表面凝结并结霜。霜层积累到一定厚度时必须除霜。平行流换热器在化霜时的主要问题是由于波纹翅片间距小