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最新换热管、换热器及空调器的制作方法

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泰宁新闻网 http://www.tainingxinwen.cn 2020-09-16 16:53 出处:网络
这篇文章提供的最新换热管、换热器及空调器的制作方法,为您介绍下面内容:

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本实用新型涉及换热技术领域,尤其是涉及一种换热管、换热器及空调器。



背景技术:

换热器在石油、化工、轻工、制药、能源等工业生产中,常常用作把低温流体加热或者把高温流体冷却,把液体汽化成蒸汽或者把蒸汽冷凝成液体。

如何提高换热器的换热能力一直是人们致力于研究的方向。内螺纹换热管出现于二十世纪七十年代,在商用和家用空调领域都得到了广泛应用。其目的在于强化换热管管内传热性能,进而提升空调机组的能效比,降低系统能耗,促使空调器向小型、高效、节能、环保方向发展。内螺纹换热管受旋拉加工工艺的限制,为了加工便利,通常为等螺距的结构。

本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题:由于干式换热器所用内螺纹换热管涉及制冷和制热两种工况,即涉及蒸发与冷凝两个完全相反的工况,蒸发工况时,管体内为气液两相冷媒,若液相冷媒不完全蒸发,制冷剂液体易被压缩机吸入,容易造成压缩机的液击事故;冷凝工况时,管体内为气相冷媒,若气相冷媒形成的液滴排液困难,则会大大降低冷凝效率。

现有的内螺纹换热管没有针蒸发与冷凝两种不同的工况进行结构的改进,没有针对蒸发时的液击现象及冷凝时的排液情况等问题进行考量,不能很好的适应两种工况的不同情况,并不能更大限度地强化蒸发与冷凝两种工况下的换热效果。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种换热管、换热器及空调器,以解决现有技术中存在的现有的换热管用于干式换热器上针对蒸发和冷凝两种工况难以提高其换热效果的技术问题;本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的,本实用新型提供了以下技术方案:

本实用新型提供的一种换热管,包括管体和设置在所述管体的内周壁上并沿所述管体的轴向螺旋延伸的螺旋扰流结构,所述螺旋扰流结构的螺旋角沿蒸发时所述管体内流体的流动方向呈增大的趋势。

优选的,所述螺旋扰流结构的螺旋角沿蒸发时所述管体内流体的流动方向逐渐增大。

优选的,所述螺旋扰流结构包括多个凸起的内齿,且所述内齿间隔或连续地排列于沿所述管体的轴向螺旋延伸的螺旋线上。

优选的,所述螺旋扰流结构包括多个间隔排列的凸起的内齿,且相邻所述内齿之间形成有槽道。

优选的,所述内齿为由与管壁连接的齿根至另一端齿顶渐窄的锥状。

优选的,所述螺旋扰流结构的螺旋角θ满足10°≤θ≤80°。

优选的,每个所述内齿的齿顶包括多个齿头,且相邻所述齿头之间形成有切槽。

优选的,每个所述内齿的齿根宽度l1满足0.2mm≤l1≤0.5mm。

优选的,每个所述内齿包括有两个齿头,且每个所述内齿上的两个所述齿头之间的水平距离l2满足0.1mm≤l2≤0.4mm。

优选的,每个所述内齿的高度h1满足0.2mm≤h1≤0.6mm。

优选的,所述切槽的垂直深度h2满足0.1mm≤h2≤0.4mm。

本实用新型还提供了一种换热器,包括上述换热管。

本实用新型还提供了一种空调器,包括上述换热器。

本实用新型与现有技术相比,具有如下有益效果:

1、本实用新型提供的换热管,其内周壁上的螺旋扰流结构沿管体的轴向螺旋延伸,螺旋扰流结构起到扰流的作用,增大换热面积;当换热管处于蒸发工况时,蒸发方向上的螺旋角变大,管内阻力增大,可使悬浮在换热管中心附近的小液滴沉降至换热管内壁,降低了由于冷媒不完全蒸发可能导致的压缩机液击风险;当换热管处于冷凝工况时,冷凝方向上的螺旋角变小,螺旋扰流结构的密度逐渐降低,使得管内阻力降低,降低排液阻力,提升了冷凝效率;上述换热管能够提升换热管的蒸发换热和冷凝换热效果、性能,节省了换热管耗材,降低了成本。

2、本实用新型提供的换热器,由于具备上述换热管,故同样具有能够提升换热器的蒸发换热和冷凝换热效果、性能,节省换热器耗材,降低成本的效果。

3、本实用新型提供的空调器,由于具备上述换热器,故同样具有能够提升空调内换热器的蒸发换热和冷凝换热效果、性能,节省耗材,降低成本的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是换热管的第一方向的轴视图;

图2是换热管的第二方向的轴视图;

图3是换热管的轴向剖视图;

图中1、管体;2、内齿;3、切槽;4、槽道。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式,都属于本实用新型所保护的范围。

在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“长度”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。

实施例1

参照图1和图2所述,图1中的第一方向与图2中的第二方向为相对的方向,本实用新型提供了一种换热管,包括管体1和设置在管体1的内周壁上并沿管体1的轴向螺旋延伸的螺旋扰流结构,螺旋扰流结构的螺旋角沿蒸发时管体1内流体的流动方向呈增大的趋势。

上述螺旋扰流部的作用是在流体流动时起到扰流的作用,进一步提高传热效果。

其中,图1中所示的沿管体1从左至右的方向为冷凝时管内流体的流动方向(气态冷媒流向),图2中所示的沿管体1从左至右的方向为蒸发时管内流体的流动方向(气液两相冷媒流向)。参照图1和图2所示,上述换热管在使用时,螺旋扰流结构的螺旋角沿蒸发时管体1内流体的流动方向呈增大的趋势、螺旋扰螺旋扰流结构的螺旋角沿冷凝时管体1内流体的流动方向呈减小的趋势。参照图中所述,当螺旋角增大时,管体1的内周壁上螺旋扰流部的密度增大,当螺旋角减小时,螺旋扰流部的密度减小。

上述螺旋扰流结构的螺旋角变化对两种工况的影响是:当换热管处于蒸发工况时,蒸发方向上的螺旋角变大,密度增大,管内阻力增大,可使悬浮在换热管中心附近的小液滴沉降至换热管内壁,降低了由于冷媒不完全蒸发可能导致的压缩机液击风险;当换热管处于冷凝工况时,冷凝方向上的螺旋角变小,螺旋扰流结构的密度逐渐降低,使得管内阻力降低,降低排液阻力,提升了冷凝效率。

根据不同干式蒸发器对换热管的长度和换热的要求,不同螺旋角持续的换热管长度之间的比例也可变,通常为等比例,也即,优选的,上述螺旋角沿流体的流动方向是逐渐增大或减小的。换言之,螺旋扰流结构的螺旋角沿蒸发时管体1内流体的流动方向逐渐增大。

作为可选地实施方式,螺旋扰流结构包括多个凸起的内齿2,且内齿2间隔或连续地排列于沿管体1的轴向螺旋延伸的螺旋线上。

上述凸起的内齿结构能够增大换热管的换热面积,提升了换热性能,可通过旋拉加工工艺制造。

为了进一步提高换热面积以及扰流效果,参照图1和图2所示,螺旋扰流结构包括多个间隔排列的凸起的内齿2,且相邻内齿2之间形成有槽道4。

上述凸起的内齿2间隔排列,相对于连续排列的内齿2,能够进一步增大内齿2与流体的接触面积,进而增大换热面积;同时相邻内齿2之间形成槽道4,整个罐体内形成高低起伏的结构,可进一步提高扰流效果,从而提高传热效果。

作为可选的实施方式,参照图1和图2所示,内齿2为由与管壁连接的齿根至另一端齿顶渐窄的锥状。

上述锥状的内齿2,在蒸发时,能够快速实现液态冷媒被气态冷媒破碎成小液滴的过程;在冷凝时,内齿2尖锐的结构可刺破气相冷凝成液滴的液膜,降低冷凝热阻。

除此之外,内齿2可为瘦高齿、交叉齿、断续齿、ⅱ型齿(齿槽底宽增大)等结构形式。

作为本实施例的一种更优实施方式,参照图3所示,图3中从左至右为冷凝时流体的流动方向,与其相反的方向为蒸发时流体的流动方向;螺旋扰流结构的螺旋角θ满足10°≤θ≤80°。在换热管冷凝方向上,间断齿的螺旋角从θ1至θn逐渐变小,其最大值可为80°,最小值可为10°。

作为本实施例的一种更优实施方式,参照图1和图2所示,每个内齿2的齿顶包括多个齿头,且相邻齿头之间形成有切槽3。

多个的含义为两个或两个以上;如图1和图2中所示,每个内齿2的齿顶设置有两个齿头,上述结构能使螺旋扰流结构对流体的扰动增强,更加利于传热;两个齿头之间的切槽3可一定程度上降低流体受的阻力。

参照图3所示,每个内齿2的齿根宽度l1满足0.2mm≤l1≤0.5mm,优选0.3mm。

齿顶角β1为15°-73°,优选为45°

作为可选的实施方式,每个内齿2包括有两个齿头,且每个内齿2上的两个齿头之间的水平距离l2满足0.1mm≤l2≤0.4mm,优选为0.15mm。

作为可选的实施方式,每个内齿2的高度h1满足0.2mm≤h1≤0.6mm,优选0.4mm。

作为可选的实施方式,切槽3的垂直深度h2满足0.1mm≤h2≤0.4mm,优选为0.2mm。切槽3的角度β2为5°-30°,优选为15°。

本实施例提供的换热管,其内周壁上设置有螺旋扰流结构,螺旋扰流结构为多个间隔排列的内齿2,增大了其换热面积,提升了换热性能。

当换热管处于蒸发工况时,气液两相冷媒进入换热管内,在螺旋间断齿的作用下,液态冷媒被气态冷媒快速地破碎成小液滴后以螺旋的方式摊在换热管内壁上,由于降低了蒸发液膜热阻,液态冷媒得以快速蒸发;同时蒸发方向上的螺旋角逐渐变大,管内阻力增大,可使悬浮在换热管中心附近的小液滴沉降至换热管内壁,降低了由于冷媒不完全蒸发可能导致的压缩机液击风险。

当换热管处于冷凝工况时,气态冷媒在换热管内壁上冷凝,由于间断齿的存在,其顶部的尖锐结构可刺破液膜,降低冷凝热阻,齿与齿之间的槽道4可迅速排液;同时冷凝方向上的螺旋角逐渐变小,间断齿的密度逐渐降低,使得管内阻力降低,降低排液阻力,提升了冷凝效率。

上述换热管能够针对性的提升换热管的蒸发换热和冷凝换热效果、性能,节省了换热管耗材,降低了成本。

实施例2

本实施例提供了一种换热器,包括上述换热管。

本实施例提供的换热器,优选的为干式换热器,由于具备上述换热管,故同样具有能够提升换热器的蒸发换热和冷凝换热效果、性能,节省换热器耗材,降低成本的效果。

实施例3

本实施例提供了一种空调器,包括上述换热器。

本实施例提供的空调器,由于具备上述换热器,故同样具有能够提升空调内换热器的蒸发换热和冷凝换热效果、性能,节省耗材,降低成本的效果。

在本说明书的描述,具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述,仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。


技术特征:

1.一种换热管,其特征在于,包括管体和设置在所述管体的内周壁上并沿所述管体的轴向螺旋延伸的螺旋扰流结构,所述螺旋扰流结构的螺旋角沿蒸发时所述管体内流体的流动方向呈增大的趋势。

2.根据权利要求1所述的换热管,其特征在于,所述螺旋扰流结构的螺旋角沿蒸发时所述管体内流体的流动方向逐渐增大。

3.根据权利要求1或2所述的换热管,其特征在于,所述螺旋扰流结构包括多个凸起的内齿,且所述内齿间隔或连续地排列于沿所述管体的轴向螺旋延伸的螺旋线上。

4.根据权利要求1或2所述的换热管,其特征在于,所述螺旋扰流结构包括多个间隔排列的凸起的内齿,且相邻所述内齿之间形成有槽道。

5.根据权利要求4所述的换热管,其特征在于,所述内齿为由与管壁连接的齿根至另一端齿顶渐窄的锥状。

6.根据权利要求1或2所述的换热管,其特征在于,所述螺旋扰流结构的螺旋角θ满足10°≤θ≤80°。

7.根据权利要求4所述的换热管,其特征在于,每个所述内齿的齿顶包括多个齿头,且相邻所述齿头之间形成有切槽。

8.根据权利要求4所述的换热管,其特征在于,每个所述内齿的齿根宽度l1满足0.2mm≤l1≤0.5mm。

9.根据权利要求4所述的换热管,其特征在于,每个所述内齿包括有两个齿头,且每个所述内齿上的两个所述齿头之间的水平距离l2满足0.1mm≤l2≤0.4mm。

10.根据权利要求4所述的换热管,其特征在于,每个所述内齿的高度h1满足0.2mm≤h1≤0.6mm。

11.根据权利要求7所述的换热管,其特征在于,所述切槽的垂直深度h2满足0.1mm≤h2≤0.4mm。

12.一种换热器,其特征在于,包括权利要求1-11任一项所述的换热管。

13.一种空调器,其特征在于,包括权利要求12所述的换热器。

技术总结
本实用新型提供了一种换热管、换热器及空调器,涉及换热器技术领域,解决了现有的换热管用于干式换热器上针对蒸发和冷凝两种工况难以提高其换热效果的技术问题。上述换热管包括管体和设置在管体的内周壁上并沿管体的轴向螺旋延伸的螺旋扰流结构,螺旋扰流结构的螺旋角沿蒸发时管体内流体的流动方向呈增大的趋势;该换热器包括上述换热管;该空调器包括上述换热器;本实用新型的螺旋扰流结构起到扰流作用,增大换热面积;蒸发工况时蒸发方向上的螺旋角变大,管内阻力增大,降低了由于冷媒不完全蒸发可能导致的压缩机液击风险;冷凝工况时冷凝方向上的螺旋角变小,使得管内阻力降低,降低排液阻力,提升了冷凝效率。

技术研发人员:刘华;张治平;胡东兵;胡海利;王小勇;陈锦贤
受保护的技术使用者:珠海格力电器股份有限公司
技术研发日:2019.11.19
技术公布日:2020.08.21

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