CN101315260A - 一种氨/二氧化碳复叠制冷系统中换热器用高效换热管 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种氨/二氧化碳复叠制冷系统中换热器用高效换热管，它是具有内腔的管体，其特征在于所述的管体由光滑管部(1)、翅片管部(6)及连接光滑管部(1)和翅片管部(6)的过渡部(5)构成，所述翅片管部(6)的外壁设有沿管体轴向分布的螺旋翅片(2)，相邻翅片(2)之间形成槽道(3)，相邻翅片(2)顶部之间留有间隙，翅片管部(6)的内壁设有螺旋微细齿(4)，本发明提高氨/二氧化碳复叠制冷系统中换热器使用的换热管的换热效率，降低系统成本，设备体积较小。

Description

一种氨/二氧化碳复叠制冷系统中换热器用高效换热管

技术领域：

本发明涉及一种氨/二氧化碳复叠制冷系统中换热器所用的高效换热管，换热器壳程为液氨蒸发，管程为二氧化碳冷凝，属于热交换设备领域。

背景技术：

目前国内氨/二氧化碳复叠制冷系统中所采用换热管是光滑钢管，其导致了换热器的换热效率低、体积庞大，大大增加了设备体积，浪费了材料，从而导致了氨/二氧化碳复叠制冷系统没有得到很好的应用。

发明内容：

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足而提供一种提高氨/二氧化碳复叠制冷系统中换热器使用的换热管的换热效率，降低系统成本，设备体积较小的氨/二氧化碳复叠制冷系统中换热器用高效换热管。

本发明的目的可以通过如下措施来达到：一种氨/二氧化碳复叠制冷系统中换热器用高效换热管，它是具有内腔的管体，其特征在于所述的管体由光滑管部、翅片管部及连接光滑管部和翅片管部的过渡部构成，所述翅片管部的外壁设有沿管体轴向分布的螺旋翅片，相邻翅片之间形成槽道，相邻翅片顶部之间留有间隙，翅片管部的内壁设有螺旋微细齿。

为了进一步实现本发明的目的，所述的翅片顶部较底部向两侧延伸，呈T形。

为了进一步实现本发明的目的，所述的的槽道为鸭蛋形。

为了进一步实现本发明的目的，所述的槽道底部半径为R，R范围为0.15～0.60mm。

为了进一步实现本发明的目的，所述的翅片螺距为P，P为1.0～1.8mm。

为了进一步实现本发明的目的，所述的翅片的高度为Hf，Hf为1～1.8mm。

为了进一步实现本发明的目的，所述的翅片顶部所留间隙的间距为B，B为0.2～0.6mm。

为了进一步实现本发明的目的，所述的螺旋微细齿为三角形螺旋微细齿。

为了进一步实现本发明的目的，所述的螺旋微细齿的齿条数范围为40～70齿。

为了进一步实现本发明的目的，所述的螺旋微细齿高度为Hi，Hi范围为0.1～0.4mm。

为了进一步实现本发明的目的，所述的螺旋微细齿螺旋角为β，β的范围12～30°。

为了进一步实现本发明的目的，所述的螺旋微细齿齿顶角为α，α范围为40～120°。

本发明同已有技术相比可产生如下积极效果：本发明由于相邻T形翅片之间形成空腔，空腔的形状按照液氨在汽化时所形成气泡大小及达到脱离时的直径设计，翅片顶部的间隙根据液体表面张力作用和利于在气泡与液体界面形成压差设计，其有特殊的几何形状，液氨在达到沸腾时可以快速形成气泡并脱离管表面，产生较强的扰动，利于液氨的注入腔体，并在翅片表面形成微液膜，利于气泡的快速成长，提高了气泡脱离的频率，强化了沸腾换热效果。管内部三角形螺旋微细齿，齿截面为三角形，槽截面为梯形，形成二维结构，增大了冷凝传热面积，充分发挥了冷凝液膜表面张力作用，使液膜减薄，螺旋角度引起液膜及气液两相流的紊流扰动，利于冷凝液的排走，强化了冷凝换热效果，本发明的换热管热交换条件是：管外是液氨蒸发，管内是气态二氧化碳冷凝。其为一种适合液氨满液式蒸发和二氧化碳气体冷凝的管型，可达到最优的换热效率，其解决了已有因换热效率低下导致系统成本高和设备体积庞大的问题。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的轴向剖面齿型放大图；

图3为本发明的齿型横截面放大图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明：

实施例：一种氨/二氧化碳复叠制冷系统中换热器用高效换热管(参见图1-图3)，它是具有内腔的管体，由钢制材料制成。管体由光滑管部1、翅片管部6及连接光滑管1和翅片管部6的过渡部5构成，翅片管部6的管体外壁沿轴向设有螺旋状分布的翅片2，每组螺旋翅片顶部较底部向两侧延伸，呈T形，翅片螺距为P，P为1.0～1.8mm，T型翅片高度为Hf，Hf为1～1.8mm，相邻翅片之间形成槽道3，槽道3的形状为鸭蛋形，其底部半径为R，R范围为0.15～0.6mm，最大程度增加气泡接触角，强化气泡的成长和脱离，相邻翅片顶部之间留出一定间隙，间距为B，B范围为0.2～0.6mm，利于液氨的充入腔体和在气液界面形成压差，加快气液的快速交换并能减少因污垢形成热阻，其外表面呈光滑表面，外径较光管外径小。翅片管部6的管体内壁设有微细螺旋齿4，螺旋齿为多条，微细螺旋齿4与管轴向夹角为β，β范围为12～30°，微细螺旋齿4呈三角形，高度为Hi，Hi范围为0.1～0.4mm，顶角角度为α，α范围为40～120°，内齿条数为40～70齿，内部微细螺旋齿利于二氧化碳气体的扰动，三角形及其一定高度的凸起使冷凝液形成梯度，因表面张力作用下拉薄液膜，进一步强化了冷凝换热，同时因合理的齿型角和螺旋角使管程的阻力损失增加的也较小。

Claims (12)

1、一种氨/二氧化碳复叠制冷系统中换热器用高效换热管，它是具有内腔的管体，其特征在于所述的管体由光滑管部(1)、翅片管部(6)及连接光滑管部(1)和翅片管部(6)的过渡部(5)构成，所述翅片管部(6)的外壁设有沿管体轴向分布的螺旋翅片(2)，相邻翅片(2)之间形成槽道(3)，相邻翅片(2)顶部之间留有间隙，翅片管部(6)的内壁设有螺旋微细齿(4)。

2、根据权利要求1所述的一种氨/二氧化碳复叠制冷系统中换热器用高效换热管，其特征在于所述的翅片(2)顶部较底部向两侧延伸，呈T形。

3、根据权利要求1所述的一种氨/二氧化碳复叠制冷系统中换热器用高效换热管，其特征在于所述的的槽道(3)为鸭蛋形。

4、根据权利要求3所述的一种氨/二氧化碳复叠制冷系统中换热器用高效换热管，其特征在于所述的槽道(3)底部半径为R，R范围为0.15～0.60mm。

5、根据权利要求1或2所述的一种氨/二氧化碳复叠制冷系统中换热器用高效换热管，其特征在于所述的翅片(2)螺距为P，P为1.0～1.8mm。

6、根据权利要求1或2所述的一种氨/二氧化碳复叠制冷系统中换热器用高效换热管，其特征在于所述的翅片(2)的高度为Hf，Hf为1～1.8mm。

7、根据权利要求1或2所述的一种氨/二氧化碳复叠制冷系统中换热器用高效换热管，其特征在于所述的翅片(2)顶部所留间隙的间距为B，B为0.2～0.6mm。

8、根据权利要求1所述的一种氨/二氧化碳复叠制冷系统中换热器用高效换热管，其特征在于所述的螺旋微细齿(4)为三角形螺旋微细齿。

9、根据权利要求1或8所述的一种氨/二氧化碳复叠制冷系统中换热器用高效换热管，其特征在于所述的螺旋微细齿(4)的齿条数范围为40～70齿。

10、根据权利要求1或8所述的一种氨/二氧化碳复叠制冷系统中换热器用高效换热管，其特征在于所述的螺旋微细齿(4)高度为Hi，Hi范围为0.1～0.4mm。

11、根据权利要求1或8所述的一种氨/二氧化碳复叠制冷系统中换热器用高效换热管，其特征在于所述的螺旋微细齿(4)螺旋角为β，β的范围12～30°。

12、根据权利要求1或8所述的一种氨/二氧化碳复叠制冷系统中换热器用高效换热管，其特征在于所述的螺旋微细齿(4)齿顶角为α，α范围为40～120°。

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