CN101358816B - 一种换热管翅表面结构 - Google Patents

Abstract

一种换热管翅表面结构，包括换热管以及套装在换热管上的若干组基片，各基片沿换热管的圆周方向均为弧形圆肋结构，并且各弧形圆肋相互连接。利用数值模拟发现采用本发明可以达到现有翅片的换热性能，甚至翅片的换热性能可以得到相当大的改善。例如，以平直平片相同换热量为基准，在1-5m/s风速下本发明平片翅片所需风扇泵功最大可减少24.5％；以平直开缝翅片相同换热量为基准，在1-5m/s风速下本发明开缝翅片所需风扇泵功最大可减少24.0％。更重要的是，本发明节省材料，而且加工方法简便易行。

Description

一种换热管翅表面结构

技术领域

本发明涉及一种换热管翅表面结构，特别适合应用于制冷和空调设备的蒸发器和冷凝器以及空气压缩机的中间冷却器中的换热管翅表面结构。

背景技术

在制冷和空调系统中使用的蒸发器和冷凝器以及空气压缩机的中冷器中，制冷剂或冷却介质在管内流动，空气在管外流动，由于传热过程中的大部分热阻都集中在空气侧，所以为了增强换热，就在空气侧安装翅片，以增大换热面积，减小空气侧的热阻。为了进一步加强换热性能，广大科研人员对翅片及其表面附属结构进行了深入而广泛的研究，强化平翅片表面换热的研究和专利有很多，如采用波纹翅片、百叶窗翅片、开缝翅片等，这些方法在强化换热的同时，因结构复杂化而普遍带来流动阻力快速增加、泵功也大幅度增加，而且还带来加工工艺复杂化，实际使用时存在容易积灰、清洗不便等问题。此外，上述方法和专利基本上是基于方肋的思想而设计的。

但现在面临的另一个严重问题是，随着世界资源的日益紧张，节能和节约材料，成为各国各领域日益重视的研究方向；同时，考虑到翅片强化换热的基本思想是“减少边界层厚度，增加流体流动扰动”，但对于翅化肋片来说，不同形状的肋片其肋效率并不相同，因此通过肋片形状的优化设计同样也可以增强翅片换热。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够显著节省使用材料，提高空气翅片管换热器的传热、减小阻力，减小制冷和空调设备的蒸发器、冷凝器及空气压缩机的中冷器的体积的换热管翅表面结构。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：包括换热管以及套装在换热管上的若干组基片，各基片沿换热管的圆周方向均为弧形圆肋结构，并且各弧形圆肋相互连接。

本发明穿过基片的换热管采用两排或两排以上的顺排或交叉排列布置方式，其形状采用圆管、椭圆管或其他截面形状；基片为弧形圆肋连接而成的平片结构；基片上开设有突起的桥型条片，突起的桥型条片由与基片连接的腿和顶组成，基片上的开缝为平角或带倾角的结构，开缝的条数为一条或一条以上；开缝的方向为同侧或两侧开缝；开缝的布局为均匀或相对于来流方向前疏后密的布局方式。

利用数值模拟发现采用本发明可以达到现有翅片的换热性能，甚至翅片的换热性能可以得到相当大的改善。例如，以平直平片相同换热量为基准，在1-5m/s风速下本发明平片翅片所需风扇泵功最大可减少24.5％；以平直开缝翅片相同换热量为基准，在1-5m/s风速下本发明开缝翅片所需风扇泵功最大可减少24.0％。更重要的是，本发明节省材料，而且加工方法简便易行。

附图说明

图1是本发明实施例1的平片结构示意图；

图2a是本发明实施例2的桥型条片的结构示意图，图2b是图2a的局部剖视图；

图3是本发明实施例3均匀开缝的结构示意图；

图4是本发明实施例4前疏后密开缝的结构示意图；

图5是本发明实施例5带倾角的均匀开缝的结构示意图；

图6是本发明实施例6带倾角的前疏后密开缝的结构示意图；

图7是本发明实施例7同侧均匀开缝的的结构示意图；

图8是本发明实施例8椭圆换热管的平片结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1：参见图1，本实施例包括换热管1以及套装在换热管1上的若干组基片2，各基片2沿换热管1的圆周方向均为弧形圆肋结构，各弧形圆肋相互连接构成一组完整翅片。数值模拟结果表明，在1，2，3，4，5m/s风速下本发明平片比传统平直翅片所需泵功分别减少13.1％、15.0％、18.5％、21.9％和24.5％。

实施例2：参见图2，本实施例给出了桥型条片的具体结构，桥型条片3具体由与基片2连接的腿4和顶5构成，其它连接关系同实施例1，桥型条片3可以采用机械制造中常用的机械加工方式，实施简单的加工制造，得到本发明中的相关片型。

实施例3：参见图3，本实施例在基片2的两侧均匀开设置有桥型条片3，其它连接关系同实施例2。

实施例4：参见图4，本实施例在基片2的两侧相对于来流方向前疏后密开设有桥型条片3，其它连接关系同实施例2。

实施例5：参见图5，本实施例在基片2两侧均匀开设有带倾角的桥型条片3，其它连接关系同实施例2。

实施例6：参见图6，本实施例在基片2两侧相对于来流方向开设有带倾角的前疏后密桥型条片3，其它连接关系同实施例2。

实施例7：参见图7，本实施例在基片2的一侧均匀开设有桥型条片3，其它连接关系同实施例1

实施例8，参见图8，本实施例的换热管2采用椭圆型结构，其它连接关系同实施例1。

本发明相对于平片管翅表面，换热是增强的，压降是降低的，这会带来换热器体积减小，耗材量节约，送风泵功减小。

目前使用的强化传热翅片有基于方肋的百叶窗翅片、开缝翅片等，由于条缝比较稠密，加工模具很复杂，而本发明的翅片表面上复杂结构较少，加工模具也很简单，可以按传统的加工程序，套片、胀管、焊接等，完成换热器的制作。所以该类换热器加工工艺简单、综合性能良好。另外本发明还可以较大的节省原材料，符合科技发展的趋势。

Claims (4)

1.一种换热管翅表面结构，包括两排或两排以上的换热管(1)以及套装在换热管(1)上的若干组基片(2)，其特征在于：各基片(2)沿换热管(1)的圆周方向均为弧形圆肋结构，并且各弧形圆肋相互连接构成一组完整翅片。

2.根据权利要求1所述的换热管翅表面结构，其特征在于：所说的穿过基片(2)的换热管(1)采用两排或两排以上的顺排或交叉排列布置方式，其形状采用圆管、椭圆管或其他截面形状。

3.根据权利要求1或2所述的换热管翅表面结构，其特征在于：所说的基片(2)为弧形圆肋连接而成的平片结构。

4.根据权利要求1或2所述的换热管翅表面结构，其特征在于：所说的基片(2)上开设有突起的桥型条片(3)，突起的桥型条片(3)由与基片(2)连接的腿(4)和顶(5)组成，基片上的开缝为平角或带倾角的结构，开缝的条数为一条或一条以上；开缝的方向为同侧或两侧开缝；开缝的布局为均匀或相对于来流方向前疏后密的布局方式。

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