CN105043154A - 一种高效传热冷凝管 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高效传热冷凝管，包括冷凝管本体，冷凝管本体的外侧沿轴线方向依次设置有若干个外翅片，相邻两个外翅片间形成翅槽，冷凝管本体的内侧设置有锯齿状的内齿，外翅片两侧设置有引流翅片，外翅片的下方对应设置有垂直流道，外翅片的直径自引流翅片上方起至顶端逐渐收缩，所述角度为3～25°。本发明结构简单，设计紧凑，外翅片端部的锥度设计能够有利的刺破液膜，外翅片端部的粗糙度为0.4～1.6，减小了使用过程中的排液阻力，外翅片上增加引流翅片增大了换热面积并保护了其以下部分的相对薄液膜，垂直流道的设置提高了引流翅片以下部位的排液，从而实现了相对大温差，高换热的效果。

Description

一种高效传热冷凝管

技术领域

本发明涉及一种高效传热冷凝管，属于传热设备技术领域。

背景技术

随着制冷技术的发展，制冷与空调领域的高效节能理念越来越高，这也对冷凝器中用的高效冷凝换热管的换热性能有越来越高的要求。目前冷凝器用换热管技术的通用技术：管外侧制冷器气体与管壁接触后，发生相变，从而被冷凝凝结成制冷剂液体。一般情况下，由于制冷剂液体的连续流动，换热管的外表面会被覆盖一层液膜，因此制冷剂气体被迫在液膜外表面进行冷凝，其所释放的潜热必须通过液膜才能传递给换热管，液膜越厚，热阻越大，制冷效果也就越差。该液膜一般可分为两个部分液膜前缘的吸附层，该区域受到固体表面的强烈吸附力，液体分子难于飞离气-液界面，因而不发生蒸发。蒸发液膜区域，此处区域“脱离压力”和毛细力作用的量级基本相当，液膜在两种力的作用下逐渐增厚，最终在气—液界面上发生剧烈的能量传递。

目前常用的挤压法加工的换热管翅片的两侧面的粗糙度一般为3.2-6.3，该种表面相对粗糙，制冷剂在液膜表面张力的作用会很明显，下排过程中阻力较大，积累液膜较厚，不利于凝结换热。目前最常用的改善换热管换热效率的方法是在翅片顶部加工凹槽，或在翅片两侧面增加小翅片，这样增加了换热面积，同时凹槽和小翅片的平面和立面结构可以利用液体的重力和表面张力来拉薄液膜。现有技术方案用来提高换热管的单管传热非常有效，但在管束效果下，尤其是5-8层管束以下，由于换热管汇聚的制冷剂液体的逐渐增加，翅片上的凹槽和小翅片的复杂结构已经不能起到拉薄液膜的作用，反而会阻碍制冷剂液体的下流，使得换热管排液不畅，从而导致换热管的翅片逐渐被制冷剂液体大量覆盖，极大的增加了热阻。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中换热管在翅片顶部加工凹槽或增加小翅片造成的换热效果不好问题，提供了一种结构简单，设计紧凑的高效传热冷凝管。

本发明采用如下技术方案：一种高效传热冷凝管，包括冷凝管本体，所述冷凝管本体的外侧沿轴线方向依次设置有若干个外翅片，所述相邻两个外翅片间形成翅槽，所述冷凝管本体的内侧设置有锯齿状的内齿，所述外翅片两侧设置有引流翅片，所述外翅片的下方对应设置有垂直流道，所述外翅片的直径自引流翅片上方起至顶端逐渐收缩，所述角度为3～25°。

进一步的，所述引流翅片为两个，分别包括第一引流翅片和第二引流翅片，所述第一引流翅片设置于第二引流翅片上方。

进一步的，所述外翅片的高度为0.4～1.5mm，所述外翅片的宽度为0.05～0.35mm。

进一步的，所述翅槽的宽度为0.35～0.8mm。

进一步的，所述第一引流翅片的宽度大于第二引流翅片。

进一步的，所述第一引流翅片的宽度为0.1～0.2mm，所述第二引流翅片的宽度为0.05～0.15mm。

进一步的，所述第一引流翅片和第二引流翅片之间的距离为0.2～0.6mm。

进一步的，所述第一引流翅片和第二引流翅片与外翅片的连接角度均为95～110°，所述第一引流翅片和第二引流翅片向翅槽方向倾斜。

进一步的，所述垂直流道的宽度为0.1～0.25mm，高度为0.2～0.4mm，深度为0.02～1.0mm。

本发明结构简单，设计紧凑，外翅片端部的锥度设计能够有利的刺破液膜，外翅片端部的粗糙度为0.4～1.6，减小了使用过程中的排液阻力，外翅片上增加引流翅片增大了换热面积并保护了其以下部分的相对薄液膜，第一引流翅片比第二层引流翅片宽使得制冷剂不会在第二引流翅片处汇集；垂直流道的设置提高了引流翅片以下部位的排液，从而实现了相对大温差，高换热的效果；管内表面设置的螺旋状内齿增加了管内换热面积，同时增强了管内紊流，使管内换热效率增加。

附图说明

图1为本发明的剖面结构示意图。

图2为本发明的具有第一引流翅片和第二引流翅片的局部立体示意图。

图3为本发明的具有一个引流翅片的局部立体示意图。

图4为本发明的无引流翅片的局部立体示意图。

图5为本发明的外翅片结构的放大图。

附图标记：冷凝管本体1、外翅片2、翅槽3、内齿4、引流翅片5、第一引流翅片5-1、第二引流翅片5-2、垂直流道6。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步的描述。

如图1-图5所示，一种高效传热冷凝管，包括冷凝管本体1，冷凝管本体1的外侧沿轴线方向依次设置有若干个外翅片3，外翅片3的高度为0.5mm，外翅片3的宽度为0.2mm，相邻两个外翅片2间形成翅槽3，翅槽3的宽度为0.4mm，冷凝管本体1的内侧设置有锯齿状的内4齿，外翅片2两侧分别设置有一个引流翅片5，引流翅片5距离外翅片2的顶端距离为0.2mm，外翅片2的下方对应设置有垂直流道6，垂直流道6的宽度为0.15mm，高度为0.3mm，深度为0.05mm，外翅片2的直径自引流翅片5上方起至顶端逐渐收缩，角度为18°，外翅片2的顶端粗糙度R设置为0.4。

一种高效传热冷凝管，包括冷凝管本体1，冷凝管本体1的外侧沿轴线方向依次设置有若干个外翅片2，外翅片2的高度为1.2mm，外翅片2的宽度为0.2mm，相邻两个外翅片2间形成翅槽3，翅槽3的宽度为0.4mm，冷凝管本体1的内侧设置有锯齿状的内齿4，外翅片2上由上至下分别设置有第一引流翅片5-1和第二引流翅片5-2，第一引流翅片5-1的宽度大于第二引流翅片5-2，第一引流翅片5-1的宽度为0.12mm，第二引流翅片5-2的宽度为0.08mm，第一引流翅片5-1和第二引流翅片5-2之间的距离为0.4mm，第一引流翅片5-1与外翅片2顶端的距离为0.4mm，第二引流翅片5-2与外翅片2底端的距离为0.4mm，第一引流翅片5-1、第二引流翅片5-2与外翅片2的夹角为105°，垂直流道6的宽度为0.15mm，高度为0.4mm，深度为0.04mm.

外翅片2顶端的粗糙度设置为0.4-1.6，该表面相对光滑，在制冷剂液体下排中阻力较小，液膜厚度能够控制的相对较薄。同时，如图5所示分别设置的带有向下倾斜的第一引流翅片5-1和第二引流翅片5-2能够将制冷剂液体阶段导流，保证了第二引流翅片5-2下部的外翅片2部分能够充分暴露在制冷剂气体中，从而提高了冷凝管的换热效率。

第二引流翅片5-2以下的外翅片2与冷凝管的管壁最为接近，因此外翅片2此部分的温度相对其他部位更低，在理想状态下，此部位的冷凝换热效果最好，但现有技术中由于外翅片上部的冷凝积液会在此得到大量汇集，因而该部位的液膜厚度也是最厚的，从而使得该部位不能充分的发挥高温差，高换热的效果，而引流翅片的设置保证了该部分不会被外翅片上部冷凝下来的积液覆盖，垂直流道的设置加速了积液的导流，使该部位的液膜始终处于相对较薄状态，从而实现了大温差，高换热的效果，提高了换热管的冷凝效果。同时，第一引流翅片5-1的宽度大于第二引流翅片5-2，液体在下排过程中会直接滴落到翅槽3底部不至于在第二引流翅片5-2处造成制冷剂液体堆积，保证在管束下第一引流翅片5-1以下的部位始终保持相对的薄液膜，从而明显起到了增强换热管冷凝换热的作用。

Claims (9)

1.一种高效传热冷凝管，其特征在于：包括冷凝管本体（1），所述冷凝管本体（1）的外侧沿轴线方向依次设置有若干个外翅片（2），所述相邻两个外翅片（2）间形成翅槽（3），所述冷凝管本体（1）的内侧设置有锯齿状的内齿（4），所述外翅片（2）两侧设置有引流翅片（5），所述外翅片（2）的下方对应设置有垂直流道（6），所述外翅片（2）的直径自引流翅片（5）上方起至外翅片顶端逐渐收缩，所述外翅片顶端的角度为3～25°。

2.如权利要求1所述的高效传热冷凝管，其特征在于：所述引流翅片（5）为两个，分别为第一引流翅片（5-1）和第二引流翅片（5-2），所述第一引流翅片（5-1）设置于第二引流翅片（5-2）上方。

3.如权利要求1所述的高效传热冷凝管，其特征在于：所述外翅片（2）的高度为0.4～1.5mm，所述外翅片（2）的宽度为0.05～0.35mm。

4.如权利要求1所述的高效传热冷凝管，其特征在于：所述翅槽（3）的宽度为0.35～0.8mm。

5.如权利要求2所述的高效传热冷凝管，其特征在于：所述第一引流翅片（5-1）的宽度大于第二引流翅片（5-2）。

6.如权利要求2所述的高效传热冷凝管，其特征在于：所述第一引流翅片（5-1）的宽度为0.1～0.2mm，所述第二引流翅片（5-2）的宽度为0.05～0.15mm。

7.如权利要求2所述的高效传热冷凝管，其特征在于：所述第一引流翅片（5-1）和第二引流翅片（5-2）之间的距离为0.2～0.6mm。

8.如权利要求2所述的高效传热冷凝管，其特征在于：所述第一引流翅片（5-1）和第二引流翅片（5-2）与外翅片（2）的连接角度均为95～110°，所述第一引流翅片（5-1）和第二引流翅片（5-2）向翅槽（3）方向倾斜。

9.如权利要求1所述的高效传热冷凝管，其特征在于：所述垂直流道（6）的宽度为0.1～0.25mm，高度为0.2～0.4mm，深度为0.02～1.0mm。