CN107101520B - 一种内翅片换热管、冷凝器及其移动冷库 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种内翅片换热管、冷凝器及其移动冷库，内翅片换热管包括沿着换热管的中心轴向设置中心杆以及沿着中心杆向径向延伸的多根径向杆，所述径向杆上设置多根从径向杆向外延伸的三角形翅片。本发明设计了新式内翅片结构冷凝管，通过新式结构冷凝管的三角形翅片，增加了换热面积和流体的扰动，提高了换热效果。

Description

一种内翅片换热管、冷凝器及其移动冷库

技术领域

本发明涉及换热领域，尤其涉及一种内翅片换热管、冷凝器及其可拼装移动冷库。

背景技术

我国冷链物流发展仍处于起步阶段，与发达国家差距巨大，每年有大量的生鲜产品因没有采用冷链运输而浪费掉了。目前我国在大力推进冷链物流的发展，冷库作为冷链运输中非常重要的一环，其建设规模及技术发展直接影响整个冷链物流的发展。当前，我国主要以固定大型冷库为主，其规模容量小，使用受限等现状影响了我国冷链的发展，尤其是在冷链最先一公里和最后一公里的运输问题，传统冷库是解决不了的，虽然也有一些小型移动冷库在使用，但其保温效果差，冷热桥处理技术不过关，结构不稳定等问题，难以保证良好的使用效果。

冷库的冷凝器设置冷凝管，但是冷凝管的换热能力不足导致制冷效果不好，因此需要开发一种新的换热管。

发明内容

本发明的目的在于提供一种内翅片换热管、冷凝器及其移动冷库，所述内翅片换热管采用新的换热结构，提高换热效果。同时所述移动冷库具有插接密封结构的冷库板，该冷库板采用真空绝热板和聚氨酯作为保温层，通过插接解决冷库组装及结构问题，通过自带密封件来解决接缝冷热桥的处理，通过使用真空绝热板作为保温层来达到提高冷库的保温性能，降低制冷系统的冷负荷，延长其使用寿命。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种内翅片换热管，包括沿着换热管的中心轴向设置中心杆以及沿着中心杆向径向延伸的多根径向杆，所述径向杆上设置多根从径向杆向外延伸的三角形翅片。

作为优选，所述三角形翅片是相似形，从换热管的中心到换热管的管壁，三角形翅片越来越小。

作为优选，径向杆两侧分布三角形翅片，三角形翅片沿着径向杆的中心线对称。

作为优选，从换热管的中心到换热管的管壁，三角形翅片的边长或面积越来越小。

作为优选，从换热管的中心向径向方向，相邻的径向杆三角形翅片之间的间距不断的增加。

作为优选，所述的三角形翅片是直角三角形翅片，形成直角的短边位于径向杆上，长边从径向杆向外延伸；

所述直角的长边所在的锐角为A，直角的长边的长度为B，三角形翅片相邻的距离为C，则满足如下要求：C/B=a*tan(A)²+b* tan(A)+c，

其中0.620<a<0.623，

0.490<b<0.496，

0.1910<c<0.1920，

5<A<25°，

0.19< C/B<0.36，

0.25R<B<0.32R，R是换热管内径的半径。

一种冷凝器，包括集箱以及连接在集箱之间的冷凝管，所述冷凝管是前面所述的换热管。

一种可拼装移动冷库，包括冷库板、蒸发机组和冷凝机组，所述冷库板构成了移动冷库的壳体，其特征在于，所述冷库板包括真空绝热板和包覆真空绝热板的保温材料，所述冷库板上设置插接型材，相邻的冷库板通过插接型材连接在一起。

作为优选，插接型材包括设置在冷库板上的插接凹槽以及设置在另一冷库板上与插接凹槽相对应的插接凸槽。

作为优选，所述插接型材包括插接嵌槽，装饰板一端伸入插接嵌槽中。

作为优选，所述保温材料是聚氨酯。

作为优选，冷凝机组位于冷库外侧下部，所述冷凝机组包括集箱以及连接在集箱之间的冷凝管，所述冷凝管内设置翅片。

本发明具有如下优点：

1）本发明设计了新式内翅片结构冷凝管，通过新式结构冷凝管的三角形翅片，增加了换热面积和流体的扰动，提高了换热效果。

2）本发明通过数值模拟和大量实验，确定了内翅片的最优的关系，进一步提高了换热效果，也为此种翅片的设计提供了一个最佳的参考依据。

3）本发明制备的移动冷库板具有特殊插接结构设计，与传统库板拼接方式相比，库板在拼接过程中更为快捷高效，稳固性也更好，能有效提高库板的装配速度。

4）本发明通过使用真空绝热板作为库板保温材料，大大提高了冷库板的保温性能，从而降低制冷系统的负荷，与常规冷库相比较更为节能环保。

5）本发明所涉及的移动冷库插接结构上有双密封条卡槽，能够大大提高拼缝之间的密封性能，优化了冷桥结构，不仅避免了传统方法需要在结合处进行打胶密封的工艺，而且提高了冷库的整体保温性和拆装方便性。

6）本发明所涉及的移动冷库相比于传统冷库，配备了金属托架，可使用叉车对冷库进行搬运，极大的方便移动冷库的移动性。金属托架在组装前和拆装后可用作冷库板的包装容器，实现冷库流通。

附图说明

图1为冷库板连接结构示意图。

图2为冷库板连接结构示意图。

图3是冷库整体布局示意图。

图4是图3中的左视图。

图5是冷凝管内翅片结构示意图。

图6是冷凝管内翅片尺寸示意图。

图中：11-真空绝热板；12-聚氨酯硬质泡沫；13-外装饰面板；14-插接凹槽；15-密封条嵌槽；16-外装饰面板嵌槽；17-插接凸槽；

21-冷凝管；22-径向杆；23-三角形翅片；24-中心杆；

31-蒸发器组；32-控制器； 33-冷凝器组；34-冷库门锁；35-冷库门；36-库门铰链；37-叉车插槽；38-金属托架。

具体实施方式

如图1-4所示，一种可拼装移动冷库，包括冷库板、蒸发机组31和冷凝机组33，所述冷库板构成了移动冷库的壳体，如图1-2所示，所述冷库板包括真空绝热板11和包覆真空绝热板的保温材料12，所述冷库板上设置插接型材14和17，相邻的冷库板通过插接型材14和17连接在一起。

本发明制备的移动冷库板具有特殊插接结构设计，与传统库板拼接方式相比，库板在拼接过程中更为快捷高效，稳固性也更好，能有效提高库板的装配速度。

本发明通过使用真空绝热板作为库板保温材料，大大提高了冷库板的保温性能，从而降低制冷系统的负荷，与常规冷库相比较更为节能环保。

作为优选，插接型材包括设置在冷库板上的插接凹槽14以及设置在另一冷库板上与插接凹槽相对应的插接凸槽17。

作为优选，如图1所示，所述插接凹槽14底部的宽度大于插接凹槽14开口处的宽度，所述插接凸槽17顶端的宽度大于插接凸槽17底端的宽度。通过上述结构，使得插接凹槽14和插接凸槽17卡合中具有更强的卡合力。

作为优选，所述插接型材包括嵌槽16，装饰板13一端伸入嵌槽16中。通过设置嵌槽16，使得装饰板完全嵌入到插接型材中并包覆冷库板，一方面使得装饰板13与冷库板紧密结合，避免装饰层脱落，另一方面使得单独的每块冷库板得到装饰，不需要在冷库板组装后再进行装饰，形成了完全的可拼装移动冷库。

作为优选，所述保温材料是聚氨酯。

作为优选，所述插接型材上带密封条，确保对接处密封良好。

所述移动冷库包括金属承载盘，所述金属承载盘侧面有可用于叉车装卸用的插槽，顶面设置有方钢插槽，插上方钢可用来盛放单套移动冷库所用冷库板。

蒸发器组31位于侧面顶部内侧，冷凝器组33位于侧面底部外侧，控制器32位于侧面中部外侧。库门设置与冷库正面中部位置，通过铰链与冷库板固定于一体，通过锁紧装置来保证库门密闭。

作为优选，冷凝器组33设置有金属外框，用于承接上部冷库板。

作为优选，保温板使用真空绝热板和聚氨酯作为保温层，真空绝热板位于板材中间，两侧被聚氨酯包敷，外装饰板可采用彩钢板或者玻璃钢板，板与板进行180º对接。

图2展示了另一种实施例的冷库板结构，将插接型材14、17与外装饰面板组合制备得到带插接结构的冷库保温板，保温板使用真空绝热板11和聚氨酯作为保温层，真空绝热板位于板材中间，两侧被聚氨酯包附，外装饰板可采用彩钢板或者玻璃钢板，板与板进行90º对接。

如图3，将冷库板按将图3进行拼装成保温库体，冷库门置于冷库正面中部，用铰链固定于冷库板上，库体尾部右上方内部安装蒸发器，右下方冷凝器安装冷凝器，冷凝器上部外侧安装控制器。

作为优选，所述冷凝机组包括集管以及连接在集管之间的冷凝管21，所述冷凝管21内设置翅片，如图5所示。

作为优选，所述冷凝管21为水平方向布置。

作为优选，冷凝管21的中心设置沿着轴向方向的中心杆24以及沿着中心杆24向径向延伸的多根径向杆22，所述径向杆22上设置多根从径向杆22向外延伸的三角形翅片23。

本发明通过设置径向杆22以及沿着径向杆22向外延伸的三角形翅片23，可以进一步增加换热面积，提高换热效果，而且因为设置三角形翅片，通过三角形翅片的类似针状结构的三角形尖部，可以进一步增加扰流，使得流体充分混合，尤其是在具有不凝气体的情况下，可以进一步的破坏气泡的增大和聚集，提高了换热效果。

进一步优选，径向杆横截面为矩形，优选为正方形。

进一步优选，径向杆横截面为圆形。

作为优选，径向杆的工程直径为中心杆的0.2-0.4倍，优选为0.3倍。

作为优选，所述的径向杆22为杆状物，从圆心沿着径向一直延伸到冷凝管21的内壁。

作为优选，每个径向杆上22上设置多个三角形翅片23，所述的多个三角形翅片23是相似形。即不同三角形翅片的三个互相对应的内角相同。

作为优选，从冷凝管21的中心到冷凝管21的管壁，三角形翅片23的边长或面积越来越小。

作为优选，径向杆22两侧分布三角形翅片23，三角形翅片23沿着径向杆22的中心线对称。

作为优选，相邻的径向杆22的三角形翅片23之间的距离保持不变。

作为优选，从冷凝管21的中心向径向方向，相邻的径向杆22三角形翅片23之间的间距不断的增加。

通过相邻的径向杆22三角形翅片23之间的间距不断的增加，可以使得外部流体流动量大的地方流体流动空间大，可以进一步降低流动阻力，换热效果基本保持不变。

作为优选，所述的三角形翅片23是直角三角形翅片，形成直角的短边位于径向杆上，长边从径向杆向外延伸。

作为优选，所述径向杆22为圆杆，其直径为0.6－1.2mm，优选为0.8mm。

作为优选，三角形翅片从圆杆的中心平面向外延伸。所述三角形翅片为平板结构。所述平板结构垂至于中心杆24，而且平板结构延伸面经过圆杆的中心线。

通过数值分析以及实验得知，相邻的三角形翅片间距不能太大，太大的话则会造成强化传热效果不好，但是间距也不能太小，间距太小，则造成流体在管内流动的阻力太大，同理，三角形翅片的顶角不能太大，太大的话也会影响流动阻力，而且太大的话会导致扰流效果不好，但是也不能太小，太小的话换热面积太小，也会影响换热效果。因此本发明是从换热效果和流动阻力两方面来进行考虑，因此本发明通过大量的实验，在优先满足正常的流动阻力（总承压为10Mpa以下）的情况下，使得换热效果达到最优化，整理了各个参数最佳的关系。

所述直角的长边所在的锐角为A，直角的长边的边长为B，同一径向杆22上相邻的三角形翅片相邻的距离为C，则满足如下要求：C/B=a*tan(A)²+b* tan(A)+c，其中tan 是三角函数，a，b，c是参数；

0.620<a<0.623，优选a=0.6215，

0.490<b<0.496，优选b=0.0493，

0.1910<c<0.1920，优选c=0.1914，5<A<25度（角度），0.19< C/B<0.36,0.25R<B<0.32 R。

R是从圆心到直角三角形位于轴向翅片22的所在的边的中点的距离。

其中相邻的距离C是以相邻三角形翅片位于轴向翅片22的所在的边之间的间距；即三角形翅片位于轴向翅片22的所在的边后端与后面三角形的位于轴向翅片22的所在的边前端之间的距离。具体参见图6的标识。

直角的长边的边长B选取相邻的三角形翅片的两个直角的长边的边长的平均值。

进一步优选，冷凝管的内径为25－40mm。

作为优选，所有冷凝管的长度和为2.0-4.0m。优选为3.0m。

作为优选，冷凝管为直管。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (6)

1.一种内翅片换热管，包括沿着换热管的中心轴向设置中心杆以及沿着中心杆向径向延伸的多根径向杆，所述径向杆上设置多根从径向杆向外延伸的三角形翅片；所述三角形翅片是相似形，从换热管的中心到换热管的管壁，三角形翅片越来越小；径向杆横截面为圆形；

所述的三角形翅片是直角三角形翅片，形成直角的短边位于径向杆上，长边从径向杆向外延伸；

所述直角的长边所在的锐角为A，直角的长边的长度为B，同一径向杆上三角形翅片相邻的距离为C，则满足如下要求：C/B=a*tan(A)²+b*tan(A)+c，其中0.620<a<0.623，0.490<b<0.496，0.1910<c<0.1920，5°<A<25°，0.19< C/B<0.36，0.25R<B<0.32R，R是换热管内径的半径。

2.如权利要求1所述的内翅片换热管，其特征在于，径向杆两侧分布三角形翅片，三角形翅片沿着径向杆的中心线对称。

3.如权利要求1所述的内翅片换热管，其特征在于，从换热管的中心到换热管的管壁，三角形翅片的边长或面积越来越小。

4.如权利要求1所述的内翅片换热管，其特征在于，从换热管的中心向径向方向，相邻的径向杆三角形翅片之间的间距不断的增加。

5.一种冷凝器，包括集箱以及连接在集箱之间的冷凝管，所述冷凝管是权利要求1-4之一所述的换热管。

6.一种移动冷库，蒸发机组和冷凝机组，其特征在于，所述冷凝机组包括权利要求5所述的冷凝器。

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