CN108801034A - 换热管、换热器及热泵机组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种换热管、换热器及热泵机组，其中，换热管包括管体(1)和设在管体(1)外壁上的翅片(2)，相邻翅片(2)之间形成通道，相邻翅片(2)的侧壁上设有相对延伸的翅台部(22)，且相对延伸的翅台部(22)具有重叠段，通道在翅台部(22)上下方形成相互连通的区域。此种换热管能够同时兼顾换热管的蒸发和冷凝性能，降低换热管在蒸发和冷凝两种工况下的性能衰减量；而且相对的翅台部具有重叠段，在结构上可保持上下层腔体的稳定性，从而具备稳定的换热性能。

Description

换热管、换热器及热泵机组

技术领域

本发明涉及换热技术领域，尤其涉及一种换热管、换热器及热泵机组。

背景技术

热泵机组采用清洁能源，既可以制冷又可以供热而得到越来越广泛应用。现阶段，热泵机组多采用干式换热器，制冷剂在管内蒸发或冷凝换热。但干式换热器存在换热效率较低问题，因此满液式换热器越来越多应用到热泵机组当中，以提高机组的能效比。

在满液式换热器中，制冷剂在管外侧蒸发或冷凝换热，要求满液式换热器既能实现蒸发和冷凝功能，在切换制冷与制热状态时，蒸发和冷凝性尽量不出现严重的衰减问题，对换热管的蒸发和冷凝性能均提出了更高要求。

目前的满液式蒸发管或冷凝管均不能满足热泵机组在调整制冷和制热运行工况时的性能要求，这就要求设计一种同时具备较高的蒸发和冷凝性能的换热管。

发明内容

本发明的目的是提出一种换热管、换热器及热泵机组，能够同时兼顾换热管的蒸发和冷凝性能。

为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种换热管，包括管体和设在所述管体外壁上的翅片，相邻所述翅片之间形成通道，相邻所述翅片的侧壁上设有相对延伸的翅台部，且相对延伸的所述翅台部具有重叠段，所述通道在翅台部上下方形成相互连通的区域。

进一步地，相对延伸的所述翅台部在翅片的高度方向上具有高度差。

进一步地，相对延伸的所述翅台部之间接触或具有间隙。

进一步地，所述翅台部平行于所述管体外壁延伸，或者朝向所述管体外壁倾斜延伸。

进一步地，所述翅台部上沿所述通道间隔设有多个缝隙或槽体，用于使所述通道在翅台部上下方形成相互连通的区域。

进一步地，所述翅片还包括位于所述管体和所述翅台部之间的翅根部，所述管体的外壁、相对所述翅根部和所述翅台部之间的区域形成第一腔体，所述第一腔体的壁面上设有第一凹槽。

进一步地，所述第一凹槽设在所述管体的外壁上。

进一步地，相邻的所述翅片之间设有多个所述第一凹槽，多个所述第一凹槽沿着所述通道均匀分布。

进一步地，所述第一凹槽呈十字形、工字形、X形、T形、U形、三角形或多边形。

进一步地，所述翅片还包括位于所述翅台部顶部的翅顶部，所述翅顶部的侧壁上沿所述通道间隔设有多个第二凹槽，单个所述第二凹槽延伸至所述翅台部。

进一步地，所述翅顶部的两个侧壁上均设有所述第二凹槽，两侧的所述第二凹槽错开设置。

进一步地，所述翅台部上沿所述通道间隔设有多个缝隙或槽体，所述缝隙或槽体与所述第二凹槽连通。

进一步地，所述缝隙或槽体沿着所述翅台部的延伸方向设置，所述第二凹槽沿着所述翅片的高度方向延伸。

进一步地，所述翅片还包括位于所述翅台部顶部的翅顶部，所述翅顶部呈锯齿状结构，所述锯齿状结构包括沿通道间隔设置的齿结构和开口。

进一步地，所述开口深度延伸至所述翅台部。

进一步地，所述开口呈矩形、倒三角或倒梯形。

进一步地，所述翅片还包括位于所述翅台部顶部的翅顶部，所述翅顶部的侧壁上设有凸出部。

进一步地，所述凸出部的自由端具有尖角。

进一步地，所述翅顶部的侧壁上沿通道间隔设有多个第二凹槽，所述凸出部位于同一所述翅片上相邻的第二凹槽之间；和/或

所述翅片呈锯齿状结构，所述锯齿状结构包括沿通道间隔设置的开口和齿结构，所述凸出部位于所述齿结构上。

进一步地，所述翅顶部的侧壁上沿通道间隔设有多个第二凹槽，所述凸出部设在所述第二凹槽靠近所述管体外壁的端部。

进一步地，所述管体的内壁上设有螺旋状的凸起螺纹。

进一步地，所述凸起螺纹为多头螺纹。

为实现上述目的，本发明第二方面提供了一种换热器，包括上述实施例的换热管。

为实现上述目的，本发明第三方面提供了一种热泵机组，包括上述实施例的换热器。

进一步地，热泵机组为满液式热泵空调机组。

基于上述技术方案，本发明实施例的换热管，相邻翅片的侧壁上分别设有相对延伸的翅台部，使相邻翅片之间的通道形成相互连通的利于蒸发的下层腔体和利于冷凝的上层腔体，能够同时兼顾换热管的蒸发和冷凝性能，降低换热管在蒸发和冷凝两种工况下的性能衰减量。而且相对延伸的翅台部具有重叠段，可提高翅片的整体强度，从而保持上下层腔体的结构稳定性，进而使换热管具备稳定的换热性能。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明换热管的第一实施例侧面展开后的结构示意图；

图2为本发明换热管的第一实施例侧面展开后翅片的轴向剖面图；

图3为本发明换热管的第一实施例中翅片之间管体表面的结构示意图；

图4为本发明换热管的第二实施例侧面展开后的结构示意图；

图5为本发明换热管的第二实施例侧面展开后翅片的轴向剖面图；

图6为本发明换热管的第三实施例侧面展开后的结构示意图；

图7为本发明换热管的第三实施例侧面展开后翅片的轴向剖面图；

图8为本发明换热管的第四实施例侧面展开后的结构示意图；

图9为本发明换热管的第四实施例侧面展开后翅片的轴向剖面图。

附图标记说明

1、管体；2、翅片；21、翅根部；22、翅台部；23、翅顶部；3、第一凹槽；4、缝隙；5、凸起螺纹；6、第二凹槽；7、间隙；8、凸出部；9、齿结构；10、开口；A、第一腔体；B、第二腔体。

具体实施方式

以下详细说明本发明。在以下段落中，更为详细地限定了实施例的不同方面。如此限定的各方面可与任何其他的一个方面或多个方面组合，除非明确指出不可组合。尤其是，被认为是优选的或有利的任何特征可与其他一个或多个被认为是优选的或有利的特征。

本发明中出现的“第一”、“第二”等用语仅是为了方便描述，以区分具有相同名称的不同组成部件，并不表示先后或主次关系。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“周向”、“轴向”和“径向”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发明，而不是指示或暗示所指的装置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发明保护范围的限制。

在满液式机组当中，蒸发和冷凝虽然都是相变换热，但其工作原理及功能均不相同，实际工作当中是相反的两个过程。冷凝过程是气态冷媒转换成液态冷媒，需要较大的换热面积使气态冷媒凝结为液态冷媒，同时需要将产生的液态冷媒快速排走，避免其在换热表面形成液膜热阻，要求换热管外壁尽可能干燥或减薄液膜厚度。而蒸发过程将液态冷媒转换成气态冷媒，要求换热管外壁尽可能多冷媒将表面湿润，同时换热管外壁能够提供更多的汽化核心以强化换热效果。

由于蒸发和冷凝工作原理的不同，其强化外表面也有很大的差异。冷凝利用专用的设备挤压成翅，然后在翅顶部进行二次滚花成三维立体翅型，不仅可以扩大其换热面积，而且表面形成的三维立体翅型的曲率半径差异较大，可以减薄冷媒液膜，同时利用两翅片之间的通道将冷媒排走。这就要求冷凝管翅顶部部分尽可能干燥。以便该冷凝过程能够持续高效运行。蒸发对换热管滚花表面使用滚光轮进行二次滚压，形成蒸发小孔，要求提供更多的汽化核心提高蒸发性能。所以，使用现行的满液式蒸发管，在冷凝性能测试会比现用单冷凝的换热管性能衰减30％以上，同样，如果使用现行的满液式冷凝管，在蒸发性能测试会比现用单蒸发功能的换热管性能衰减35％以上。

因此，在不增加换热管数量(成本)的前提下，单纯采用传统蒸发管或者冷凝管的满液式换热器，难以满足热泵机组在工况调整时对制冷和制热的需要。当然在同一台满液式壳管中，同样尝试过采用蒸发管和冷凝管混合排布以及上层冷凝管下层蒸发管的布管方式，以期待该壳管能够分别作为蒸发器和冷凝器时，满足制冷和制热两种工况的需要，但其效果依然不太理想。

基于上述要求，本发明提出了一种能够同能满足蒸发和冷凝功能的换热管。在一个示意性的实施例中，如图1至图9所示，该换热管包括管体1和设在管体1外壁上的翅片2，相邻翅片2之间形成通道。例如，管体1的截面可以为圆形、矩形或多边形等需要的形状。翅片2可以在管体1的外壁上呈螺旋线分布，或者多个圆环状的翅片2在管体1的外壁上间隔设置，或者翅片2沿着管体1的轴线分布等。

如图2所示，翅片2从根部至顶部依次包括翅根部21、翅台部22和翅顶部23。相邻翅片2相对的侧壁上设有朝向通道内相对延伸的翅台部22，且相对延伸的翅台部22在其延伸方向上具有重叠段，通道在翅台部22上下方形成相互连通的区域。具体地，至少部分翅片2的两侧分别设有向侧部延伸的翅台部22，以使相邻翅片2之间的翅台部22相对延伸。

在一些实施例中，翅根部21可设于管体1和翅台部22之间，翅台部22设在翅根部21的顶部，且向翅根部21的两侧延伸。翅顶部23可设在翅台部22的顶部。

在一些实施例中，翅台部22在高度方向上位于翅片2的中间区域，以较好地平衡换热管的蒸发和冷凝效果。

该实施例的换热管中，相邻翅片2之间的通道在翅台部22下方的区域形成适合于蒸发换热的第一腔体A，在翅台部22上方的区域形成适合于冷凝换热的第二腔体B，在此基础上再根据相应的功能原理对各自部分进行强化，能够同时兼顾换热管的蒸发和冷凝性能，降低换热管在蒸发和冷凝两种工况下的性能衰减量。

另外，相对的翅台部具有重叠段，使得翅台之间相互交叉起到加强作用，提高翅片的整体强度，以保持上下层腔体的结构稳定性，从而使换热管具备稳定的换热性能。而且，此种结构与单边设置翅台部的方式相比，能减短单个翅台部的长度，以降低加工难度，并保证翅片的结构强度。另外，在通过挤压形成翅台部时，即使翅台部的末端出现尖角，通过设置重叠段也能够可靠地形成两个腔体，可降低对加工设备和加工工艺的要求；或者即使在翅台部在长期使用后发生变形，通过设置重叠段也能够可靠地形成两个腔体，保持上下层腔体的结构稳定性。

在制冷工况下换热管作为蒸发管使用，管体1外侧液态冷媒主要在第一腔体A内进行蒸发，首先液态冷媒由第二腔体B经由两个腔体的连通通道进入第一腔体A，第一腔体A底部的基管表面温度较高，具备蒸发所需要的过热度，可在翅根部21形成大量蒸发所需的汽化核心。饱和液态冷媒在具有一定过热度和大量汽化核心的第二腔体B内进行蒸发，蒸发产生的气态冷媒通过两个腔体的连通通道排出，同时液态冷媒也在不断补充。

在制热工况下换热管作为冷凝管使用，管体1外侧高压气态冷媒主要在第二腔体B内进行凝结为液态，液态冷媒在表面张力及其重力综合作用下沿着翅台部22向下流动，并及时经过两个腔体的连通通道排至第一腔体A进一步冷却，由于第一腔体A环向连通，最终积累到一定量的液态冷媒经过换热管最下方排出换热管表面。

在一些实施例中，翅顶部23的厚度小于翅根部21的厚度，利于在翅顶部23形成尖锐边缘，刺破携液的气态冷媒。

可选地，翅片2的顶部采用挤压方式形成翅台部22，由此翅顶部23的厚度相对于翅根部21的厚度薄，翅台部22向翅片2的两侧延伸。

在一些实施例中，如图2所示，相对延伸的翅台部22在翅片2的径向高度方向上具有高度差，即翅片2两侧的翅台部22具有高度差。该结构有利于在翅片2的径向高度方向上，使相对的翅台部22上在自由端处形成重叠段，可减小翅台部22在结构上的弯折，从而保证翅台部22的强度，提高换热管的工作可靠性和使用寿命。

可替代地，相对延伸的翅台部22在翅片2的径向高度方向上高度一致，可通过翅台部22的弯折在自由端处形成重叠段。将翅台部22本体或表面被构造成曲面型利于增大换热面积，摊薄液膜，且利于冷媒的流动。

在一些实施例中，相对延伸的翅台部22之间接触，形成上下交叉的搭接结构。或者如图2所示，相对延伸的翅台部22在重叠段处具有间隙7，在冷凝换热时，换热后形成的液态冷媒可通过间隙7顺利地流入第一腔体A中，并沿着相邻翅片2之间的通道排出；在蒸发换热时，换热后形成的气态冷媒可通过间隙7顺利地排至第二腔体B中，也有利于冷媒的补充。此种结构可使两个腔体之间冷媒的相互流动更顺畅，利于蒸发和冷凝两种性能均不衰减，而且也不容易使相对的翅台部22之间产生接触应力。

在一些实施例中，翅台部22朝向管体1外壁倾斜延伸。具体地，翅台部22可以相对于管体1的轴线具有固定角度的直线倾斜，或者具有角度逐渐变化的弧线倾斜。倾斜部分可以是整个翅台部22，也可以仅是翅台部22的自由端。

此种换热管在冷凝换热时，倾斜的翅台部22能够使第二腔体B内冷凝产生的液态冷媒更顺畅地向下流动，以流动至第一腔体A内并沿着管体1表面流动，最终从管体1下方排出。可替代地，翅台部22平行于管体1外壁延伸。

在一些实施例中，如图1、4、6和8所示，为了使第一腔体A和第二腔体B相互连通，翅台部22上沿通道间隔设有多个缝隙4，用于使通道在翅台部22上下方形成的区域相互连通。相对的翅台部22上上的缝隙4可以正对或者错开设置。

在冷凝换热时，换热后形成的液态冷媒可通过缝隙4顺利地流入第一腔体A中，并沿着相邻翅片2之间的通道排出；在蒸发换热时，换热后形成的气态冷媒可通过缝隙4顺利地排出至第二腔体B中，使两个腔体之间冷媒的相互流动更顺畅，利于冷媒的补充和蒸发气泡的逸出。

可替代地，也可在相对延伸的翅台部22之间开设槽体，以使冷凝产生的液态冷媒能够在流动至翅台部22自由端时通过槽体流动至第一腔体A中。上述缝隙4或槽体的形状可以是长条状、孔状、三角形或多边形等。

结合图1和图2所示，管体1的外壁、相对翅根部21和相对的翅台部22之间围合形成第一腔体A，主要是形成利于蒸发的小腔，采用的原理主要是泡核沸腾的原理。相对翅顶部23和相对的翅台部22之间围合形成第二腔体B，主要是增大换热面积，摊薄液膜，利于冷凝。第一腔体A相对于第二腔体B靠近管体1的外表面。因此，此种换热管可同时兼顾蒸发和冷凝两种性能。

进一步地，如图1和图3所示，第一腔体A的内壁上设有第一凹槽3。第一凹槽3不仅扩大了翅根部的表面积，而且不平结构可增加管第一腔体A内壁的粗糙度，有利于形成汽化核心，液态冷媒能够尽可能多地聚集在换热管表面，使换热管表面湿润，从而提升蒸发性能。

优选地，第一凹槽3可以设于管体1的外表面。由于管体1内通入载冷剂，用于与管体1外的冷媒换热，将第一凹槽3设于管体1的外表面，有利于在管体1外表面形成汽化核心，强化蒸发换热；而且可以在原有平滑的管体1外表面上增加换热面积。

可选地，利用平滑的滚光轮在管体1的外表面进行滚光压平处理，这样在管体1的外表面可以形成多坑表面结构，以提供蒸发所需要的汽化核心，强化蒸发换热。

进一步地，第一凹槽3可以沿翅根部21的高度方向设置，以利于冷媒沿第一凹槽3流动。

如图3所示，相邻的翅片2之间设有多个第一凹槽3，多个第一凹槽3沿着通道均匀分布。第一凹槽3的尺寸可根据相对翅台部22的间隙7进行调整。第一凹槽3沿管体1的周向间断或连续分布，第一凹槽3的形状和深度可不同。此种布置形式能够使换热管表面具有均匀的蒸发换热性能，提高整体换热效率。

具体地，第一凹槽3呈十字形、工字形、X形、T形、U形、三角形、多边形，或者其他不规则或规则的形状等。第一凹槽3在管体1的外壁上可通过滚花形成。

如图1所示，第一凹槽3呈工字型，第一凹槽3包括第一槽和第二槽，第一槽沿着管体1的周向设置，第二槽沿着管体1的轴向设置。其中，在相邻翅片2之间的管体1外壁上可设有连续的第一槽和多个离散的第二槽，第二槽与第一槽垂直交叉设置，第一槽和第二槽的深度可不同。优选地，第二槽的深度大于第一槽，有利于使液态冷媒聚集在管体1表面，以形成汽化核心区。如图3所示，在管体1的外壁上沿通道设有多个X形的第一凹槽3。

为了强化冷凝换热性能，如图1和图4所示，翅顶部23的侧壁上沿通道间隔设有多个第二凹槽6，单个第二凹槽6可延伸至翅台部22。该实施例能够增大翅顶部23的换热面积，摊薄液膜，减小热阻，从而提高换热管的冷凝性能。

如图1所示，翅片2的两个侧壁上均设有第二凹槽6，两侧的第二凹槽6错开设置。此种结构能够较大程度地增加翅顶部23的换热面积，冷凝形成的液态冷媒易于顺着第二凹槽向下流动，而且还能保证翅顶部23的强度，易于加工。

可替代地，也可只在翅顶部23的一个侧壁上设置第二凹槽6。

可选地，第二凹槽6通过挤压或滚花形成，通过控制滚花深度和宽度，在翅顶部23的侧壁沿周向形成间断的第二凹槽6。

在一些实施例中，仍参考图1，翅台部22上沿通道间隔设有多个缝隙4或槽体，缝隙4或槽体与第二凹槽6连通。这样冷凝后的液态冷媒更容易顺着第二凹槽6流动至缝隙或槽体处，从而顺利地进入到第一腔体A中排出。

在此基础上，如图1所示，缝隙4或槽体沿着翅台部22的延伸方向设置，第二凹槽6沿着翅片2的高度方向延伸。此种结构可最大程度地减小冷凝后液态冷媒的流动阻力，以使液态冷媒及时排出，防止液膜堆积增大热阻，可强化换热性能。而且，该结构易于加工，在翅顶部23的侧壁上滚花形成第二凹槽6时，可以自然在翅台部22上形成缝隙4或槽体。

在另一些实施例中，如图6和图8所示，翅顶部23呈锯齿状结构，锯齿状结构包括沿通道间隔设置的齿结构9和开口10。此种结构能够增大翅顶部23的换热面积，摊薄液膜，且锯齿状的翅顶部23利于冷媒流动，提高冷凝性能。

优选地，开口10深度从翅片2的顶部延伸至翅台部22。该结构更加有利于冷媒流动，提高冷凝性能。

优选地，开口10呈矩形、倒三角或倒梯形等。

如图6所示的实施例，在齿结构9的侧壁上设有第二凹槽6，第二凹槽6与设在翅台部22上的缝隙4连通。此种结构在锯齿状翅顶部23的基础上，能够进一步增加冷凝换热面积，并使液态冷媒能够顺着第二凹槽6通过缝隙4流动至第一腔体A进而排出。

优选地，第二凹槽6沿着翅片2的高度方向延伸，缝隙4沿着翅台部22的延伸方向设置，第二凹槽6和缝隙4在齿结构9的根部连通。此种结构易于加工。

为了进一步强化换热管的冷凝效果，在另一些实施例中，如图4、5、8和9所示，翅顶部23至少一侧的侧壁上设有凸出部8。凸出部8能够增大冷凝换热表面积，而且能够较大限度地摊薄凝结在翅片上的冷媒液膜，降低热阻，从而提高换热管的冷凝换热性能。

优选地，凸出部8的自由端具有尖角，形成尖刺部。此种结构的凸出部8在冷凝工况时有利于刺破液膜，使得气态冷媒快速凝结为液态，加快冷媒液体排走，防止冷媒液体包覆在翅顶部23表面增加热阻，进一步强化了冷凝效果。

优选地，从翅片2的顶部来看，凸出部8的挤压面可呈类三角形、梯形或矩形。

在图4和图5所示的实施例中，翅顶部23的侧壁上沿通道间隔设有多个第二凹槽6，凸出部8位于同一翅片2上相邻的第二凹槽6之间，可充分利用翅片2上相邻第二凹槽6之间的空间。

在图8和图9所示的实施例中，翅顶部23呈锯齿状结构，锯齿状结构包括沿通道间隔设置的齿结构9和开口10，凸出部8位于齿结构9上。冷凝形成的液态冷媒在顺着齿结构9流动时，有利于刺破液膜，加快冷媒液体排走。

优选地，翅顶部23的侧壁上沿通道间隔设有多个第二凹槽6，凸出部8设在第二凹槽6靠近管体1外壁的端部。可选地，从翅顶部23的顶部沿着侧壁向下挤压一定深度，可同时形成第二凹槽6和凸出部8。此种结构可通过第二凹槽6对冷媒液体的流动先进行引导，形成稳定的液膜，再由凸出部8将液膜刺破，可进一步优化冷媒的排出效果。

对于上述各实施例，在管体1的内壁上可设有螺旋状的凸起螺纹5。凸起螺纹5用于增加载冷剂侧的扰动强度，同时可通过增大螺旋角增加换热面积。

优选地，凸起螺纹5为多头螺纹。螺纹头数增加主要是用于增加换热面积，同时增加内侧载冷剂的扰动强度，强化内侧换热。

在加工时，可在管体1内侧利用开槽的衬芯滚压形成螺旋状凸起的内螺纹结构。

在一些实施例中，翅片2沿管体1表面呈单头螺旋分布。单螺旋分布成翅更加均匀，翅片一致性更好。

在一些实施例中，换热管上的翅片2采用专门的翅片辊轧机进行加工，采用挤压成型无屑加工工艺，利用刀具组合和衬芯开槽模具进行辊轧而成，双侧强化同时进行。由于换热管冷媒侧要求清洁度比较高，采用挤压成型无屑加工，可以避免产生铜屑。再者，由于挤压成型自成一体，强度也比较高。

下面以图8和图9为例，来说明本发明换热管的加工方法。采用外径19.05mm，壁厚为1.15mm的管体1进行加工。利用组合模具在管体1的基础上先挤压成螺旋凸起结构(翅片2)，并在管体1表面沿周向滚压出第一凹槽3。接着，利用刀具组合对挤压成的翅片2进行滚压并在翅顶部23形成锯齿状，并通过挤压在齿结构9的侧壁形成凸出部8，不仅能够增加换热管的表面积，而且还能减小冷媒液膜的厚度，并促进冷媒液体的流动。同时，在翅片2两侧进行挤压形成相对延伸的翅台部22。同时相对的翅台部22中间放置0.1mm垫片形成间隙7，利用间隙7辅助排液，强化冷凝效果。同时因翅片2顶部先挤压形成锯齿状，在挤压翅片2形成翅台部22的同时自然形成缝隙4。

本发明的上述实施例利用翅台部22形成适合蒸发换热的第一腔体A和适合冷凝换热的第二腔体B，并根据相应的蒸发和冷凝换热功能对各自部分进行强化。例如，可在第一腔体A底部增加第一凹槽3增加汽化核心数量，强化蒸发换热；可在翅顶部23的侧部滚花形成第二凹槽6，增大换热面积，同时将翅台部22末端向下倾斜，利于冷媒液体及时排走，强化冷凝换热。此种结构的换热管蒸发和冷凝性能均得到提高，满足了满液式热泵机组的制冷和采暖工况的要求，并使得机组的能效进一步提高。

本发明换热管中翅片2高度、翅台部22厚度、间隙7的高度、缝隙4的宽度和第二凹槽6的宽度是影响蒸发和冷凝性能的关键特征参数。通过对翅根部21和翅顶部23的高度设计，可形成不同容积的第一腔体A和第二腔体B，以对蒸发和冷凝性能进行平衡。

下面将结合图1至图3所示的实施例，来说明本发明换热管的工作原理。

换热管在制冷工况下作为蒸发管使用：管体1外侧液态冷媒主要在第一腔体A内进行蒸发，首先液态冷媒由第二腔体B经由间隙7和/或缝隙4进入第一腔体A，第一腔体A底部的管体1表面温度较高，具备蒸发所需要的过热度。同时第一腔体A底部的管体1表面具有多个第一凹槽3，增大了翅根部位的粗糙度，并在翅根部位形成大量蒸发所需的汽化核心。饱和液态冷媒在具有一定过热度和大量汽化核心的第一腔体A进行蒸发，蒸发产生的气体通过间隙7和/或缝隙4排出，同时第一腔体A内的液态冷媒也通过间隙7和/或缝隙4进行补充。

换热管在采暖工况下作为冷凝管使用：管外侧高压气态冷媒主要在第二腔体B进行凝结，翅顶部23上的凸出部8比较尖锐，有利于刺破冷媒气泡，使得气态冷媒快速凝结为液态冷媒。翅顶部23的第二凹槽6及向管体1上倾斜的翅台部22增大了第二腔体B的表面积，更有利于气态冷媒的凝结换热。

其次，本发明还提供了一种换热器，其包括上述实施例的换热管。

最后，本发明还提供了一种热泵机组，其包括上述的实施例的换热器。本发明实施例能够满足热泵机组在工况调整时对制冷和制热的需要，提高热泵机组在调整运行工况时的能效，并降低成本，可加速满液式热泵机组的推广应用。

在一些实施例中，热泵机组为满液式热泵机组。

在满液式热泵机组当中，蒸发和冷凝工作原理和功能均不相同，在工作当中是两个相反的两个过程。冷凝过程是气态冷媒转换成液态冷媒，尽可能摊薄液膜，同时将液态冷媒及时导走，以便该冷凝过程能够持续高效运行，否则冷凝性能会衰减。而蒸发过程将液态冷媒转换成气态冷媒，要求能够提供更多的汽化核心，冷媒能够在换热管表面湿润，提高换热性能。本发明的实施例提供的换热管和换热器能够满足热泵机组在工况调整时对制冷和制热的需要，并能提高机组的能效。

优选地，热泵机组为满液式热泵空调机组，可同时满足用户的制冷和制热需求。满液式蒸发器传热效率高，机组能效比高，目前热泵机组广泛采用满液式蒸发器。满液式热泵机组在制冷工况下，管外为低压饱和液态冷媒，冷媒蒸热吸热冷却管内的水，提供低温冷源用于供冷；供暖工况下，满液式蒸发器转换为冷凝器，管外为高压冷媒蒸发器，冷媒蒸汽凝结放热加热管内的水，提供高温热源用于供暖。而本发明的换热管可同时满足蒸发和冷凝换热性能，因此能够使满液式壳管换热器较好地满足满液式热泵空调机组的需求。

以上对本发明所提供的一种换热管、换热器及热泵机组进行了详细介绍。本文中应用了具体的实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (25)

1.一种换热管，其特征在于，包括管体(1)和设在所述管体(1)外壁上的翅片(2)，相邻所述翅片(2)之间形成通道，相邻所述翅片(2)的侧壁上设有相对延伸的翅台部(22)，且相对延伸的所述翅台部(22)具有重叠段，所述通道在翅台部(22)上下方形成相互连通的区域。

2.根据权利要求1所述的换热管，其特征在于，相对延伸的所述翅台部(22)在翅片(2)的高度方向上具有高度差。

3.根据权利要求1所述的换热管，其特征在于，相对延伸的所述翅台部(22)之间接触或具有间隙(7)。

4.根据权利要求1所述的换热管，其特征在于，所述翅台部(22)平行于所述管体(1)外壁延伸，或者朝向所述管体(1)外壁倾斜延伸。

5.根据权利要求1所述的换热管，其特征在于，所述翅台部(22)上沿所述通道间隔设有多个缝隙(4)或槽体，用于使所述通道在翅台部(22)上下方形成相互连通的区域。

6.根据权利要求1所述的换热管，其特征在于，所述翅片(2)还包括位于所述管体(1)和所述翅台部(22)之间的翅根部(21)，所述管体(1)的外壁、相对所述翅根部(21)和所述翅台部(22)之间的区域形成第一腔体(A)，所述第一腔体(A)的壁面上设有第一凹槽(3)。

7.根据权利要求6所述的换热管，其特征在于，所述第一凹槽(3)设在所述管体(1)的外壁上。

8.根据权利要求6所述的换热管，其特征在于，相邻的所述翅片(2)之间设有多个所述第一凹槽(3)，多个所述第一凹槽(3)沿着所述通道均匀分布。

9.根据权利要求6所述的换热管，其特征在于，所述第一凹槽(3)呈十字形、工字形、X形、T形、U形、三角形或多边形。

10.根据权利要求1所述的换热管，其特征在于，所述翅片(2)还包括位于所述翅台部(22)顶部的翅顶部(23)，所述翅顶部(23)的侧壁上沿所述通道间隔设有多个第二凹槽(6)，单个所述第二凹槽(6)延伸至所述翅台部(22)。

11.根据权利要求10所述的换热管，其特征在于，所述翅顶部(23)的两个侧壁上均设有所述第二凹槽(6)，两侧的所述第二凹槽(6)错开设置。

12.根据权利要求10所述的换热管，其特征在于，所述翅台部(22)上沿所述通道间隔设有多个缝隙(4)或槽体，所述缝隙(4)或槽体与所述第二凹槽(6)连通。

13.根据权利要求12所述的换热管，其特征在于，所述缝隙(4)或槽体沿着所述翅台部(22)的延伸方向设置，所述第二凹槽(6)沿着所述翅片(2)的高度方向延伸。

14.根据权利要求1所述的换热管，其特征在于，所述翅片(2)还包括位于所述翅台部(22)顶部的翅顶部(23)，所述翅顶部(23)呈锯齿状结构，所述锯齿状结构包括沿通道间隔设置的齿结构(9)和开口(10)。

15.根据权利要求14所述的换热管，其特征在于，所述开口(10)深度延伸至所述翅台部(22)。

16.根据权利要求14所述的换热管，其特征在于，所述开口(10)呈矩形、倒三角或倒梯形。

17.根据权利要求1所述的换热管，其特征在于，所述翅片(2)还包括位于所述翅台部(22)顶部的翅顶部(23)，所述翅顶部(23)的侧壁上设有凸出部(8)。

18.根据权利要求17所述的换热管，其特征在于，所述凸出部(8)的自由端具有尖角。

19.根据权利要求17所述的换热管，其特征在于，所述翅顶部(23)的侧壁上沿通道间隔设有多个第二凹槽(6)，所述凸出部(8)位于同一所述翅片(2)上相邻的第二凹槽(6)之间；和/或

所述翅片(2)呈锯齿状结构，所述锯齿状结构包括沿通道间隔设置的开口(10)和齿结构(9)，所述凸出部(8)位于所述齿结构(9)上。

20.根据权利要求17所述的换热管，其特征在于，所述翅顶部(23)的侧壁上沿通道间隔设有多个第二凹槽(6)，所述凸出部(8)设在所述第二凹槽(6)靠近所述管体(1)外壁的端部。

21.根据权利要求1所述的换热管，其特征在于，所述管体(1)的内壁上设有螺旋状的凸起螺纹(5)。

22.根据权利要求21所述的换热管，其特征在于，所述凸起螺纹(5)为多头螺纹。

23.一种换热器，其特征在于，包括权利要求1～22任一所述的换热管。

24.一种热泵机组，其特征在于，包括权利要求23所述的换热器。

25.根据权利要求24所述的热泵机组，其特征在于，所述热泵机组为满液式热泵空调机组。