CN109099747A - 换热管及空调器 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种换热管及空调器。换热管包括管体和设置在管体的外表面上的翅片。翅片的相对于管体的中上部形成有第一换热增强结构，翅片的相对于管体的中下部为未加工的翅片结构。针对在管体顶部换热剧烈的状况，设置第一换热增强结构以增强其换热。由于在自上而下的结构上对流换热增强，相变换热减弱，管体的底部容易产生液膜堆积，翅片的未加工的翅片结构可以增强换热管排液功能，将液膜及时排走，有助于换热。采用本发明的技术方案，可以根据换热管的工作模式，既可以满足换热管的换热需求，又可以满足换热管的排液需求。

Description

换热管及空调器

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，具体而言，涉及一种换热管及空调器。

背景技术

在空调与制冷行业中，水冷式冷凝器因结构紧凑，适用性宽广，得到了快速发展。高效、节能以及新冷媒的替代仍是目前主要的研究方向。水冷式换热器大多为卧式壳管式换热器，壳程内走氟利昂，管程内走水。而在冷凝器中，对其换热影响比较大的一个因素就是壳体中换热管的性能的优劣。在壳程内部，冷凝管外侧的冷媒发生相变进行换热，冷媒在管外凝结形成液膜覆盖在换热管表面，该液膜的存在增大了冷媒侧的热阻，管内通过增加扰动进行换热。所以热阻分布主要存在管外，根据弱侧强化原则，对管外进行强化显得尤为重要，应最大限度的降低管外热阻提高换热性能。

对于冷凝管管外强化，现行的一般强化通过组合刀具在管外挤压出沿管子圆周螺旋扩张的金属翅片的管子，并在翅片上进行二次滚压，形成凸台和尖锐的尖角。其主要强化机理，是在于增加了管外的表面积，在利用形成的凸台和尖锐的尖角和曲率半径不同，摊薄液膜降低热阻。而下层翅片螺旋相连，并形成通道。将液态冷媒排走。

但是，由于翅片上凸台和尖角结构的存在，增加了液膜的滴落和排除的阻力，使得冷凝管表面上凝结的液体冷媒不易被及时排走，进而存在液膜积存加厚，影响传热效率的问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种换热管及空调器，以解决现有技术中换热管在使用时存在的液体冷媒不易排除的技术问题。

本申请实施方式提供了一种换热管，包括管体和设置在管体的外表面上的翅片，翅片的相对于管体的中上部形成有第一换热增强结构，翅片的相对于管体的中下部为未加工的翅片结构。

在一个实施方式中，翅片的相对于管体的中部形成有第二换热增强结构，第二换热增强结构的排液阻力小于第一换热增强结构的排液阻力。

在一个实施方式中，第一换热增强结构包括形成在翅片的第一侧面上的第一凸台尖角结构，和形成在翅片的第二侧面上的第二凸台尖角结构。

在一个实施方式中，第二换热增强结构包括形成在翅片的第一侧面上的第三凸台尖角结构，或者形成在翅片的第二侧面上的第三凸台尖角结构。

在一个实施方式中，第一凸台尖角结构和/或第二凸台尖角结构和/或第三凸台尖角结构包括：形成在翅片的侧面上的凸台，以及与凸台相连并相对于翅片的侧面凸出的尖角。

在一个实施方式中，尖角的顶面滚花为三角形滚花、梯形滚花、弧形滚花或者五边形滚花。

在一个实施方式中，第一换热增强结构分布在相对于管体的中上部a区域内，a区域为以竖直中心面为中心的0°～150°的区域，未加工的翅片结构分布在相对于管体的中下部c区域内，c区域为以竖直中心面为中心的0°～150°的区域。

在一个实施方式中，第一换热增强结构分布在相对于管体的中上部a区域内，a区域为以竖直中心面为中心的0°～150°的区域，第二换热增强结构分布在相对于管体的中部b区域内，b区域为以水平中心面为中心的0°～120°的左右两个区域，未加工的翅片结构分布在相对于管体的中下部c区域内，c区域为以竖直中心面为中心的0°～150°的区域，a区域与b区域与c区域的角度之和为360°。

在一个实施方式中，相邻的翅片之间形成有通道，翅片上还形成有导流槽，导流槽将相邻的通道连通，导流槽用于流通冷媒。

在一个实施方式中，导流槽形分布在翅片的相对于管体的中部和/或中上部。

本申请还提供了一种空调器，包括换热管，换热管为上述的换热管。

在上述实施例中，针对在管体顶部换热剧烈的状况，设置第一换热增强结构以增强其换热。由于在自上而下的结构上对流换热增强，相变换热减弱，管体的底部容易产生液膜堆积，翅片的未加工的翅片结构可以增强换热管排液功能，将液膜及时排走，有助于换热。采用本发明的技术方案，可以根据换热管的工作模式，既可以满足换热管的换热需求，又可以满足换热管的排液需求。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，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是根据本发明的换热管的实施例的整体结构示意图；

图2是根据本发明的换热管在竖直方向上翅片的换热增强结构的分布示意图；

图3是图1的换热管的局部放大结构示意图；

图4是图3的换热增强结构的尖角的结构示意图；

图5是根据本发明的换热管的换热增强结构在管体上的分布区域示意图；

图6是根据本发明的换热管的导流槽在管体上的分布区域示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

根据对换热管的传热实验研究发现，换热管在冷凝使用的过程中，汽态冷媒在换热管上层或者占管体圆周方向上部外表面进行凝结，之后凝结形成的液态冷媒沿管体上翅片之间的通道流动到换热管的下面，并从管体底部排走。

基于上述原理，如图1和图2所示，在本发明的技术方案中，换热管包括管体10和设置在管体10的外表面上的翅片20。翅片20的相对于管体10的中上部形成有第一换热增强结构21，翅片20的相对于管体10的中下部为未加工的翅片结构22。

这样，针对在管体10顶部换热剧烈的状况，设置第一换热增强结构21以增强其换热。由于在自上而下的结构上对流换热增强，相变换热减弱，管体10的底部容易产生液膜堆积，翅片20的未加工的翅片结构22可以增强换热管排液功能，将液膜及时排走，有助于换热。采用本发明的技术方案，可以根据换热管的工作模式，既可以满足换热管的换热需求，又可以满足换热管的排液需求。

此外，还需要说明的是，换热管换热包括相变换热和对流换热，管体10顶部相变换热占比最高，管体10两侧对流换热逐步增强，管体10底部对流变换热占比最高。因此，第一换热增强结构21的设置位置更适宜于增强换热，未加工的翅片结构22的设置位置更适宜于排液。

基于上述原理，如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，翅片20的相对于管体10的中部形成有第二换热增强结构23第二换热增强结构23的排液阻力小于第一换热增强结构21的排液阻力。由于在管体10的中部，换热需求和排液需求都介于管体10的上部和下部之间，设置合适的第二换热增强结构23，可以既满足换热管的换热需求，又满足换热管的排液需求，降低结构突变对换热/排液能力的影响。

如图2所示，在本实施例的技术方案中，第一换热增强结构21包括形成在翅片20的第一侧面上的第一凸台尖角结构，和形成在翅片20的第二侧面上的第二凸台尖角结构。可选的，第二换热增强结构23包括形成在翅片20的第一侧面上的第三凸台尖角结构。在翅片20的两侧设置第一凸台尖角结构和第二凸台尖角结构可以更好地针对于管体10顶部相变换热占比最高的情况，在翅片20的一侧设置第三凸台尖角结构，可以针对于需要兼顾换热需求和排液需求的情况。作为其他的可选的实施方式，第三凸台尖角结构还可以形成在翅片20的第二侧面上。

如图3所示，在本实施例的技术方案中，第一凸台尖角结构和第二凸台尖角结构和第三凸台尖角结构的结构相同，均包括：形成在翅片20的侧面上的凸台211，以及与凸台211相连并相对于翅片20的侧面凸出的尖角212。可选的，如图4所示，尖角212的顶面滚花为三角形滚花、梯形滚花、弧形滚花或者五边形滚花。

具体的，在本实施例的技术方案中，凸台211的形成是利用滚花模具在原有翅片顶部进行挤压而成，在形成凸台211的同时，由于金属材料本身良好的塑性，在翅片20的一侧自然形成凸出的尖角212。

如图5所示，在本实施例的技术方案中，第一换热增强结构21分布在相对于管体10的中上部a区域内，a区域为以竖直中心面为中心的0°～150°的区域。优选的，a＝120°。

第二换热增强结构23分布在相对于管体10的中部b区域内，b区域为以水平中心面为中心的0°～120°的左右两个区域。优选的，b＝60°。

未加工的翅片结构22分布在相对于管体10的中下部c区域内，c区域为以竖直中心面为中心的0°～150°的区域，a区域与b区域与c区域的角度之和为360°。优选的，c＝120°。

如图1和图3所示，在本实施例的技术方案中，相邻的翅片20之间形成有通道，翅片20上还形成有导流槽24，导流槽24将相邻的通道连通，导流槽24用于流通冷媒。通过翅片20上开设的导流槽24，可以使得相邻的通道连通，有利于冷媒在换热管表面周向迅速扩散，增加了冷媒在换热管表面的浸润性，加强换热效果。

优选的，如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，导流槽24形分布在翅片20的相对于管体10的中部和/或中上部。如图6所示，导流槽24形分布在翅片20的相对于管体10的中部和/或中上部的d区域。优选的，d区域为以竖直中心面为中心的180°的上部区域。

需要说明的是，上述换热管的技术方案尤其适用于冷凝管。

本发明还提供了一种空调器，该空调器包括上述的换热管。采用上述换热管的空调器，换热性能更好，制冷效率更高。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种换热管，包括管体(10)和设置在所述管体(10)的外表面上的翅片(20)，其特征在于，所述翅片(20)的相对于所述管体(10)的中上部形成有第一换热增强结构(21)，所述翅片(20)的相对于所述管体(10)的中下部为未加工的翅片结构(22)。

2.根据权利要求1所述的换热管，其特征在于，所述翅片(20)的相对于所述管体(10)的中部形成有第二换热增强结构(23)，所述第二换热增强结构(23)的排液阻力小于所述第一换热增强结构(21)的排液阻力。

3.根据权利要求2所述的换热管，其特征在于，所述第一换热增强结构(21)包括形成在所述翅片(20)的第一侧面上的第一凸台尖角结构，和形成在所述翅片(20)的第二侧面上的第二凸台尖角结构。

4.根据权利要求3所述的换热管，其特征在于，所述第二换热增强结构(23)包括形成在所述翅片(20)的第一侧面上的第三凸台尖角结构，或者形成在所述翅片(20)的第二侧面上的第三凸台尖角结构。

5.根据权利要求4所述的换热管，其特征在于，所述第一凸台尖角结构和/或所述第二凸台尖角结构和/或所述第三凸台尖角结构包括：形成在所述翅片(20)的侧面上的凸台(211)，以及与所述凸台(211)相连并相对于所述翅片(20)的侧面凸出的尖角(212)。

6.根据权利要求5所述的换热管，其特征在于，所述尖角(212)的顶面滚花为三角形滚花、梯形滚花、弧形滚花或者五边形滚花。

7.根据权利要求1所述的换热管，其特征在于，所述第一换热增强结构(21)分布在相对于所述管体(10)的中上部a区域内，所述a区域为以竖直中心面为中心的0°～150°的区域，所述未加工的翅片结构(22)分布在相对于所述管体(10)的中下部c区域内，所述c区域为以竖直中心面为中心的0°～150°的区域。

8.根据权利要求2所述的换热管，其特征在于，所述第一换热增强结构(21)分布在相对于所述管体(10)的中上部a区域内，所述a区域为以竖直中心面为中心的0°～150°的区域，所述第二换热增强结构(23)分布在相对于所述管体(10)的中部b区域内，所述b区域为以水平中心面为中心的0°～120°的左右两个区域，所述未加工的翅片结构(22)分布在相对于所述管体(10)的中下部c区域内，所述c区域为以竖直中心面为中心的0°～150°的区域，所述a区域与所述b区域与所述c区域的角度之和为360°。

9.根据权利要求1所述的换热管，其特征在于，相邻的所述翅片(20)之间形成有通道，所述翅片(20)上还形成有导流槽(24)，所述导流槽(24)将相邻的所述通道连通，所述导流槽(24)用于流通冷媒。

10.根据权利要求9所述的换热管，其特征在于，所述导流槽(24)形分布在所述翅片(20)的相对于所述管体(10)的中部和/或中上部。

11.一种空调器，包括换热管，其特征在于，所述换热管为权利要求1至10中任一项所述的换热管。