CN111692905A - 一种换热管翅片、换热管及空调 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种换热管翅片、换热管及空调，属于换热管技术领域。换热管翅片包括弯曲形状的主翅片和副翅片，主翅片的正面和/或背面设有副翅片；当主翅片的正面和背面设有副翅片时，主翅片两侧的副翅片交错设置；换热管包括管体和多个换热管翅片，主翅片与管体连接，多个换热管翅片均布于管体外壁上，沿管体轴向相邻的两个换热管翅片间形成空穴且该空穴通过副翅片分隔为在管体径向上连通的至少两个子空穴，上述空调则采用上述换热管。该换热管翅片有利于气泡的形成、生长以及逸出，且与制冷剂之间的接触面积更大，换热效果更好，该换热管的换热效率更高，该空调的能效更高。

Description

一种换热管翅片、换热管及空调

技术领域

本发明属于换热管技术领域，特别涉及一种换热管翅片、换热管及空调。

背景技术

在制冷空调、化工、食品加工等领域中蒸发器有着广泛的应用，其包括干式蒸发器、满液式蒸发器和降膜蒸发器；满液式蒸发器和降膜蒸发器由于换热效率高、换热量大，现普遍应用于大型换热设备中。满液式蒸发器和降膜蒸发器中，蒸发管(也即换热管)管外为制冷剂，制冷剂在管外吸收管内热水的热量从而蒸发相变。为提高蒸发器换热效率，现普遍采用强化换热管作为蒸发管，蒸发管多为表面多孔管：其表面通过机械加工形成大量空穴，能提供制冷剂蒸发所需要的汽化核心，从而能强化蒸发传热。空穴的形状和大小直接影响了气泡的形成、生长、逸出等过程，同时影响气泡生长的维持，因此可以说空穴的形状和大小直接决定了蒸发管的蒸发性能的稳定及高低。

出于加工的方便性，现在所用强化蒸发管一般都是“T”型翅片结构，如专利ZL200810006048.8《一种中央空调用蒸发管》所示；也有“Г”型翅片，如ZL200620110615.0《满液式蒸发器用蒸发管》所示。上述两种形状的翅片在加工的过程中均通过滚光刀压制而成，但是压制的过程中由于施力不均，从而导致最终形成的空穴形状以及尺寸不一。随着国家“节能减排”及“绿色建筑”等政策的要求下，提高空调机组的能效也成为行业必须面对的课题，而蒸发管的换热能力强弱直接决定了蒸发器及整个空调机组能效的高低。为此，在稳定蒸发管换热能力的基础上还要进一步提高蒸发管的换热效率，因而除了要稳定蒸发管表面空穴形状尺寸外还要改进表面空穴结构，进一步提高制冷剂在表面空穴内的换热效率。然而，现有技术中使用的蒸发管表面的空穴受限于翅片形状而对气泡的形成、生长、逸出过程均有诸多不利影响，以致换热效率不高。

发明内容

本发明提供一种换热管翅片，用于解决现有技术中换热管上使用的翅片所形成的空穴对气泡的形成、生长以及逸出过程有诸多不利影响的技术问题。

本发明通过下述技术方案实现：一种换热管翅片，包括弯曲形状的主翅片和副翅片，所述主翅片的正面和/或背面设有所述副翅片；

当所述主翅片的正面和背面均设有所述副翅片时，所述主翅片两侧的所述副翅片在所述主翅片的高度方向上交错设置。

本发明还提供一种换热管，用于解决现有技术中的换热管换热效率不高的技术问题

本发明通过下述技术方案实现：一种换热管，包括管体和上述换热管翅片，所述换热管翅片的数量为多个，多个所述换热管翅片分布于所述管体外壁上，沿所述管体轴向相邻的两个所述换热管翅片之间形成汽化核心的空穴；

所述空穴通过所述副翅片分隔为在在所述管体径向上连通的至少两个子空穴。

进一步地，为了更好的实现本发明，多个所述换热管翅片沿所述管体的轴向螺旋盘绕，并且沿所述管体周向相邻的两个所述换热管翅片之间设有间隙。

进一步地，为了更好地实现本发明，沿所述管体轴向相邻的两个所述换热管翅片之间的管体外壁上还设有凹槽。

进一步地，为了更好地实现本发明，所述凹槽的侧壁倾斜设置。

进一步地，为了更好地实现本发明，所述凹槽的数量为多个，多个凹槽螺旋分布在所述管体外壁上。

进一步地，为了更好地实现本发明，所述管体的内壁上设有内齿。

进一步地，为了更好地实现本发明，所述内齿盘旋设于所述管体的内壁上且所述内齿的条数为多条。

进一步地，为了更好地实现本发明，多条所述内齿均匀分布且所述内齿的截面为多边形。

本发明还提供一种空调，其采用上述换热管。

本发明相较于现有技术具有以下有益效果：

1、本发明提供的换热管翅片包括主翅片和副翅片，主翅片的正面和/或背面设有上述副翅片，并且当主翅片的正面和背面均设有副翅片时，主翅片两侧的副翅片在主翅片的高度方向上交错设置，该种结构的换热管翅片使用时，沿主翅片正背方向上相邻的两个该换热管翅片之间则能够形成至少两个子空穴，从而给制冷剂的蒸发提供更多数量的汽化核心，而且主翅片和副翅片的形状均是弯曲形状，以更加有利于气泡的形成、生长以及逸出，而且可以增大换热管翅片与制冷剂接触的面积，以获得更好的换热效果，而且主翅片和副翅片在加工的过程中不需要压制，故而形成的空穴大小和形状更加均匀，进而对于气泡的形成、生长以及逸出更加有利；

2、本发明提供的换热管包括管体和多个上述换热管翅片，多个该换热管翅片分布在管体的外壁上，此时，沿换热管轴向相邻的两个换热翅片之间形成汽化核心的空穴，由于上述换热管翅片中，主翅片的正面和/或背面设有副翅片，故而副翅片可以将空穴分隔为在管体径向上连通的至少两个子空穴，该种结构的换热管在使用时，其外壁上能够提供更多数量的制冷剂汽化核心，从而使得制冷剂的蒸发效率更高，而且整个换热管与制冷剂接触的面积更大，这样，换热效果则更好，进而使得本发明提供的换热管的蒸发换热效果更好；

3、本发明提供的空调采用上述换热管，因此该空调的能效更高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中在主翅片两侧均有副翅片时的换热管翅片的结构示意图；

图2是图1所示结构与管体相连时的结构示意图；

图3是图1所示结构的轴测图；

图4是本发明实施例中在主翅片两侧均有副翅片时的另一更具体实施方式的结构示意图；

图5是本发明实施例中在主翅片的背面设有副翅片时的换热管翅片的结构示意图；

图6是图5所示结构与管体相连时的结构示意图；

图7是图6所示结构的轴侧图；

图8是图7中的A区域局部放大图；

图9是本发明实施例中的凹槽设置于管体上的剖视图；

图10是本发明实施例中在主翅片的正面设有副翅片时的换热管翅片的结构示意图；

图11是图10所示结构与管体相连时的结构示意图。

图中：

1-主翅片；

2-副翅片；

3-管体；

4-上空穴；

5-下空穴；

6-第一空穴；

7-第二空穴；

8-第三空穴；

9-间隙；

10-凹槽；

11-内齿。

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，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

实施例1：

本实施例提供一种换热管翅片，用于解决现有技术中换热管上的翅片所形成的空穴对气泡的形成、生长以及逸出过程有诸多不利影响的技术问题。

该换热管翅片包括主翅片1和副翅片2，上述副翅片2的根部连接于主翅片1上，并且主翅片1和副翅片2均是弯曲形状，最佳地，主翅片1和副翅片2均是月牙形状，并且主翅片1的长度大于副翅片2的长度。具体地，上述主翅片1顶部与根部之间的垂直距离为h1，0.15mm≤h1≤0.8mm，并且该主翅片1与其高度方向(也即管体的径向方向)的夹角为α，5°≤α≤85°。

作为本实施例的一种具体实施方式，本实施例提供的换热管翅片的主翅片1的正面和背面均设有一片或者多片副翅片2，值得注意的是，将主翅片1的凹口一侧限定为正面，将主翅片1与凹口背对的一侧限定为背面，此时，主翅片1正面的副翅片2与主翅片1背面的副翅片2在主翅片1的高度方向上交错设置。一种更为具体的实施方式为：主翅片1正面的副翅片2与主翅片1根部之间的距离大于主翅片1背面的副翅片2与主翅片1根部的距离。另一种更为具体的实施方式为：主翅片1正面的副翅片2与主翅片1根部之间的距离小于主翅片1背面的副翅片2与主翅片1根部的距离。具体地，主翅片1正面的副翅片2与主翅片1根部之间的垂直距离为h2，0.2mm≤h2≤0.65mm，并且主翅片1正面的副翅片2在正背方向上的长度为L1，0.03mm≤L1≤1.8mm；主翅片1背面的副翅片2与主翅片1根部之间的垂直距离为h3，0.1mm≤h3≤0.55mm，并且主翅片1背面的副翅片2在正背方向上的长度为L2，0.03mm≤L2≤1.8mm。

作为本实施例的另一种具体实施方式，本实施例提供的换热管翅片的主翅片1的正面设有副翅片2。

作为本实施例的另一种具体实施方式，本实施例提供的换热管翅片的主翅片1的背面设有副翅片2。该实施例中，上述副翅片2与主翅片1根部之间的垂直距离为h4，0.1mm≤h4≤0.65mm，并且该副翅片2在主翅片1正背方向上的长度为L3，0.03mm≤L3≤1.8mm。

该种结构的换热管翅片使用时，沿主翅片1正背方向上相邻的两个该换热管翅片之间则能够形成至少两个子空穴，从而给制冷剂的蒸发提供更多数量的汽化核心，以更加有利于气泡的形成、生长以及逸出，而且可以增大换热管翅片与制冷剂接触的面积，以获得更好的换热效果。而且，月牙形状的主翅片1和副翅片2则能够更加便于制冷剂以及产生的气泡流通，并且利于稳定气泡形成、生长，从而进一步增强换热效率。

另外，主翅片1和副翅片2在加工的过程中不需要压制成型，故而使得最终形成的子空穴大小以及形状更加一致，进一步有利于气泡的形成、生长以及逸出。

值得注意的是，本实施例中所述的换热管翅片的正背方向为换热管的轴向。

实施例2：

本实施例提供一种换热管，用于解决现有技术中的换热管换热效率不高的技术问题。

该换热管包括管体3和上述换热管翅片，而且上述换热管翅片的根部连接在管体3的外壁上，并且该换热管翅片的数量为多个，多个换热管翅片均匀分布在管体3外壁上，以使得整个换热管能够均匀换热，值得注意的是，上述换热管翅片的正背方向为管体3的轴向。沿管体3轴向相邻的两个换热管翅片之间则形成汽化核心的空穴。该空穴通过副翅片2分隔为在管体3径向上连通的至少两个子空穴。

作为本实施例的一种具体实施方式，本实施例中的主翅片1的正面或者背面设有副翅片2，此时，沿管体3轴向相邻的两个换热管翅片中的一个上的副翅片2将会插在上述空穴中，从而将上述空穴分隔为在管体3径向上连通的上空穴4和下空穴5，此时，子空穴则是上空穴4和下空穴5。此实施例中，在管体3上沿其轴向每英寸设有11～70个该换热管翅片，并且沿管体3周向的空穴的数量为50～170个。

作为本实施例的另一种具体实施方式，本实施例中的主翅片1的正面和背面均设有副翅片2，此时，沿管体3周向相邻的两个换热管翅片中的一个正面上的副翅片2以及另一个背面上的副翅片2将会同时插在上述空穴中，从而将空穴分隔为在管体3径向上连通的第一空穴6、第二空穴7和第三空穴8，此时，子空穴则是第一空穴6、第二空穴7和第三空穴8。此实施例中，在管体3上沿其轴向每英寸设有11～70个该换热管翅片，并且沿管体3周向的空穴的数量为50～170个。

采用上述结构，由于管体3外壁上可以提供更多数量的制冷剂汽化核心，从而使得制冷剂的蒸发效率更高，而且整个换热管与制冷剂接触的面积更大，从而增加了传热面积，以使换热效果更好，进而使得本发明提供的换热管的蒸发换热效率更高。

作为本实施例的另一种实施方式，也可以在主翅片1的正面和/或背面设置多根副翅片，此时，则可以将空穴分隔为更多子空穴。

实施例3：

本实施例作为实施例2的一种更优实施方式，本实施例提供的换热管中，管体3外壁上的换热管翅片沿管体3的周向螺旋盘绕，这样，则可以使得所有空穴螺旋相连而形成环形通道，以利于制冷剂环向流动，从而增强制冷剂蒸发时汽液相的扰动，进一步增强换热效果。具体地，换热管翅片螺旋盘绕的螺旋角取值范围为0.2°～2.5°。

作为本实施例的一种最佳实施方式，在沿管体3周向相邻的两个换热管翅片之间设有间隙9，而且沿管体3轴向相邻的两个换热管翅片之间也具有缝隙，这样，则可以更加有利于制冷剂进入空穴，保证制冷剂蒸发时制冷剂能够源源不断的补入，而且也便于生产的气泡排出，使蒸发能持续进行，形成连续不断的蒸发过程，从而进一步增强换热效果。具体地，上述间隙9的宽度取值范围为0.03mm～0.6mm。

实施例4：

本实施例作为上述实施例的一种更优实施方式，本实施例提供的换热管中，在管体3的外壁上还设有位于沿管体3轴向相邻两换热管翅片之间的凹槽10，也即在上述空穴的底部(也即主翅片1的根部附近)设置凹槽10。

采用该种结构，上述凹槽10可增加管体3外表面的粗糙度，增加制冷剂与管体3的接触面积，同时可提供更多的凹点成为汽化核心的可能性，从而进一步增强换热效果。

作为本实施例的一种具体实施方式，本实施例中的凹槽10的侧壁倾斜设置，而且该凹槽的横截面轮廓形状可以是圆形或者多边形，最佳地，该凹槽的侧壁相对于管体3的倾斜角度为γ，10°≤γ≤70°。采用该种结构，则可以增大凹槽10的侧壁面积，以更加有利于热量交换。

另外，该凹槽10的深度为h5，0.002mm≤h5≤0.15mm。该种结构的凹槽10更加便于加工，并且更利于汽化核心形成。

作为本实施例的一种最佳实施方式，本实施例中，上述凹槽10的数量也是多个，多个凹槽10螺旋分布在管体3的外壁上，具体地，该凹槽10沿管体3周向的数量为20～110个，这样可以进一步增强换热效果。

实施例5：

本实施例作为上述实施例的一种更优实施方式，本实施例中，在上述管体3的内壁上设有内齿11，这样，便可以增大管体3的传热面积，并且能够增强管体3内流体紊流，使管体3内换热效率增加。

作为本实施例的一种具体实施方式，本实施例中，上述内齿11盘旋设于管体3的内壁上，以进一步扩大传热面积，并且该内齿11的数量为多条，从而进一步增强传热效果。最佳地，该内齿11与管体3的轴线的夹角范围为0～75°。而且上述内齿11的条数的取值范围为6～90条。

作为本实施例的一种最佳实施方式，本实施例中，多条上述内齿11在管体3的内壁上均匀分布，这样，则可以使得管体3各部位能够均匀传热。并且该内齿11的截面形状为多边形，具体地，该多边形为三角形或者梯形，以便于加工，并且内齿11的高度为h6，0.1mm≤h6≤0.6mm，内齿11的齿顶角为β，10°≤β≤120°。

实施例6：

本实施例作为上述实施例的一种具体实施方式，本实施例中，换热管翅片的主翅片1正面和背面均设有副翅片2，而且上述管体3的名义外径为25.4mm，沿管体3轴向每英寸的换热管翅片数量为50个，上述主翅片1顶部与根部之间的垂直距离(也即空穴的高度)为0.61mm，沿管体3周向的空穴个数为150个，主翅片1中上部与管体3径向的夹角(也即主翅片1与高度方向的夹角)为55°，主翅片1背面的副翅片2与主翅片1根部的距离为0.22mm，且主翅片1背面的副翅片2在管体3轴向上的长度为0.23mm，主翅片1正面的副翅片2与主翅片1根部的距离为0.43mm，主翅片1正面的副翅片2在管体3轴向上的长度为0.21mm，上述凹槽10的深度为0.08mm，沿管体3周向的凹槽10数量为50个，上述内齿11的高度为0.4mm，内齿11的条数为56条，而且内齿11螺旋角为45°。该换热管在作为降膜式蒸发管时，经测试，R1233zd(E)冷媒时该管型比同参数的普通“T”型翅片管外侧换热性能提高约22％。

实施例7：

本实施例提供一种空调，该空调采用上述换热管，因此该空调的换热效率更高，其能效更高。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明记载的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种换热管翅片，其特征在于：包括副翅片和弯曲形状的主翅片，所述主翅片的正面和/或背面设有所述副翅片；

当所述主翅片的正面和背面均设有所述副翅片时，所述主翅片两侧的所述副翅片在所述主翅片的高度方向上交错设置。

2.一种换热管，其特征在于：包括管体和权利要求1所述的换热管翅片，所述换热管翅片的数量为多个，多个所述换热管翅片分布于所述管体外壁上，沿所述管体轴向相邻的两个所述换热管翅片之间形成汽化核心的空穴；

所述空穴通过所述副翅片分隔为在所述管体径向上连通的至少两个子空穴。

3.根据权利要求2所述的一种换热管，其特征在于：多个所述换热管翅片沿所述管体的轴向螺旋盘绕，并且沿所述管体周向相邻的两个所述换热管翅片之间设有间隙。

4.根据权利要求3所述的一种换热管，其特征在于：沿所述管体轴向相邻的两个所述换热管翅片之间的管体外壁上还设有凹槽。

5.根据权利要求4所述的一种换热管，其特征在于：所述凹槽的侧壁倾斜设置。

6.根据权利要求4所述的一种换热管，其特征在于：所述凹槽的数量为多个，多个凹槽螺旋分布在所述管体外壁上。

7.根据权利要求2-6中任一项所述的一种换热管，其特征在于：所述管体的内壁上设有内齿。

8.根据权利要求7所述的一种换热管，其特征在于：所述内齿盘旋设于所述管体的内壁上且所述内齿的条数为多条。

9.根据权利要求8所述的一种换热管，其特征在于：多条所述内齿均匀分布和/或所述内齿的截面为多边形。

10.一种空调，其特征在于：包括权利要求2-9中任一项所述的换热管。

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