CN202928429U - 金属换热盘管 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种金属换热盘管，该盘管包括中间直管段和两侧圆弯管段，中间直管段的径向截面为椭圆形或近似椭圆形，盘管的管内壁上设有内螺纹齿，内螺纹齿的齿顶角范围为30～50°，螺旋角范围为18～30度，齿高范围为0.1～0.2mm，并且可根据需要在盘管内全部或局部设置扰流装置。该盘管能够增加管内换热面积，有利于沸腾换热举措，而当高压高温气态液混合媒介工质进入盘管后，在管中流动时汽﹑液的媒介工质从扰流片上开设的密布贯通小孔流入另一边，从而增加汽化核心数，使得管中的汽﹑液的媒介工质充分混合，并使其与椭圆形或近似椭圆形的盘管管壁接触均匀，保证管内热力的传递，大大提高换热效力和效能。

Description

金属换热盘管

技术领域

本实用新型涉及换热器，更具体地说，涉及一种金属换热盘管。

背景技术

当前在机械压缩制冷的设备中，常常会用到冷凝器、蒸发器等换热装置，通过冷凝器对高温高压的制冷剂散热，然后再进入室内通过蒸发器膨胀吸热，从而达到制冷的效果。而换热装置的散热效果将直接影响到整个制冷设备的制冷能效。

传统的换热装置是采用圆盘管（径向截面为圆形）和套设于盘管上的散热翅片（穿孔也为圆形），将管内介质的热量与外界空气交换，以达到散热的目的，其主要是靠风在散热翅片吹过时将热量散发的，但是由于圆盘管的风阻较大，而且在圆盘管的背风处存在涡流，使得圆盘管的背部有风吹不到的死角，因此严重影响了风力的散热效果，从而影响制冷的效率。另外，由于介质在圆盘管内流通较为顺畅，流速较快，同样也使得散热效果不佳。这样的换热器的热交换能力较差，为了降低温度，有时需要制造较大体积的换热器（两排甚至三排圆盘管合并设置），这样又大大增加了生产成本及工艺难度，因此无法满足高效制冷的要求。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述缺点，本实用新型的目的是提供一种金属换热盘管，该盘管制作的换热装置能够有效提高换热效力和能效。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

该金属换热盘管，包括中间直管段和两侧圆弯管段，中间直管段的径向截面为椭圆形或近似椭圆形，所述的盘管的管内壁上设有内螺纹齿，内螺纹齿的齿顶角范围为30～50°，螺旋角范围为18～30度，齿高范围为0.1～0.2mm。

所述的盘管内的全部或局部设有扰流装置。

所述的扰流装置为扰流管或扰流片。

所述的扰流管的径向截面呈O形。

所述的扰流片的径向截面呈N形、M形或由若干个并排W相互连接的形状。

所述的扰流片的径向面上开设有密布的贯通小孔。

所述的贯通小孔的直径范围为1～1.5mm。

所述的近似椭圆形为由若干段不同曲率的曲线、若干段直线、或者若干段不同曲率的曲线和直线相连接组合成的封闭图形。

在上述技术方案中，本实用新型的金属换热盘管包括中间直管段和两侧圆弯管段，中间直管段的径向截面为椭圆形或近似椭圆形，盘管的管内壁上设有内螺纹齿，内螺纹齿的齿顶角范围为30～50°，螺旋角范围为18～30度，齿高范围为0.1～0.2mm，并且可根据需要在盘管内全部或局部设置扰流装置。该盘管能够增加管内换热面积，有利于沸腾换热举措，而当高压高温气态液混合媒介工质进入盘管后，在管中流动时汽﹑液的媒介工质从扰流片上开设的密布贯通小孔流入另一边，从而增加汽化核心数，使得管中的汽﹑液的媒介工质充分混合，并使其与椭圆形或近似椭圆形的盘管管壁接触均匀，保证管内热力的传递，大大提高换热效力和效能。

附图说明

图1是用于制作本实用新型的长U型管的结构示意图；

图2是本实用新型的盘管的内壁螺纹齿的结构示意图；

图3是沿图2中A-A线的剖视示意图（内设有O形绕流管）；

图4是沿图2中A-A线的剖视示意图（内设有M形绕流片）；

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本实用新型的技术方案。

请参阅图1所示，本实用新型的金属换热盘管包括采用直径为4mm-10mm铜、铝或合金等金属圆管制作的中间直管段11和两侧U形圆弯管段12，其中，所述的两侧圆弯管段12的径向截面为圆形，用于中间直管段11之间的纵向头尾相接，而所述的中间直管段11的径向截面为椭圆形或近似椭圆形，在中间直管段11上用于穿设同样有着椭圆形或近似椭圆形穿孔的散热翅片。在此需要说明的是，本实用新型的盘管可采用图1中的长U型管一端焊接U形圆弯管制作，也可采用直管两端焊接U形圆弯管制作而成。所述的近似椭圆形为由若干段不同曲率的曲线、若干段直线、或者若干段不同曲率的曲线和直线相连接组合成的封闭图形。

请结合图2～图4所示，与现有技术不同的是，所述的盘管10的管内壁上设有内螺纹齿13，内螺纹齿13可以设置在中间直管段11、也可以在中间直管段11和两侧圆弯管段12内都设置。经过多次反复试验和技术论证，采用以下设计尺寸才具有较佳的效果：该内螺纹齿13的齿顶角范围为30～50°，螺旋角范围为18～30度，齿高范围为0.1～0.2mm。另外，根据需要，在盘管10内的全部或局部设有扰流装置。所述的扰流装置可以为扰流管或扰流片。其中，所述的扰流管16的径向截面呈O形（见图3）。而所述的扰流片的径向截面可以呈N形、M形或由若干个并排W相互连接的形状。图3中所示的扰流片14的径向截面即呈M形。另外，在所述的扰流片14的径向面上还开设有密布的贯通小孔15，所述的贯通小孔15的直径范围为1～1.5mm。

采用本实用新型的盘管配合具有椭圆形或近似椭圆形穿孔的散热翅片所制作的换热装置，由于其盘管的中间直管采用椭圆形或近似椭圆形，能够大大减小空气侧流阻力，介质侧增大了湿周和扰动，强化了传热，传热系数可大大提高。当风力吹动时，在盘管的后部背风面不会存在涡流，因此大大降低了散热时的风阻，而且椭圆形和近似椭圆形的盘管不存在散热死角，因此大大提高了散热效果，从而提高了换热效率。并且如此形状的盘管，其表面呈近流线形，也能使的风力流动更顺畅，进一步降低风阻，提高换热能效，COP值可运行到3.2以上。另外，如此形状的盘管，其内部介质的流经速度明显低于圆形盘管，也使得介质的换热效果进一步的提高，传热系数比普通圆形盘管提高一倍以上。

除了上述管外换热效果的提高，通过采用内螺纹齿13和扰流装置的管内结构，还具有以下几个优点：

1、增加管内换热面积，有利于沸腾换热举措。

2、当高压高温气态液混合媒介工质进入盘管后，在盘管中流动时汽、液的媒介工质从扰流片上开设的密布贯通小孔流入另一边，使得增加汽化核心数，盘管中的汽﹑液的媒介工质充分混合，使其与椭圆或近似椭圆形盘管接触均匀。保证管内热力的传递，大大提高换热效力。

经合肥通用机电产品检测院机械工业换热器产品质量监督检测中心检验，采用本实用新型的换热装置，其传热系数K≥86.99W/m²·℃，远高于行业标准JB/T7695.5-1995中的K≥40W/m²·℃的规定。

另外，采用本实用新型对目前市场上多个知名品牌的不同空调外机换热器进行改造，改造前后的试验测试结果和性能对比见如下表1～表3：

表1

表2

表3

通过上述试验，同样也证明了本实用新型的换热装置与采用圆形盘管的现有技术相比，具有明显的效果，冷重比、体积比（单位制冷量空调所占的体积）、能效比及制造成本等关键技术经济指标上均优于现有的换热装置。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。

Claims (8)

1.一种金属换热盘管，包括中间直管段和两侧圆弯管段，中间直管段的径向截面为椭圆形或近似椭圆形，其特征在于：

所述的盘管的管内壁上设有内螺纹齿，内螺纹齿的齿顶角范围为30～50°，螺旋角范围为18～30度，齿高范围为0.1～0.2mm。

2.如权利要求1所述的金属换热盘管，其特征在于：

所述的盘管内的全部或局部设有扰流装置。

3.如权利要求2所述的金属换热盘管，其特征在于：

所述的扰流装置为扰流管或扰流片。

4.如权利要求3所述的金属换热盘管，其特征在于：

所述的扰流管的径向截面呈O形。

5.如权利要求3所述的金属换热盘管，其特征在于：

所述的扰流片的径向截面呈N形、M形或由若干个并排W相互连接的形状。

6.如权利要求3所述的金属换热盘管，其特征在于：

所述的扰流片的径向面上开设有密布的贯通小孔。

7.如权利要求6所述的金属换热盘管，其特征在于：

所述的贯通小孔的直径范围为1～1.5mm。

8.如权利要求1所述的空调外机冷凝器，其特征在于：

所述的近似椭圆形为由若干段不同曲率的曲线、若干段直线、或者若干段不同曲率的曲线和直线相连接组合成的封闭图形。

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