CN207600274U - 换热管、换热器及空调器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种换热管、换热器及空调器,其中,换热管包括管体(1),管体(1)的外壁上沿周向设有翅片(2),翅片(2)的部分周向区域上设有凸出部,翅片(2)的其余部分周向区域形成平滑翅片段(6)。此种换热管通过在翅片上设置凸出部能够减薄粘附在翅片表面上液膜的厚度,增加换热表面积,该种结构可增强其局部的相变换热能力;同时,平滑翅片段能够减小液体流动阻力,使液体顺畅地流出,以防液膜在翅片表面积聚减小周向换热面积而增加热阻,从而综合提高换热管的整体换热效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及空调器技术领域,尤其涉及一种换热管、换热器及空调器。
背景技术
在制冷与空调行业中,水冷式冷凝器因结构紧凑,适用性广,得到了快速发展。水冷式换热器多数为壳管式换热器,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性能的优劣。冷凝管在换热过程中,冷凝管外侧的气态冷媒通过发生相变与内部的水进行换热,由于冷凝管的热阻主要存在于管外,根据弱侧强化原则,对管外进行强化显得尤为重要,应最大限度地降低管外热阻以提高换热性能。
为实现这一目的,冷凝管一般在管体的圆周螺旋加工金属成翅片从而增大其换热面积,并在螺旋翅片的顶部整个周向上进行二次滚压,形成凸台或尖角,一是进一步增加管外的表面积,二是由于形成的凸台或尖角,可减薄凝结在翅片表面上液膜的厚度,降低热阻,提高冷凝管的换热性能。但是在实际使用过程中发现,此种冷凝管未能使冷凝器达到较高的换热效率,因此需要进一步改进。
实用新型内容
本实用新型的目的是提出一种换热管、换热器及空调器,能够提高换热管的换热能力。
为实现上述目的,本实用新型第一方面提供了一种换热管,包括管体,管体的外壁上沿周向设有翅片,在翅片的部分周向区域上设有凸出部,翅片的其余部分周向区域形成平滑翅片段。
进一步地,翅片在管体的外壁上呈螺旋线分布。
进一步地,翅片上设有凸出部的区域在周向上形成第一连续区域,平滑翅片段在周向上形成第二连续区域。
进一步地,平滑翅片段在管体周向上对应的角度范围小于等于180°。
进一步地,在翅片上设有凸出部的区域内包括多组凸出部,多组凸出部在翅片的周向上间隔设置。
进一步地,翅片的周向上包括第一连续区域和第二连续区域,其中,第一连续区域内设有多组凸出部,多组凸出部在翅片的周向上间隔设置,第二连续区域为平滑翅片段。
进一步地,平滑翅片段的局部位置设有凸出部。
进一步地,翅片的周向上包括第一连续区域和第二连续区域,其中,第一连续区域为沿翅片的周向设有凸出部的连续区域,第二连续区域为平滑翅片段,平滑翅片段的局部位置设有凸出部。
进一步地,换热管在冷凝器中安装的状态下,第一连续区域朝上设置,第二连续区域朝下设置。
进一步地,凸出部的自由端具有尖锐部。
进一步地,在翅片的径向高度方向上设有至少两层凸出部。
进一步地,至少两层凸出部在沿管体的周向上错开设置。
进一步地,至少两层凸出部包括第一层凸出部和第二层凸出部,翅片顶部通过滚花形成压槽,同时压槽的两端向翅片外侧延展形成第一层凸出部,第二层凸出部位于第一层凸出部的径向内侧,第二层凸出部通过滚花形成。
进一步地,各个第二层凸出部均位于翅片的同一侧。
进一步地,压槽相对于管体的轴线倾斜设置。
进一步地,相邻翅片上的第一层凸出部在管体的周向上相互错开设置。
进一步地,压槽沿自身长度方向的端部呈类三角形、梯形或矩形;和/或第二层凸出部的挤压面呈类三角形、梯形或矩形。
进一步地,管体的内壁上设有螺旋状的凸起螺纹。
进一步地,凸起螺纹为多头螺纹。
进一步地,凸起螺纹的横截面呈类梯形或三角形结构。
进一步地,翅片一体设置在管体上,和/或凸出部一体设置在翅片上。
进一步地,翅片和凸出部中的至少一个通过挤压成形。
进一步地,平滑翅片段在管体周向上对应的角度在整个周向上所占比例范围为1/7~1/2。
进一步地,相邻翅片之间形成槽体3,槽体底部平滑,且槽体底部与翅片的交接处呈圆滑过渡;或者槽体底部整体呈圆滑过渡。
进一步地,翅片与垂直于管体轴线的平面之间的夹角α=0.3°~3.0°。
进一步地,翅片的厚度h7=0.1~0.252mm,相邻翅片之间形成槽体的宽度h8=0.252~0.558mm。
进一步地,压槽距离翅片顶部的深度h1=0.1~0.45mm,或压槽的宽度h2=0.01~0.35mm,或第一层凸出部向翅片侧面延伸凸出的长度h3=0.05~0.2mm。
进一步地,压槽倾斜方向与翅片顶部延伸方向之间的夹角β=15°~65°。
进一步地,第二层凸出部相对于翅片表面向外延伸的宽度h4=0.05~0.2mm,或第二层凸出部底部与管体根部形成的台阶高度h5=0.15~0.45mm,或第二层凸出部在翅片周向上的宽度h6=0.05~0.32mm。
进一步地,在单圈翅片2上设置压槽的数量n2=35~100个;或者在单圈翅片2侧面形成第二层凸出部的数量n3=35~100个。
进一步地,凸起螺纹相对于管体轴线的倾斜角度α1=15~55°,或者凸起螺纹在管体内壁上的凸出高度h9=0.15~0.55mm,或者凸起螺纹的截面上两个侧面形成的夹角γ=15~65°;或者凸起螺纹为多头螺纹,多头螺纹在管体内壁的整个圆周上分布n1=10~80个。
为实现上述目的,本实用新型第二方面提供了一种换热器,包括上述实施例的换热管。
进一步地,换热器为冷凝器。
进一步地,翅片上设有凸出部的区域在周向上为连续区域,换热管在安装后,翅片带有凸出部的区域朝上设置,平滑翅片段朝下设置。
为实现上述目的,本实用新型第三方面提供了一种空调器,包括上述实施例的换热器。
基于上述技术方案,本实用新型实施例的换热管,在换热管外壁翅片的部分周向区域上设置凸出部,而翅片的其余部分周向区域形成平滑翅片段,换热后产生的液体可通过相邻平滑翅片段之间的槽体导出。此种换热管通过在翅片上设置凸出部能够减薄粘附在翅片表面上液膜的厚度,增加换热表面积,该种结构可增强其局部的相变换热能力;同时,平滑翅片段能够减小液体流动阻力,使液体顺畅地流出,以防液膜在翅片表面积聚减小周向换热面积而增加热阻,从而综合提高换热管的整体换热效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,构成本申请的一部分,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
图1为本实用新型换热管的一个实施例的结构示意图;
图2为本实用新型换热管的一个实施例沿周向展开后的翅片结构示意图;
图3为本实用新型换热管的一个实施例沿周向展开后翅片的侧视图;
图4为本实用新型换热管一个实施例的局部剖视图;
图5为本实用新型换热管的一个实施例沿周向展开后的俯视图;
图6为本实用新型换热管的一个实施例的全剖视图。
附图标记说明
1、管体;2、翅片;3、槽体;4、第一层凸出部;5、第二层凸出部;6、平滑翅片段;7、压槽;8、凸起螺纹;11、成翅段;12、光滑段;13、过渡段。
具体实施方式
以下详细说明本实用新型。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。
本实用新型中出现的“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。
在本实用新型的描述中,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实用新型,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实用新型保护范围的限制。
实用新型人在使用过程中发现即使在换热管外部螺旋翅片上增设较多的凸台或尖角,在冷凝过程中也难以获得理想的换热性能,因此实用新型人对冷凝管的换热过程进行了研究。在冷凝管的传热试验中发现,冷凝管在实现冷凝换热过程中,气态冷媒大部分在冷凝管圆周方向的上部外表面进行凝结,之后凝结形成的液态冷媒沿翅片之间的通道流动到冷凝管下面,并从冷凝管底部排走。
现有技术中的冷凝管在管外相变换热的强化冷凝过程中,一般通过无屑加工挤压成型技术增加翅片的密度或尖锐部的数量来增强冷凝效果,并在翅片顶部进行处理,形成尖锐凸起。因为按照通常的思路,这种方式能够增大换热表面积,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,从而提高冷凝管的换热性能。但是实用新型人注意到,翅片表面增加的凸台和尖角同时也增加了液膜滴落和排出的阻力,不能顺畅地从换热管底部流走,导致液膜在翅片表面积存,又使液膜的增厚又会增大热阻从而影响换热性能。
由此,实用新型人对冷凝管强化机理进行了深入的研究:一方面,需要减薄冷媒凝结时直接粘附在冷凝管外表面翅片上的液膜,以减小热阻从而提高换热性能;另一方面,需要及时将冷凝管表面凝结的液态冷媒排走,防止液态冷媒积存在换热表面使液膜加厚而增加热阻。但是这两方面存在制约关系,难以同时兼顾。这样,单独地增加表面尖锐部的数量在提高换热性能方面就陷入了误区,而且,通过表面滚花形成的尖锐部数量增多时,在圆周尺寸一定的情况下,模具开齿滚花部分减薄,模具中滚齿的强度会降低,容易出现模具崩齿的现象,从而增加了模具的加工难度和成本。
按照这一思路,本实用新型的目的是同时兼顾减薄液膜强化换热和冷媒液体及时排走的问题,以提高冷凝管的整体换热效果。此种冷凝管除了可用在冷凝器中,也可用在蒸发器中,因此后续统称为换热管。
在一个示意性的实施例中,如图1所示,本实用新型的换热管包括管体1,管体1的外壁上沿周向设有翅片2,沿管体1轴向的相邻圈翅片2之间形成槽体3。例如,管体1为圆管,翅片2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。可替代地,管体1的截面也可选择椭圆形、矩形或多边形等需要的形状。翅片2仅在部分周向区域上设有凸出部,在其余部分周向区域上为平滑翅片段6,即未在翅片2表面设置凸出部,冷凝换热后产生的液体通过相邻平滑翅片段6之间的槽体3流出。其中,凸出部可以是设在翅片2表面上的凸台或尖角等,其形状不受限制。优选地,凸出部设在翅片2的侧面。
此种换热管优选地用在卧式冷凝器中,换热管水平安装,换热管内部通入待加热流体,外部充满气态冷媒,例如采用水或氟利昂作为冷媒。优选地,换热管在安装时,翅片2上设有凸出部的区域位于上方,平滑翅片段6位于下方。
在换热过程中,气态冷媒大部分在换热管圆周方向的上部外表面进行凝结,换热管上部区域的翅片2上设有凸出部,由于凸出部高于翅片2表面,凸出部相对于翅片表面的转角曲率增大,能够减薄粘附在翅片2表面上液膜的厚度,同时也增加了换热表面积,因此能够对换热管外表面的上部区域进行换热强化。在换热管的下部区域,弱化减薄液膜的能力,削弱翅片2上的换热强化效果,使凝结后的液态冷媒在重力作用下向下流动时,能够减小液态冷媒在槽体3中流动的阻力,增强液态冷媒顺着槽体3向下流动的能力,使液态冷媒顺畅地从槽体3中流出,以防液膜在翅片2表面积聚,从而综合提高换热管的整体换热效果。
本实用新型的换热管解决了冷凝过程中液态冷媒的排出问题,减少了换热管翅片下部区域设置凸出部对整体换热性能带来的衰减,对换热管的局部进行冷凝强化,并优化了冷凝排液效果,同时兼顾了换热管在冷凝过程中减薄液膜强化和及时排走液态冷媒的问题。对于本实用新型的换热管,突破了现有技术中惯常的思路,无需聚焦在提高翅片上凸出部设置数量的问题上,在制作滚花模具时,也能够保证滚齿的强度,以免出现崩齿现象,可降低加工难度和加工成本。
在一个优选的实施例中,如图1所示,翅片2上设有凸出部的区域在周向上形成第一连续区域,平滑翅片段6形成第二连续区域。此种设置方式在不增加凸出部局部疏密程度的情况下,能够在管体1用于冷凝的区域设置尽量多的凸出部,以减薄液膜的厚度,提高换热能力。例如,如图1所示的实施例,当换热管安装在冷凝器中时,翅片2上设有凸出部的第一连续区域位于翅片2的上部区域,平滑翅片段6对应的第二连续区域位于翅片2的下部区域。
对于图1所示的实施例,优选地,平滑翅片段6在管体1周向上对应的角度范围小于等于180°。此种设置方式能够在保证换热管排液能力的情况下,尽量增加翅片2上凸出部的数量,以减薄液膜厚度,提高换热能力。更优地,平滑翅片段6在管体1周向上对应的角度在整个周向上所占比例范围为1/7~1/2。
在另一个可选的实施例中,在翅片2上设有凸出部的区域内包括多组凸出部,多组凸出部在翅片2的周向上间隔设置,相应地,平滑翅片段6也形成间隔设置的结构。例如,基于图1所示的实施例,将翅片2上部区域的凸出部沿着翅片2周向设置多组,且多组凸出部间隔设置。此种换热管上的多组凸出部也能够增加管体1的表面积,同时减薄凝结在翅片表面上液膜的厚度,降低热阻,提高冷凝管的换热性能。
优选地,翅片2的周向上包括第一连续区域和第二连续区域,其中,第一连续区域内设有多组凸出部,多组凸出部在翅片2的周向上间隔设置,第二连续区域为平滑翅片段6。以图1所示结构为例,第一连续区域为翅片2的上部区域,在上部区域内沿周向设有多组凸出部,第二连续区域为翅片2的下部区域,下部区域为平滑翅片段6。
在再一个可选的实施例中,在平滑翅片段6的局部位置增设有凸出部。例如,基于图1所示的实施例,在管体1下部区域的平滑翅片段6上增加少量的凸出部,只要对冷凝水从槽体3内流出未构成较大影响,均在保护范围之内。此种换热管仍能够减小液体流动阻力,使液体顺畅地流出,以防液膜在翅片表面积聚减小周向换热面积而增加热阻,从而综合提高换热管的整体换热效果。
优选地,翅片2的周向上包括第一连续区域和第二连续区域,其中,第一连续区域为沿翅片2的周向设有凸出部的连续区域,第二连续区域为平滑翅片段6,且在平滑翅片段6的局部位置增设有凸出部。以图1所示结构为例,第一连续区域为翅片2的上部区域,上部区域为沿翅片2周向设有凸出部的连续区域,第二连续区域为翅片2的下部区域,下部区域为平滑翅片段6,在平滑翅片段6的局部位置可增设少量凸出部。
除了上述各实施例之外,可替代地,第一连续区域和第二连续区域的结构形式可以任意组合。另外,翅片2上设有凸出部的区域与平滑翅片段6整体断续间隔设置(例如间隔均匀)的方案也在本实用新型的保护范围之内。
如图1所示,此种换热管在翅片2上设置凸出部的区域和平滑翅片段6之间在加工时形成分界结构,用于实现两个区域的过渡。优选地,分界结构呈类锯齿状、螺旋线、阶梯状或台阶状等均在本实用新型的保护范围之内。
下面对翅片2上凸出部的结构进行描述。为了能够更清楚地示意出凸出部的结构和排布方式,将图1所示的换热管在圆周方向展开,图2示意出了翅片2的局部结构示意图,图3为翅片2结构的侧视图。
优选地,凸出部的自由端具有尖锐部,有利于在液体向下流动的过程中拉伸液膜,减薄液膜厚度,强化局部冷凝的效果。可替代地,凸出部也可以设计为凸台结构,凸出部的自由端为圆滑过渡结构。
为了增加凸出部的数量,以提高减薄液膜的能力,优选地,如图4所示的局部剖视图,在翅片2的径向高度方向上设有至少两层凸出部。当然,在翅片2的径向高度方向上只设置一层凸出部也在本实用新型的保护范围之内。
结合图1至图3所示,至少两层凸出部在沿管体1的周向上错开设置。例如,图1所示换热管的翅片2上设有两层凸出部,两层凸出部在管体1的周向上交替间隔设置,以便使凸出部在换热管的周向区域上均匀分布,在拉薄液膜的同时能够使液膜各处薄厚均匀,使换热管各处热阻分布均匀,从而提高换热管换热的均匀性,并提高整体换热能力。而且,这种设置形式也能为滚刀加工下层凸出部留出空间,便于加工多层凸出部。可替代地,至少两层凸出部之间相互正对也在本实用新型的保护范围之内。
优选地,如图4所示,至少两层凸出部包括第一层凸出部4和第二层凸出部5,第二层凸出部5位于第一层凸出部4下方。
其中,如图3所示,第一层凸出部4的形成是利用滚花模具在原有翅片2的顶部进行二次挤压形成。具体地,在翅片2顶部沿宽度方向通过滚花形成压槽7,压槽7可相对于管体1的轴线倾斜设置,同时由于金属本身具有良好的塑性,压槽7的两端向翅片2外侧延展形成第一层凸出部4。优选地,参考图3所示沿周向展开后翅片的侧视图,翅片2顶部压槽7的端面形状呈倒置类三角形、梯形或矩形等,压槽7的端面形状是假设其顶部封闭的情况下,由压槽7的底部、内侧壁和顶面围合形成。在图5所示翅片周向展开后的俯视图中,压槽7相对于管体1的轴线倾斜设置,翅片2的两侧呈锯齿状,第一层凸出部4形成三角形结构。
可选地,如图5所示,压槽7倾斜方向与翅片2顶部延伸方向之间的夹角β=15°~65°。如图3所示,在单圈翅片2上压槽7的数量n2=35~100个。
可选地,如图4和图5所示,压槽7距离翅片2顶部的深度h1=0.1~0.45mm,或压槽7的宽度h2=0.01~0.35mm,或第一层凸出部4向翅片2侧面延伸凸出的长度h3=0.05~0.2mm。
如图3所示,第二层凸出部5位于第一层凸出部4的径向内侧,第二层凸出部5通过滚花形成。优选地,第二层凸出部5的挤压面呈倒置类三角形、梯形或矩形等。第二层凸出部5是在翅片2其中一个侧面挤压形成,不额外增加重量,同时增加了翅片2的表面积。在液态冷媒向下流动的过程中可进一步拉伸液膜,减薄液膜厚度,强化局部冷凝效果。
优选地,各个第二层凸出部5均位于翅片2的同一侧。如图5所示,在翅片2的右侧面设有第二层凸出部5,第二层凸出部5呈三角形且具有尖锐部。这样能够减小第二层凸出部5在相邻翅片2之间的槽体3内占用的宽度,以保留较宽的液体流通通道,在减薄液膜的前提下尽量减小液体流动时受到的阻力。
可选地,如图2和图3所示,第二层凸出部5相对于翅片表面向外延伸的宽度h4=0.05~0.2mm,或第二层凸出部5底部与管体1根部形成的台阶高度h5=0.15~0.45mm,或第二层凸出部5在翅片2周向上的宽度h6=0.05~0.32mm。第二层凸出部5在单圈翅片2侧面形成的数量n3=35~100个。
优选地,如图1所示,相邻翅片2上的第一层凸出部4在管体1的周向上相互错开设置,相应地,相邻翅片2上的第二层凸出部5也在管体1的周向上相互错开设置。此种设置方式能够使第一层凸出部4在换热管上的布局更均匀,提高减薄液膜的均匀性,强化换热效果。
对于换热管内部,参考图4,利用管外的挤压和内侧相配合的周向带沟槽的模具,在管体1的内壁上挤压出一定肋高的内齿,能够增加换热管内部流体的扰动,同时也增加了换热面积。
优选地,管体1的内壁上设有螺旋状的凸起螺纹8。换热管在加工外部翅片2的同时,在管内利用带有槽的衬芯滚压呈凸起螺纹9。
如图4所示,凸起螺纹8的截面呈类梯形或倒置三角形结构,顶部与管体1形成一体,两底角呈圆滑过渡,凸起的根部与管体1的内壁呈圆滑过渡。对换热管内壁进行强化,不仅增加了管内表面积,同时与管内壁形成一定的凸起,增加了管内流体的扰动程度,从而进一步增强换热效果。
可选地,如图4所示,凸起螺纹8相对于管体1轴线形成的倾斜角度α1=15~55°,凸起螺纹8在管体1内壁上的凸出高度h9=0.15~0.55mm,凸起螺纹8剖面上两侧面形成的夹角γ=15~65°。
管内的凸起螺纹8可以呈均匀分布或非均匀分布。非均匀性分布对管内流体的扰动效果更优,以强化换热效果。例如,凸起螺纹8为多头螺纹,多头螺纹加工效率高,而且整个管体1内部相邻凸起螺纹8之间的间距一致或者不完全一致,可以增加对流体的扰动效果。可选地,多头螺纹在管体1内壁的整个圆周上分布n1=10~80个。
对于上述的各实施例,翅片2可一体设置在管体1上,凸出部也可一体设置在翅片2上。一体设置方式能够减小接触热阻,以提高换热管的换热效率。优选地,翅片2和凸出部中的至少一个通过挤压成形,能够不额外增加换热管的重量。
在一个具体的实施例中,如图1和图6所示,换热管在专用的翅片辊轧机上进行加工而成,采用挤压成型无屑加工工艺,该换热管管外强化利用刀具组合和滚花模具组合进行挤压而成,内侧强化利用压槽模具在外侧滚压翅片时同步辊轧而成,双侧强化可同时进行。
例如,可采用外径19.05mm,壁厚为1.13mm的母管进行加工。管外利用组合模具加工出在母管基础上呈一定螺旋角度的翅片2。如图1所示,管体1可包括未加工的光滑段12和加工有翅片2的成翅段11,考虑到安装和换热的需求,在成翅段11的两端可分别设有光滑段12,用于实现换热管的安装,在光滑段12和成翅段11之间可通过过渡段13连接。其中,成翅段11上加工有翅片2,相邻圈翅片2之间形成有槽体3,槽体3底部平滑,且槽体3底部与翅片2的交接处呈圆滑过渡;或者槽体3底部整体呈圆滑过渡,此种设置方式有利于冷媒流走。
可选地,如图1所示,翅片2与垂直于管体1轴线的平面之间的夹角α=0.3°~3.0°。可选地,如图2所示,翅片2的厚度h7=0.1~0.252mm,相邻翅片2之间形成的槽体3宽度h8=0.252~0.558mm。
然后采用特殊的滚花刀具组合在管体1上部分周向区域内的翅片2进行滚花处理,其余周向区域不进行滚花处理。在翅片2的顶部滚花形成有压槽7,在形成压槽7的同时,由于金属材料本身良好的塑性,在翅片2两侧自然形成两个第一层凸出部4。进一步地,在第一层凸出部4下部还形成有仅位于翅片2一侧的第二层凸出部5。这样在滚花部分增加了翅片的表面积,同时增加尖角数量,能够在液膜流动的过程中拉薄。
本实用新型的换热管通过增加翅片2表面凸台或尖角的数量,能够在换热管上部区域减薄气态冷媒凝结时粘附在换热管表面翅片上的液膜厚度,同时也增加了换热表面积,且利用表面尖角处和凸台转角曲率较大的特点,摊薄冷媒液膜,从而强化了换热效果。而换热管下部区域则是未经滚花处理的平滑翅片段6,可以起到减少液态冷媒在槽体3中流动的阻力,增强液态冷媒向下流动的能力。基于以上设计,可以提高换热管及壳管换热器整机的整体换热效果。
其次,本实用新型还提供了一种换热器。优选地,该换热器为冷凝器,冷凝器可以是卧式壳管式冷凝器,换热管在冷凝器内部水平安装。换热管在安装后,翅片2带有凸出部的区域朝上设置,平滑翅片段6朝下设置。
冷凝器工作时,换热管内部可通入待加热流体,换热管外部充满气态冷媒。换热管在冷凝过程中,一方面可以通过上部翅片2的凸出部强化减薄气态冷媒凝结时粘附在换热管表面翅片上的液膜厚度,同时也增加了换热表面积,利用表面尖角处和凸台转角曲率较大,摊薄冷媒液膜。另一方面可以通过下部平滑翅片段6弱化摊薄液膜的能力,减少或者去掉在翅片上强化的措施,减少液态冷媒在槽体3中的流动阻力,增强液态冷媒向下流动的能力。此种冷凝器中的换热管由于同时兼顾了影响换热效率的两个关键方面,因而能够提高整体换热效果。
此外,本实用新型还提供了一种空调器,包括上述实施例所述的换热器。由于此种换热器具备较高的换热效率,因而也能提高空调器的工作性能。
以上对本实用新型所提供的一种换热管、换热器及空调器进行了详细介绍。本文中应用了具体的实施例对本实用新型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实用新型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,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以对本实用新型进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
Claims (35)
1.一种换热管,其特征在于,包括管体(1),所述管体(1)的外壁上沿周向设有翅片(2),在所述翅片(2)的部分周向区域上设有凸出部,所述翅片(2)的其余部分周向区域形成平滑翅片段(6)。
2.根据权利要求1所述的换热管,其特征在于,所述翅片(2)在所述管体(1)的外壁上呈螺旋线分布。
3.根据权利要求1所述的换热管,其特征在于,所述翅片(2)上设有凸出部的区域在周向上形成第一连续区域,所述平滑翅片段(6)在周向上形成第二连续区域。
4.根据权利要求3所述的换热管,其特征在于,所述平滑翅片段(6)在所述管体(1)周向上对应的角度范围小于等于180°。
5.根据权利要求1所述的换热管,其特征在于,在所述翅片(2)上设有凸出部的区域内包括多组所述凸出部,多组所述凸出部沿所述翅片(2)的周向间隔设置。
6.根据权利要求1所述的换热管,其特征在于,所述翅片(2)的周向上包括第一连续区域和第二连续区域,所述第一连续区域内设有多组所述凸出部,多组所述凸出部沿所述翅片(2)的周向间隔设置,所述第二连续区域为所述平滑翅片段(6)。
7.根据权利要求1所述的换热管,其特征在于,所述平滑翅片段(6)的局部位置设有所述凸出部。
8.根据权利要求1所述的换热管,其特征在于,所述翅片(2)的周向上包括第一连续区域和第二连续区域,所述第一连续区域为沿所述翅片(2)的周向设有凸出部的连续区域,所述第二连续区域为所述平滑翅片段(6),所述平滑翅片段(6)的局部位置设有所述凸出部。
9.根据权利要求3、6或8所述的换热管,其特征在于,所述换热管在冷凝器中安装的状态下,所述第一连续区域朝上设置,所述第二连续区域朝下设置。
10.根据权利要求1所述的换热管,其特征在于,所述凸出部的自由端具有尖锐部。
11.根据权利要求1所述的换热管,其特征在于,在所述翅片(2)的径向高度方向上设有至少两层所述凸出部。
12.根据权利要求11所述的换热管,其特征在于,至少两层所述凸出部在沿所述管体(1)的周向上错开设置。
13.根据权利要求11所述的换热管,其特征在于,至少两层所述凸出部包括第一层凸出部(4)和第二层凸出部(5),所述翅片(2)顶部通过滚花形成压槽(7),同时所述压槽(7)的两端向所述翅片(2)外侧延展形成所述第一层凸出部(4),所述第二层凸出部(5)位于所述第一层凸出部(4)的径向内侧,所述第二层凸出部(5)通过滚花形成。
14.根据权利要求13所述的换热管,其特征在于,各个所述第二层凸出部(5)均位于所述翅片(2)的同一侧。
15.根据权利要求13所述的换热管,其特征在于,所述压槽(7)相对于所述管体(1)的轴线倾斜设置。
16.根据权利要求13所述的换热管,其特征在于,相邻所述翅片(2)上的所述第一层凸出部(4)在所述管体(1)的周向上相互错开设置。
17.根据权利要求13所述的换热管,其特征在于,所述压槽(7)沿自身长度方向的端部呈类三角形、梯形或矩形;和/或所述第二层凸出部(5)的挤压面呈类三角形、梯形或矩形。
18.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(8)。
19.根据权利要求18所述的换热管,其特征在于,所述凸起螺纹(8)为多头螺纹。
20.根据权利要求18所述的换热管,其特征在于,所述凸起螺纹(8)的横截面呈类梯形或三角形结构。
21.根据权利要求1所述的换热管,其特征在于,所述翅片(2)一体设置在所述管体(1)上,和/或所述凸出部一体设置在所述翅片(2)上。
22.根据权利要求21所述的换热管,其特征在于,所述翅片(2)和所述凸出部中的至少一个通过挤压成形。
23.根据权利要求4所述的换热管,其特征在于,所述平滑翅片段(6)在所述管体(1)周向上对应的角度在整个周向上所占比例范围为1/7~1/2。
24.根据权利要求1所述的换热管,其特征在于,相邻所述翅片(2)之间形成槽体(3),所述槽体(3)底部平滑,且槽体(3)底部与所述翅片(2)的交接处呈圆滑过渡;或者所述槽体(3)底部整体呈圆滑过渡。
25.根据权利要求2所述的换热管,其特征在于,所述翅片(2)与垂直于所述管体(1)轴线的平面之间的夹角α=0.3°~3.0°。
26.根据权利要求1所述的换热管,其特征在于,所述翅片(2)的厚度h7=0.1~0.252mm,相邻所述翅片(2)之间形成槽体(3)的宽度h8=0.252~0.558mm。
27.根据权利要求13所述的换热管,其特征在于,所述压槽(7)距离所述翅片(2)顶部的深度h1=0.1~0.45mm,或所述压槽(7)的宽度h2=0.01~0.35mm,或所述第一层凸出部(4)向翅片(2)侧面延伸凸出的长度h3=0.05~0.2mm。
28.根据权利要求15所述的换热管,其特征在于,所述压槽(7)倾斜方向与所述翅片(2)顶部延伸方向之间的夹角β=15°~65°。
29.根据权利要求13所述的换热管,其特征在于,所述第二层凸出部(5)相对于所述翅片(2)表面向外延伸的宽度h4=0.05~0.2mm,或所述第二层凸出部(5)底部与所述管体(1)根部形成的台阶高度h5=0.15~0.45mm,或所述第二层凸出部(5)在所述翅片(2)周向上的宽度h6=0.05~0.32mm。
30.根据权利要求13所述的换热管,其特征在于,在单圈所述翅片(2)上设置的所述压槽(7)的数量n2=35~100个;或者在单圈所述翅片(2)侧面形成的所述第二层凸出部(5)的数量n3=35~100个。
31.根据权利要求18所述的换热管,其特征在于,所述凸起螺纹(8)相对于所述管体(1)轴线的倾斜角度α1=15~55°,或者所述凸起螺纹(8)在所述管体(1)内壁上的凸出高度h9=0.15~0.55mm,或者所述凸起螺纹(8)的截面上两个侧面形成的夹角γ=15~65°;或者所述凸起螺纹(8)为多头螺纹,多头螺纹在所述管体(1)内壁的整个圆周上分布n1=10~80个。
32.一种换热器,其特征在于,包括权利要求1~31任一所述的换热管。
33.根据权利要求32所述的换热器,其特征在于,所述换热器为冷凝器。
34.根据权利要求33所述的换热器,其特征在于,所述翅片(2)上设有凸出部的区域在周向上为连续区域,所述换热管在安装后,所述翅片(2)带有凸出部的区域朝上设置,所述平滑翅片段(6)朝下设置。
35.一种空调器,其特征在于,包括权利要求32~34任一所述的换热器。
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