CN218723447U - 换热管、换热器及空调器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种换热管、换热器及空调器。换热管包括管体；至少两个螺旋肋片，所有所述螺旋肋片均设置于所述管体上，且相邻两个所述螺旋肋片之间形成第一螺旋流道；所述螺旋肋片上开设有多个凹槽，且相邻两个所述螺旋肋片中的凹槽对应连通形成第二螺旋流道。本实用新型提供的换热管、换热器及空调器，利用第一螺旋流道和第二螺旋流道可以使流经管体的流体进行旋转流动，并且第一螺旋流道和第二螺旋流道的流动方向不同，部分流体通过凹槽进行串流，即发生扰流二次流，从而进一步增强紊流程度，可以有效的增加扰动、紊流程度，可以使流体进行多维度、全流场流动，边界层进一步得到全方位破坏、粉碎，使换热效率得到大大提高。

Description

换热管、换热器及空调器

技术领域

本实用新型涉及换热设备技术领域，特别是一种换热管、换热器及空调器。

背景技术

套管式换热器是由两种直径大小不同的管套设而成的热交换器。现有的套管式换热器外管一般采用钢管，内管形式较多，有采用单根较大的光铜管直接弯制的，也有采用多根小光铜管组束后一起弯制的，也有采用单根螺旋光管直接弯制而成的等等。而现有技术中一般采用在铜管表面压花工艺来改变铜管外表面的形状，整体换热效率较低。

实用新型内容

为了解决现有技术中套管式换热器的换热效率低的技术问题，而提供一种利用第一螺旋流道和第二螺旋流道来提高换热效率的换热管、换热器及空调器。

一种换热管，包括：

管体；

至少两个螺旋肋片，所有所述螺旋肋片均设置于所述管体上，且相邻两个所述螺旋肋片之间形成第一螺旋流道；

所述螺旋肋片上开设有多个凹槽，且相邻两个所述螺旋肋片中的凹槽对应连通形成第二螺旋流道。

所述换热管包括至少两个扰流件，所有所述扰流件呈螺旋状分布于所述管体上以形成所有所述螺旋肋片，在同一所述螺旋肋片中，相邻两个所述扰流件之间具有间距，所述间距形成所述凹槽。

所述扰流件为棱台形，且沿远离所述管体的方向，所述扰流件的截面面积逐渐减小。

所述管体上设置有沉槽，所述沉槽设置于所述第一螺旋流道内。

所述沉槽的深度h3的数值范围为0.01mm≤h3≤0.5mm。

所述凹槽的最大深度小于所述螺旋肋片的最大高度。

所述螺旋肋片的最大高度h1的数值范围为0.05mm≤h1≤1.5mm。

所述凹槽的最大深度h2的数值范围为0.05mm≤h1≤1.5mm。

所有所述螺旋肋片并列设置于所述管体上，且所述螺旋肋片的螺旋角度α的数值范围为0°≤α≤90°。

所述第二螺旋流道的螺旋角度β的数值范围为0.5°≤β＜180°。

所述换热管还包括外管，所述管体设置于所述外管内，所述螺旋肋片设置于所述管体和所述外管之间。

一种换热器，包括上述的换热管。

一种空调器，包括上述的换热管或上述的换热器。

本实用新型提供的换热管、换热器及空调器，利用第一螺旋流道和第二螺旋流道可以使流经管体的流体进行旋转流动，并且第一螺旋流道和第二螺旋流道的流动方向不同，部分流体通过凹槽进行串流，即发生扰流二次流，从而进一步增强紊流程度，可以有效的增加扰动、紊流程度，可以使流体进行多维度、全流场流动，边界层进一步得到全方位破坏、粉碎，使换热效率得到大大提高，其中第一螺旋流道和第二螺旋流道的扰流作用在蒸发工况时，可以增大换热面积、增大气化核心数量，促进波状流型提前转变半环状和环状流，从而增加润湿表面、增加了液膜的紊流、扰流度；而在冷凝工况时，在表面张力作用下促使冷凝液迅速离开传热表面而排走，减小了齿顶和凹槽间的冷媒液膜厚度，从而增强了液态冷媒的紊流、扰流度，增强气液两相的混合，有效的提升换热效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的换热管的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的换热管的另一结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的换热管的另一结构示意图；

图中：

1、管体；21、凹槽；3、第一螺旋流道；4、第二螺旋流道；22、扰流件；5、沉槽。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1至图3所示的换热管，包括：管体1；至少两个螺旋肋片，所有所述螺旋肋片均设置于所述管体1上，且相邻两个所述螺旋肋片之间形成第一螺旋流道3；所述螺旋肋片上开设有多个凹槽21，且相邻两个所述螺旋肋片中的凹槽21对应连通形成第二螺旋流道4。利用第一螺旋流道3和第二螺旋流道4可以使流经管体1的流体进行旋转流动，并且第一螺旋流道3和第二螺旋流道4的流动方向不同，可以有效的增加扰动、紊流程度，可以使流体进行多维度、全流场流动，边界层进一步得到全方位破坏、粉碎，使换热效率得到大大提高，其中第一螺旋流道3和第二螺旋流道4的扰流作用在蒸发工况时，可以增大换热面积、增大气化核心数量，促进波状流型提前转变半环状和环状流，从而增加润湿表面、增加了液膜的紊流、扰流度；而在冷凝工况时，在表面张力作用下促使冷凝液迅速离开传热表面而排走，减小了齿顶和凹槽21间的冷媒液膜厚度，从而增强了液态冷媒的紊流、扰流度，增强气液两相的混合，有效的提升换热效率。

作为一种实施方式，所述换热管包括至少两个扰流件22，所有所述扰流件22呈螺旋状分布于所述管体1上以形成所有所述螺旋肋片，在同一所述螺旋肋片中，相邻两个所述扰流件22之间具有间距，所述间距形成所述凹槽21。其中扰流件22可以由螺旋肋片上进行加工而形成扰流件22，同时可以形成间距，减少加工难度。

其中，扰流件22的数量根据管体1的直径进行确定，优选的，在管体1的截面上，扰流件22的数量可选为3个至180个。

其中，所述扰流件22为棱台形，且沿远离所述管体1的方向，所述扰流件22的截面面积逐渐减小。棱台形的截面可以为三角形、矩形、正方形等形状。优选的，棱台形的截面为矩形。棱台形的尖角有利于刺破液膜，降低液膜厚度，从而强化冷凝换热。

优选的，棱台形的斜面与底面的夹角角度范围为10°至50°。其中棱台形的底面设置在管体1上。

所述管体1上设置有沉槽5，所述沉槽5设置于所述第一螺旋流道3内。利用凹槽21不仅仅增加换热面积，还能够减小管体1的厚度，进入凹槽21内的流体可以更加高效的与管体1内部的流体进行换热，进一步从而增加腔体内的气化核心和腔体的液体过热度，实现泡核沸腾换热，利于蒸发气泡的形成，进一步提升了蒸发换热，从而使得蒸发换热系数在较低的温差下显著提高，有效增加换热效率。

优选的，所述沉槽5的深度h3的数值范围为0.01mm≤h3≤0.5mm。沉槽5如果太深，则会造成管体1的厚度降低，影响换热管的安全。如果太浅，不利于蒸发气泡的形成，无法有效的提升换热效率。

作为一种实施方式，所述凹槽21的最大深度小于所述螺旋肋片的最大高度。也即第一螺旋流道3和第二螺旋流道4的连通处形成阶梯结构，可以进一步的破坏边界层，而且阶梯结构的尖锐处可以有效的刺穿边界层，从而进一步提高换热效率。

凹槽21的开口面积和凹槽21的槽底面积可以相同，也可以不同，当凹槽21的开口面积大于凹槽21的槽底面积，从而方便加工凹槽21的结构进行脱模。当凹槽21的开口面积小于凹槽21的槽底面积时，有利于蒸发气泡的形成，进一步提高换热效率。

所述螺旋肋片的最大高度h1的数值范围为0.05mm≤h1≤1.5mm。螺旋肋片的高度可以增加换热面积，当螺旋肋片的高度h1增加可以拉薄液膜，进而降低热阻，提高换热效率，但是如果螺旋翅片的高度过高，则会造成换热管的外径增加，成本增加，或者会减小管体1的内径，造成管体1内部的阻力增加，内外热阻不平衡，整体换热效率反而变差。

所述凹槽21的最大深度h2的数值范围为0.05mm≤h1≤1.5mm。也即凹槽21的最大深度h2不能超过螺旋翅片的最大高度h1。

所有所述螺旋肋片并列设置于所述管体1上，且所述螺旋肋片的螺旋角度α的数值范围为0°≤α≤90°。螺旋角度是指螺旋肋片上任意一点的切线与螺旋肋片的轴线所呈的夹角角度，螺旋肋片的螺旋角度与第一螺旋流道3的螺旋角度相同，当螺旋角度增大时，可以增加换热管的换热面积，但是如果螺旋角度过大，会增加流体的流动阻力，增加换热管的加工难度，降低换热管的加工速率，同时也会减少第一螺旋流道3和第二螺旋流道4中流体的相互冲撞力度，减少流体的扰动程度而减少换热效率。

所述第二螺旋流道4的螺旋角度β的数值范围为0.5°≤β＜180°。

所述换热管还包括外管，所述管体1设置于所述外管内，所述螺旋肋片设置于所述管体1和所述外管之间。也即换热管为套管式换热器。

一种换热器，包括上述的换热管。

一种空调器，包括上述的换热管或上述的换热器。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (13)

1.一种换热管，其特征在于：包括：

管体(1)；

至少两个螺旋肋片，所有所述螺旋肋片均设置于所述管体(1)上，且相邻两个所述螺旋肋片之间形成第一螺旋流道(3)；

所述螺旋肋片上开设有多个凹槽(21)，且相邻两个所述螺旋肋片中的凹槽(21)对应连通形成第二螺旋流道(4)。

2.根据权利要求1所述的换热管，其特征在于：所述换热管包括至少两个扰流件(22)，所有所述扰流件(22)呈螺旋状分布于所述管体(1)上以形成所有所述螺旋肋片，在同一所述螺旋肋片中，相邻两个所述扰流件(22)之间具有间距，所述间距形成所述凹槽(21)。

3.根据权利要求2所述的换热管，其特征在于：所述扰流件(22)为棱台形，且沿远离所述管体(1)的方向，所述扰流件(22)的截面面积逐渐减小。

4.根据权利要求1所述的换热管，其特征在于：所述管体(1)上设置有沉槽(5)，所述沉槽(5)设置于所述第一螺旋流道(3)内。

5.根据权利要求4所述的换热管，其特征在于：所述沉槽(5)的深度h3的数值范围为0.01mm≤h3≤0.5mm。

6.根据权利要求1所述的换热管，其特征在于：所述凹槽(21)的最大深度小于所述螺旋肋片的最大高度。

7.根据权利要求1所述的换热管，其特征在于：所述螺旋肋片的最大高度h1的数值范围为0.05mm≤h1≤1.5mm。

8.根据权利要求1所述的换热管，其特征在于：所述凹槽(21)的最大深度h2的数值范围为0.05mm≤h1≤1.5mm。

9.根据权利要求1所述的换热管，其特征在于：所有所述螺旋肋片并列设置于所述管体(1)上，且所述螺旋肋片的螺旋角度α的数值范围为0°≤α≤90°。

10.根据权利要求1所述的换热管，其特征在于：所述第二螺旋流道(4)的螺旋角度β的数值范围为0.5°≤β＜180°。

11.根据权利要求1所述的换热管，其特征在于：所述换热管还包括外管，所述管体(1)设置于所述外管内，所述螺旋肋片设置于所述管体(1)和所述外管之间。

12.一种换热器，其特征在于：包括权利要求1至11中任一项所述的换热管。

13.一种空调器，其特征在于：包括权利要求1至11中任一项所述的换热管或权利要求12所述的换热器。

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