本实用新型涉及空调设备技术领域,具体而言,涉及一种换热管及空调机组。
背景技术:
换热管是换热器的关键传热元件,其传热性能严重影响换热器的传热效率,采用高效换热管增强换热效率是强化传热最常用的手段之一。高效换热管通常指在普通光管基础上利用专用设备和刀具进行加工,在管内、外表面形成各种整体翅片或者其他复杂表面结构,形成各种扩展表面,增强换热能力。
在冷水机组用壳管式冷凝器中,高效冷凝管需将管外冷媒蒸汽凝结为液态,并将其热量传递给管内流通的冷却水。目前常用的高效冷凝管外侧换热多为膜状凝结,也即冷凝过程产生的凝结液呈膜状覆盖在管外表面,该层凝结液会成为传热阻力,若不及时排走,将会进一步降低冷凝传热效率。
上述的高效冷凝管外侧翅片多为三维翅片,若提高翅间排液能力需要增大翅间距,但翅间距的过大会降低翅片密度导致换热面积减少,换热量降低。
技术实现要素:
本实用新型实施例提供了一种换热管及空调机组,以解决现有技术中换热管存在的提高翅间排液能力所导致的换热量下降过多的技术问题。
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多个换热结构,换热结构包括齿底和设置在齿底上的翅片,齿底与管体的外表面固定相连,翅片包括主翅和设置在主翅侧面的辅助翅,主翅和辅助翅之间形成第一切口。
在一个实施方式中,辅助翅为两个,分别设置在主翅的两侧,第一切口也为两个,分别分布在主翅的两侧。
在一个实施方式中,主翅和/或辅助翅的形状为λ形。
在一个实施方式中,主翅和/或辅助翅上开设有第二切口,第二切口的开设方向与第一切口的开设方向相垂直或者呈角度设置。
在一个实施方式中,第一切口和/或第二切口为v形。
在一个实施方式中,多个换热结构在管体上间隔分布,在管体的周向方向上,相邻两个换热结构之间形成轴向流道,在管体的轴向方向上,相邻两个换热结构之间形成周向流道,轴向流道与周向流道相连通。
在一个实施方式中,轴向流道为多个,周向流道也为多个,多个轴向流道和多个周向流道相互交错连通。
在一个实施方式中,多个换热结构在管体上呈阵列分布,轴向流道和周向流道呈网状分布。
在一个实施方式中,多个换热结构在管体上呈矩形阵列分布,轴向流道和周向流道呈十字网格状分布。
在一个实施方式中,换热管还包括形成在管体的内表面上的内齿。
在一个实施方式中,多个换热结构在管体上沿管体的轴向方向呈螺旋线分布,螺旋角为0.2~2.5°。
在一个实施方式中,多个换热结构在管体上沿管体的轴向方向每英寸设有5~60个。
本申请还提供了一种空调机组,包括换热管,换热管为上述的换热管。
在上述实施例中,翅片结构有助于增大传热面积,同时通过第一切口可以有效提高液膜流动能力,实现快速排液,降低液膜厚度,有效提高管体外侧冷凝换热效率。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,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是根据本实用新型的换热管的实施例的局部立体结构示意图;
图2是图1的换热管的俯视结构示意图;
图3是图1的换热管的主视结构示意图;
图4是图1的换热管的换热结构的立体结构示意图及主视结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施方式和附图,对本实用新型做进一步详细说明。在此,本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型,但并不作为对本实用新型的限定。
冷凝传热过程中,蒸汽凝结产生的液膜覆盖在翅根传热表面,液膜层成为传热阻力导致传热性能衰减。为了解决现有技术中换热管存在的提高翅间排液能力所导致的换热量下降过多的技术问题,在本实用新型的技术方案,在尽可能的不减小换热面积的前提下,提高其排液能力,进一步提高冷凝传热效率。如图1、图2和图3所示,本实用新型的换热管包括管体10和设置在管体10的外表面上多个换热结构20,换热结构20包括齿底21和设置在齿底21上的翅片,齿底21与管体10的外表面固定相连。翅片包括主翅22和设置在主翅22侧面的辅助翅23,主翅22和辅助翅23之间形成第一切口24。
这样的翅片结构有助于增大传热面积,同时通过第一切口24可以有效提高液膜流动能力,实现快速排液,降低液膜厚度,有效提高管体10外侧冷凝换热效率。
可选的,辅助翅23为两个,分别设置在主翅22的两侧,第一切口24也为两个,分别分布在主翅22的两侧,这样一来翅片基本呈“ψ”型。作为其他的可选的实施方式,翅片也可以呈其他的形状。
可选的,主翅22和辅助翅23的形状为λ形。这样,可以让主翅22和辅助翅23上形成尖锐结构,使得蒸汽与尖锐翅片接触后快速凝结,同时倾斜的斜面也有助于液态冷媒的排出。
更为优选的,如图4所示,在本实施例的技术方案中,主翅22和/或辅助翅23上开设有第二切口25,第二切口25的开设方向与第一切口24的开设方向相垂直或者呈角度设置。这样可以形成双层交错流道,有效提高液膜流动能力,实现快速排液,降低液膜厚度,有效提高冷凝换热效率。第一切口24和第二切口25的设置既增大传热面积,也可将凝结液初步收集起来,便于将凝结液依次均分到底层翅根流道。
在本实施例的技术方案中,第一切口24和第二切口25为v形。作为其他的可选的实施方式,第一切口24和第二切口25还可以弧形。
作为一种优选的实施方式,多个换热结构20在管体10上间隔分布。在管体10的周向方向上,相邻两个换热结构20之间形成轴向流道a,在管体10的轴向方向上,相邻两个换热结构20之间形成周向流道b,轴向流道a与周向流道b相连通。
在本实用新型的技术方案中,并没有过多的提高翅片的间距,而是以多个换热结构20替代了以往的连续性翅片,让换热结构20之间形成相连通的轴向流道a和周向流道b,使得凝结液快速沿轴向流道a和周向流道b纵横交错流动,避免凝结液积累到局部区域导致液膜增厚,有效降低液膜厚度,提高冷凝传热效率,提高冷媒在管体10表面的流通性,从而提高了换热管的排液能力。
可选的,轴向流道a为多个,周向流道b也为多个,多个轴向流道a和多个周向流道b相互交错连通。作为一种优选的实施方式,多个换热结构20在管体10上呈矩形阵列分布,轴向流道a和周向流道b呈十字网格状分布。作为其他的可选的实施方式,多个换热结构20在管体10上也可以呈其他形状的阵列分布,轴向流道a和周向流道b也可以呈其他形状的网状分布,例如多个换热结构20呈圆形阵列分布,轴向流道a和周向流道b呈环网状分布。
如图1所示,作为一种更为优选的实施方式,换热管还包括形成在管体10的内表面上的内齿30。内齿30不仅增大传热管内侧传热面积,而且增强传热管内流体扰动强度,使管内换热效率增加。更为优选的,内齿30呈螺旋线分布,进一步增强扰动效果。可选的,内齿30截面为梯形或者类三角形,内齿30的齿顶角范围为10~120°,内齿30与管体10的轴线夹角范围为0~75°,内齿30条数为6~90个,内齿30高度为0.1~0.6mm。
如图1所示,可选的,多个换热结构20在管体10上沿管体10的轴向方向呈螺旋线分布,螺旋角为0.2°~2.5°。可选的,多个换热结构20在管体10上沿管体10的轴向方向每英寸设有5~60个。可选的,换热结构20的高度0.5-2mm。
需要说明的是,本实用新型的换热管可以采用专用机床进行加工,并且管内管外翅型一体化成型,管外具体加工过程为:先在传热管的管体上加工出螺旋翅片,并使用专用刀具将螺旋翅片切割形成多个独立换热结构20,随后用另一专用切刀对换热结构20进行切口加工。采用滚压和旋压技术加工不增加传热管的制造材料,既节约了生产成本,又能增加传热管的强度和传热面积。而对于不同的制冷剂,可根据不同使用工况,适当调整翅片间距及切口密度、深度等尺寸,以满足换热效率的要求。
本实用新型还提供了一种空调机组,该空调机组包括上述的换热管,采用上述换热管的空调机组,通过改善换热管的外侧翅型,提高其排液能力,减薄外壁面的液膜厚度降低传热热阻,有效改善冷凝衰减,实现高效换热,进而有效的提高空调机组的能效。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型实施例可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
1.一种换热管,其特征在于,包括管体(10)和设置在所述管体(10)的外表面上多个换热结构(20),所述换热结构(20)包括齿底(21)和设置在所述齿底(21)上的翅片,所述齿底(21)与所述管体(10)的外表面固定相连,所述翅片包括主翅(22)和设置在所述主翅(22)侧面的辅助翅(23),所述主翅(22)和所述辅助翅(23)之间形成第一切口(24)。
2.根据权利要求1所述的换热管,其特征在于,所述辅助翅(23)为两个,分别设置在所述主翅(22)的两侧,所述第一切口(24)也为两个,分别分布在所述主翅(22)的两侧。
3.根据权利要求2所述的换热管,其特征在于,所述主翅(22)和/或所述辅助翅(23)的形状为λ形。
4.根据权利要求1所述的换热管,其特征在于,所述主翅(22)和/或所述辅助翅(23)上开设有第二切口(25),所述第二切口(25)的开设方向与所述第一切口(24)的开设方向相垂直或者呈角度设置。
5.根据权利要求4所述的换热管,其特征在于,所述第一切口(24)和/或所述第二切口(25)为v形。
6.根据权利要求1所述的换热管,其特征在于,多个所述换热结构(20)在所述管体(10)上间隔分布,在所述管体(10)的周向方向上,相邻两个所述换热结构(20)之间形成轴向流道(a),在所述管体(10)的轴向方向上,相邻两个所述换热结构(20)之间形成周向流道(b),所述轴向流道(a)与所述周向流道(b)相连通。
7.根据权利要求6所述的换热管,其特征在于,所述轴向流道(a)为多个,所述周向流道(b)也为多个,多个所述轴向流道(a)和多个所述周向流道(b)相互交错连通。
8.根据权利要求6所述的换热管,其特征在于,多个所述换热结构(20)在所述管体(10)上呈阵列分布,所述轴向流道(a)和所述周向流道(b)呈网状分布。
9.根据权利要求8所述的换热管,其特征在于,多个所述换热结构(20)在所述管体(10)上呈矩形阵列分布,所述轴向流道(a)和所述周向流道(b)呈十字网格状分布。
10.根据权利要求1所述的换热管,其特征在于,所述换热管还包括形成在所述管体(10)的内表面上的内齿(30)。
11.根据权利要求1所述的换热管,其特征在于,多个所述换热结构(20)在所述管体(10)上沿所述管体(10)的轴向方向呈螺旋线分布,螺旋角为0.2~2.5°。
12.根据权利要求11所述的换热管,其特征在于,多个所述换热结构(20)在所述管体(10)上沿所述管体(10)的轴向方向每英寸设有5~60个。
13.一种空调机组,包括换热管,其特征在于,所述换热管为权利要求1~12中任一项所述的换热管。
技术总结