CN110108148A - 换热管及设有其的空调器 - Google Patents

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张治平
胡东兵
胡海利
岳清学
张亚俊
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    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/34—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending obliquely
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Abstract

本发明涉及一种换热管及空调器，包括：管体；换热翅片，凸设于所述管体的外周面上；其中，所述管体的外周面未设置所述换热翅片的区域开设有至少一条用于流通换热介质的流通槽。上述换热管及空调器，管体的外周面凸设有换热翅片，以及开设有流通槽，增大了换热管的外周面的面积，从而提高了换热管的换热效果。

Description

换热管及设有其的空调器
技术领域
本发明涉及换热技术领域，特别是涉及一种换热管及设有其的空调器。
背景技术
冷凝器是中央空调***中必不可少的组件，其中，水冷式冷凝器因结构紧凑，得到了较为广泛的应用。水冷式冷凝器大多为卧式壳管式换热器，壳程内走氟利昂，管程内走水。
一般为了增加冷凝管的换热效果，设置冷凝管包括管体及换热翅片，换热翅片布置在管体的外表面，以增加冷凝管与换热介质的换热面积，从而增加冷凝管的换热效率，但是上述设置方式冷凝管的换热效率仍然较低。
发明内容
基于此，有必要针对传统换热管的换热效率较低的问题，提供一种提高换热效率的换热管及设有其的空调器。
一种换热管，包括：
管体；
换热翅片，凸设于所述管体的外周面上；
其中，所述管体的外周面未设置所述换热翅片的区域开设有至少一条用于流通换热介质的流通槽。
在其中一个实施例中，所述流通槽的延伸方向相对于所述管体的轴向倾斜设置。
在其中一个实施例中，所述换热翅片包括至少两段换热翅片段，每相邻两段所述换热翅片段之间界定形成介质通道，所述管***于每条所述介质通道内的外周面上开设有所述流通槽。
在其中一个实施例中，全部所述换热翅片段相互连接且形成沿所述管体的圆周方向盘绕设置的螺旋状。
在其中一个实施例中，全部所述流通槽相互连通且形成沿所述管体的圆周方向盘绕设置的螺旋状。
在其中一个实施例中，每段所述换热翅片段上开设有连通槽和/或每相互连接的两个所述换热翅片段之间开设有所述连通槽，所述连通槽贯穿所述换热翅片段设置以连通于每相邻两个所述介质通道之间；
其中，所述连通槽将每个所述换热翅片段分割形成至少两个齿。
在其中一个实施例中，所述连通槽在与其贯穿所述换热翅片段的贯穿方向相垂直的截面上的形状为Y形、矩形或V形。
在其中一个实施例中，沿所述管体的轴向，每单位英寸长度的齿数为19个～55个。
在其中一个实施例中，沿所述管体的径向，所述连通槽的槽底与所述换热翅片段与所述管体的连接面之间具有预设间距。
在其中一个实施例中，全部所述连通槽贯穿所述换热翅片段的贯穿方向相同且相对于所述管体的轴向倾斜设置。
在其中一个实施例中，所述换热管还包括内肋结构，所述内肋结构凸设于所述管体的内周面上。
在其中一个实施例中，所述内肋结构包括多条间隔设置的肋条，每条所述肋条为沿所述管体的圆周方向盘绕设置的螺旋状，且全部所述肋条的旋向相同。
一种空调器，包括如上述任一项所述的换热管。
上述换热管及空调器，管体的外周面凸设有换热翅片，以及开设有流通槽，增大了换热管的外周面的面积，从而提高了换热管的换热效果。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的换热管的结构图；
图2为图1中所示的换热管的径向截面图；
图3为图1中所示的一实施例中的换热管的连通槽的平面图；
图4为图1中所示的另一实施例中的换热管的连通槽的平面图；
图5为图1中所示的又一实施例中的换热管的连通槽的平面图；
图6为图1中所示的换热管的轴向截面图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
参阅图1，本发明一实施例提供一种换热管100，其内流通有第一换热介质，其外流通有第二换热介质，第一换热介质与第二换热介质通过换热管100进行热交换。
在一个实施例中，上述换热管100为冷凝管，此时第一换热介质为流通于换热管100内的冷却液，第二换热介质为流通于管外的气态冷媒，冷却液与气态冷媒通过换热管100进行热交换，从而使气态冷媒冷凝为液态冷媒。可以理解地，在另一个实施例中，上述换热管100也可以为蒸发管，此时第一换热介质为流通于换热管100内的蒸发液，第二换热介质为流通于换热管100外的液态冷媒，蒸发液与液态冷媒通过换热管100进行热交换，液态冷媒蒸发为气态冷媒。
换热管100包括管体10及换热翅片20，换热翅片20凸设于管体10的外周面上。通过在管体10的外周面凸设有换热翅片20，从而增大了换热管100的外周面的面积，第一换热介质与第二换热介质的换热面积增大，从而提高了换热管100的换热效率。
具体地，管体10的外周面未设置有换热翅片30的区域开设有至少一条用于流通第二换热介质的流通槽30。通过在管体10的外周面未设置有换热翅片30的区域开设有至少一条用于流通第二换热介质的流通槽30，从而进一步增大了换热管100的外周面的面积，第一换热介质与第二换热介质的换热面积进一步增大，从而进一步提高了换热管100的换热效率。
当换热管100为冷凝管时，在壳程内，冷凝管外侧的冷媒发生相变与管体10的外周面及换热翅片20的表面进行换热，冷媒在冷凝管外凝结形成液膜覆盖在管体10的外周面，该液膜的存在增大了冷媒侧的热阻，且液膜的厚度越厚其对冷媒产生的热阻越大。
在一个实施例中，流通槽30的延伸方向相对于管体10的轴向倾斜设置。当换热管100作为冷凝管时，气态冷媒在换热管100的外周面被冷凝为液态冷媒，流通槽30的延伸方向相对于管体10的轴向倾斜设置，可以便于液态冷媒在自重的作用下从流通槽30流出；当换热管100作为冷凝管时，由于流通槽30的存在，相对于现有技术(未开设有流通槽30时)，液膜的流动性沿着流通槽30增强，因此会减小液膜的厚度，从而降低了对冷媒产生的热阻。
在一个实施例中，换热翅片20包括至少两段换热翅片段(图未示)，每相邻两段换热翅片段之间界定形成介质通道40，管体10位于每条介质通道40内的外周面上开设有流通槽30。通过上述设置，则可以保证每相邻两个换热翅片段之间均设置有流通槽30，如此通过换热翅片段与流通槽30的依次交错设置，可以进一步增加换热管100的换热效率。
可以理解地，在另一些实施例中，换热翅片20与流通槽30的设置也可以采用其他方式，如将管体10的外周面沿其轴向的左半部分与右半部分分别形成第一区域与其二区域，此时换热翅片20凸设于管体10的外周面的第一区域，流通槽30开设于管体10的外周面的第二区域。当然，在其他另一些实施例中，换热翅片20与流通槽30还可以其他另一些方式设置，在此不再一一赘述。
具体地，全部换热翅片段相互连接形成沿管体10的圆周方向盘绕设置的螺旋状。通过将换热翅片20设置为螺旋状，可以使换热管100的外周面的面积进一步增大，从而进一步提高换热管100的换热效率。可以理解地，在另一些实施例中，每相邻两个换热翅片段之间也可以非连接设置，如每个换热翅片段为沿管体10的圆周方向设置的环形，或者为具有开口的环形，在此不作限定。
在另一个实施例中，全部流通槽30相互连通且形成沿管体10的圆周方向盘绕设置的螺旋状。通过将全部流通槽30连接设置为螺旋状，可以使换热管100的外周面的面积进一步增大，从而进一步提高换热管100的换热效率；且过将全部流通槽30连接设置为螺旋状，液态冷媒的流动性沿者螺旋状的流通槽30增强，因此液膜的厚度会进一步减薄，从而进一步降低了对冷媒产生的热阻。可以理解地，在另一些实施例中，每相邻两个流通槽30之间也可以非连通设置，如每个流通槽30为沿管体10的圆周方向设置的环形，或者为具有缺口的环形，在此不作限定。
参阅图1及图2，在一个实施例中，每段换热翅片段上开设有连通槽50，连通槽50贯穿换热翅片段设置以连通于每相邻两个介质通道40之间。连通槽50的设置可以便于冷媒在介质通道40之间的流通，且连通的设置有利于冷媒在换热管100外周面轴向迅速扩散，增加了冷媒在换热管100外周面的浸润性。进而，可以避免液态冷媒在换热管100的外周面厚度增加过多，避免换热管100的外周面出现液泛现象，保证有效换热面积，增加换热效率。
可以理解地，在另一个实施例中，还可以在每相邻两段换热翅片段之间开设有上述连通槽50，或者单纯在每相邻两段换热翅片段之间开设有上述连通槽50，在此不作限定。
通过上述连通槽50的设置，可以将每个翅片段分割形成至少两个齿21。具体地，沿管体10的轴向上，每英寸上齿21的个数为19个～55个，优选为44个。
在一个实施例中，连通槽50贯穿换热翅片段的贯穿方向与管体10的轴向倾斜设置，如此可以增大换热翅片20的外周面的面积，从而增大换热管100的换热效率。可以理解地，在另一些实施例中，连通槽50贯穿换热翅片段的贯穿方向也可以与管体10的轴向平行，在此不作限定。
具体地，连通槽50在与其贯穿换热翅片段的贯穿方向相垂直的截面上的形状为Y形(参阅图3)、V形(参阅图4)或矩形(参阅图5)。从而使齿21具有不同的齿21型，以改善换热管100的换热效果。
沿管体10的径向，连通槽50的槽底与换热翅片段与管体10的连接面之间具有预设间距，即连通槽50并非开设到换热翅片段的底部，而是与换热翅片段的底部之间具有预设间距。更具体地，连通槽50沿管体10的径向上的深度为0.1mm～0.33mm，优选为0.25mm。
在一个实施例中，换热管100还包括内肋结构，内肋结构凸设于管体10的内周面上。通过设置有内肋结构，可以增大换热管100的内周面的面积，保证其换热效率。
参阅图6，具体地，内肋结构包括多条间隔设置的肋条60，每条肋条60为沿管体10的圆周方向设置盘绕设置的螺旋状，且全部肋条60的旋向相同。通过上述设置，每相邻两条肋条60之间形成螺旋槽，且螺旋槽与管体10的轴向呈角度设置，由于螺旋槽的存在破坏了流动于管体10内的流体的运动状态，则可以视为管体10的内周面的直径减小，如此流体通过时的速度会增加，从而减薄流体边界层(流体边界层又叫流体界限层，由于流体粘性的存在，流体与物体接触发生运动时，靠近物体表面的流体因为受到粘性剪切力的作用，速度会减小，紧贴物体表面的流体会附着于物体表面上，与物体的相对速度为0，随着距离物体表面的距离增加，速度会逐渐增加，直到与自由流速相等，与物体的相对速度为0到达到自由流速所形成的区域叫做流体边界层)；且由于肋条60凸处于管体10的内周面设置，当原本处于层流状态的流体遇到凸起时，原本的运动状态被破坏，原本均匀的流速变得不均匀，从而刀子流体边界层中流体的扰动，从而提高了换热效果。
更具体地，沿管体10的周向一周肋条60为10条～50条，优选地，沿管体10的周向一周肋条60为38条。
本发明一实施例还提供一种包括上述换热管100的空调器，采用上述换热管100的空调器具有较好的换热效果。
本发明实施例提供的换热管100及空调器，具有以下有益效果：
1、管体10的外周面凸设有换热翅片20，以及开设有流通槽30，增大了换热管100的外周面的面积，从而提高了换热管100的换热效果；
2、换热翅片20呈沿管体10的圆周方向盘绕设置的螺旋状，全部流通槽30相互连通且形成沿管体10的圆周方向盘绕设置的螺旋状，进一步增大了换热管100外周面的面积，从而提高了热管的换热效果；
3、将全部流通槽30连接设置为螺旋状，液态冷媒的流动性沿者螺旋状的流通槽30增强，因此液膜的厚度会进一步减薄，从而进一步降低了对冷媒产生的热阻。
4、管体10的内周面凸设有肋条60，每相邻两个肋条60间隔设置且呈螺旋状，当原本处于层流状态的流体遇到凸起时，原本的运动状态被破坏，原本均匀的流速变得不均匀，从而导致流体边界层中流体的扰动，从而提高了换热效果，且每相邻两个肋条60之间形成螺旋槽，由于螺旋槽的存在破坏了流动于管体10内的流体的运动状态，则可以视为管体10的内周面的直径减小，如此流体通过时的速度会增加，从而减薄流体边界层。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明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(10)；
换热翅片(20)，凸设于所述管体(10)的外周面上；
其中，所述管体(10)的外周面未设置所述换热翅片(20)的区域开设有至少一条用于流通换热介质的流通槽(30)。
2.根据权利要求1所述的换热管，其特征在于，所述流通槽(30)的延伸方向相对于所述管体(10)的轴向倾斜设置。
3.根据权利要求2所述的换热管，其特征在于，所述换热翅片(20)包括至少两段换热翅片段，每相邻两段所述换热翅片段之间界定形成介质通道(40)，所述管体(10)位于每条所述介质通道(40)内的外周面上开设有所述流通槽(30)。
4.根据权利要求3所述的换热管，其特征在于，全部所述换热翅片段相互连接且形成沿所述管体(10)的圆周方向盘绕设置的螺旋状。
5.根据权利要求3或4所述的换热管，其特征在于，全部所述流通槽(30)相互连通且形成沿所述管体(10)的圆周方向盘绕设置的螺旋状。
6.根据权利要求4所述的换热管，其特征在于，每段所述换热翅片段上开设有连通槽(50)和/或每相互连接的两个所述换热翅片段之间开设有所述连通槽(50)，所述连通槽(50)贯穿所述换热翅片段设置以连通于每相邻两个所述介质通道(40)之间；
其中，所述连通槽(50)将每个所述换热翅片段分割形成至少两个齿(21)。
7.根据权利要求6所述的换热管，其特征在于，所述连通槽(50)在与其贯穿所述换热翅片段的贯穿方向相垂直的截面上的形状为Y形、矩形或V形。
8.根据权利要求6所述的换热管，其特征在于，沿所述管体(10)的轴向，每单位英寸长度的齿(21)数为19个～55个。
9.根据权利要求6所述的换热管，其特征在于，沿所述管体(10)的径向，所述连通槽(50)的槽底与所述换热翅片段与所述管体(10)的连接面之间具有预设间距。
10.根据权利要求6-9任一项所述的换热管，其特征在于，全部所述连通槽(50)贯穿所述换热翅片段的贯穿方向相同且相对于所述管体(10)的轴向倾斜设置。
11.根据权利要求1所述的换热管，其特征在于，所述换热管(100)还包括内肋结构，所述内肋结构凸设于所述管体(10)的内周面上。
12.根据权利要求11所述的换热管，其特征在于，所述内肋结构包括多条间隔设置的肋条(60)，每条所述肋条(60)为沿所述管体(10)的圆周方向盘绕设置的螺旋状，且全部所述肋条(60)的旋向相同。
13.一种空调器，其特征在于，包括如权利要求1-12任一项所述的换热管(100)。
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