CN113739601B - 一种换热器结构及其制冷*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型换热器结构及其制冷***，新型换热器结构包括换热管，换热管包括外层管体和内层管体，外层管体套设在内层管体的外侧，外层管体和内层管体之间通过不影响流体流动的支撑体相互间隔地固定连接；外层管体为中空的圆直管，内层管体为螺旋管，螺旋管为实心或中空结构，外层管体内壁设有供螺旋管旋入的螺旋形螺纹槽，螺旋管外壁与螺纹槽之间留有空隙。外层管体内壁的螺纹结构增大了流体流通面积，增加了换热能力；当流体通过外层管体和内层管体之间的支流通道时，形成的强烈的紊流能增强流体与壁面的换热，即加大内部的换热系数，还可以增大压降，实现边节流边换热的效果。

Description

一种换热器结构及其制冷***
技术领域
本发明属于换热器技术领域，具体涉及一种新型换热器结构及其制冷***。
背景技术
换热器作为一种通用的热工过程在炼油、化工、环保、发电、制冷、食品加工，新能源利用等许多工业部门中得到广泛应用。但是许多换热器仍然存在着介质之间不能实现充分换热，换热面积不高、冷热介质间换热温差不大、换热效率差的问题。
目前市场上的冷柜、冰箱类产品大部分使用光管式换热器，仅少数部分蒸发器使用螺纹管式蒸发器。行业内部也在积极寻找和开发更高效的换热器结构，但近十年来没有长足进展。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种新型换热器结构及其制冷***，设计合理，克服了现有技术的不足，具有良好的效果。
为了实现上述发明目的1，本发明采用如下技术方案：
一种新型换热器结构，包括换热管，换热管包括外层管体和内层管体，外层管体套设在内层管体的外侧，外层管体和内层管体之间通过不影响流体流动的支撑体相互间各地固定连接；
外层管体为中空的圆直管，内层管体为螺旋管，螺旋管为实心或中空结构，外层管体内壁设有供螺旋管旋入的螺旋形螺纹槽，螺旋管外壁与螺纹槽之间留有空隙。
进一步地，螺旋管为实心结构，外层管体内壁和内层管体外壁之间设有供流体流动的第一流道，第一流道包括主流通道和支流通道。
进一步地，螺旋管为中空结构，外层管体内壁和内层管体外壁之间设有供流体流动的第二流道，第二流道包括主流通道和支流通道，内层管体的内腔设有供流体流动的第三流道。
进一步地，主流通道为螺旋管环成的中心轴向通道，支流通道为螺旋管与螺纹槽之间的空隙形成的通道，当流体流经支流通道时，会被迫改变流动方向，从支流通道流出后与主流通道中的流体逆向，从而形成强烈的紊流。
进一步地，第一流道内流体的流动方向和第二流道内流体的流动方向相反。
进一步地，内层管体的横截面为纺锤形或椭圆形。
为了实现上述发明目的2，本发明采用如下技术方案：
一种制冷***，包括压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器以及节流回热器，节流回热器采用如上所述的，螺旋管为中空结构的新型换热器结构，压缩机的排气口依次连接冷凝器和膨胀阀，膨胀阀与节流回热器的第一流道入口连接，第一流道出口与蒸发器入口连接，蒸发器出口与节流回热器的第二流道入口连接，第二流道出口与压缩机的吸气口连接。
进一步地，从膨胀阀流出的被节流冷媒流入节流回热器的第一流道，从蒸发器流出的低温低压冷媒流入节流回热器的第二流道，被节流冷媒与低温低压冷媒之间进行热交换，进一步降低被节流冷媒的温度。
本发明所带来的有益技术效果：
1、外层管体内壁的螺纹结构增大了流体流通面积，增加了换热能力。
2、当流体通过外层管体和内层管体之间的支流通道时，形成的强烈的紊流能增强流体与壁面的换热，即加大内部的换热系数，还可以增大压降，一方面可以缩短毛细管节流长度，另一方面可以更大幅度的降低蒸发器出口温度，实现边节流边换热的效果。
附图说明
图1是本发明实施例1中的外层管体剖面示意图；
图2是本发明实施例1中的内层管体示意图；
图3是本发明实施例1中的新型换热器流体通道示意图；
图4是本发明实施例2中的新型换热器剖面示意图；
图5是本发明实施例2中的新型换热器流体通道示意图；
图6是本发明实施例3中的一种制冷***示意图；
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的具体实施方式做进一步说明：
实施例1：
一种新型换热器结构，包括换热管，换热管包括外层管体和内层管体，外层管体套设在内层管体的外侧，外层管体和内层管体之间通过不影响流体流动的支撑体相互间隔地固定连接；
如图1-3所示，外层管体为中空的圆直管，内层管体为螺旋管，螺旋管为实心结构，外层管体内壁设有供螺旋管旋入的螺旋形螺纹槽，螺旋管外壁与螺纹槽之间留有空隙。
具体地，外层管体内壁和内层管体外壁之间设有供流体流动的第一流道，第一流道包括主流通道和支流通道；主流通道为螺旋管环成的中心轴线通道，支流通道为螺旋管与螺纹槽之间的空隙形成的通道，当流体流经支流通道时，会被迫改变流动方向，从支流通道流出后与主流通道中的流体逆向，从而形成强烈的紊流。
具体地，内层管体的横截面为椭圆形。
实施例2：
一种新型换热器结构，包括换热管，换热管包括外层管体和内层管体，外层管体套设在内层管体的外侧，外层管体和内层管体相互间隔地固定；
如图4-5所示，外层管体为中空的圆直管，内层管体为螺旋管，螺旋管为中空结构，外层管体内壁设有供螺旋管旋入的螺旋形螺纹槽，螺旋管的外壁与螺纹槽之间留有空隙。
具体地，外层管体和内层管体之间通过不影响流体流动的支撑体固定连接。
具体地，外层管体内壁和内层管体外壁之间设有供流体流动的第一流道，第一流道包括主流通道和支流通道；主流通道为螺旋管环成的中心轴向通道，支流通道为螺旋管与螺纹槽之间的空隙形成的通道，当流体流经支流通道时，会被迫改变流动方向，从支流通道流出后与主流通道中的流体逆向，从而形成强烈的紊流。
具体地，内层管体的内腔设有供流体流动的第二流道。
具体地，第一流道内流体的流动方向和第二流道内流体的流动方向相反
具体地，内层管体的横截面为椭圆形。
实施例3：
如图6所示，一种制冷***，还包括压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器以及节流回热器，节流回热器采用实施例2中的新型换热器结构，压缩机的排气口依次连接冷凝器和膨胀阀，膨胀阀与节流回热器的第一流道入口连接，第一流道出口与蒸发器入口连接，蒸发器出口与节流回热器的第二流道入口连接，第二流道出口与压缩机的吸气口连接。
具体地，从膨胀阀流出的被节流冷媒流入节流回热器的第一流道，从蒸发器流出的低温低压冷媒流入节流回热器的第二流道，被节流冷媒与低温低压冷媒之间进行热交换，进一步降低被节流冷媒的温度，因回热器进出口存在较大压降，可实现节流回热功能。
以上为本实施例的完整实现过程。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种换热器结构，其特征在于，包括换热管，换热管包括外层管体和内层管体，外层管体套设在内层管体的外侧，外层管体和内层管体之间通过不影响流体流动的支撑体相互间隔地固定连接；
所述外层管体为中空的圆直管，所述内层管体为螺旋管，螺旋管为实心或中空结构，所述外层管体内壁设有供螺旋管旋入的螺旋形螺纹槽，螺旋管外壁与螺纹槽之间留有空隙；
当螺旋管为实心结构，外层管体内壁和内层管体外壁之间设有供流体流动的第一流道，第一流道包括主流通道和支流通道；
当螺旋管为中空结构，外层管体内壁和内层管体外壁之间设有供流体流动的第一流道，第一流道包括主流通道和支流通道，内层管体的内腔设有供流体流动的第二流道；
所述主流通道为螺旋管环成的中心轴向通道；所述支流通道为螺旋管与螺纹槽之间的空隙形成的通道，当流体流经支流通道时，会被迫改变流动方向，从支流通道流出后与主流通道中的流体逆向，从而形成强烈的紊流。
2.根据权利要求1所述的一种换热器结构，其特征在于，所述第一流道内流体的流动方向和第二流道内流体的流动方向相反。
3.根据权利要求1所述的一种换热器结构，其特征在于，所述内层管体的横截面为纺锤形或椭圆形。
4.一种制冷***，其特征在于，包括压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器以及节流回热器，所述节流回热器采用如权利要求1、2或3所述的新型换热器结构，所述压缩机的排气口依次连接冷凝器和膨胀阀，膨胀阀与节流回热器的第一流道入口连接，第一流道出口与蒸发器入口连接，蒸发器出口与节流回热器的第二流道入口连接，第二流道出口与压缩机的吸气口连接。
5.根据权利要求4所述的一种制冷***，其特征在于，从膨胀阀流出的被节流冷媒流入节流回热器的第一流道，从蒸发器流出的低温低压冷媒流入节流回热器的第二流道，被节流冷媒与低温低压冷媒之间进行热交换，进一步降低被节流冷媒的温度。
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