CN201803631U - 一种电制冷机组冷凝器用高效换热管 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电制冷机组冷凝器用高效换热管，其包括光滑管(7)、翅片段(9)、设有螺旋翅片的过渡段(8)与翅片段(9)连接，其特征在于翅片段(9)的管体(1)外设有沿管体外表面螺旋伸展的螺旋翅片(2)，翅片(2)的外径小于等于光滑管(7)的外径，螺旋翅片(2)的顶部(2B)较根部(2A)薄，两侧面的上端部为光滑面(3)，两侧面的中部设有与管轴向平行的沿管圆周均匀分布的直翅(4)，直翅(4)的上表面为平台或者斜面，直翅(4)的侧面为梯形，本实用新型管外冷凝换热得到强化，增加了冷凝液的排放空间，有利于冷凝液快速排液及冷凝液膜的拉长，加强了管内的扰流，强化了管内换热，使整体的换热效率明显提高。

Description

一种电制冷机组冷凝器用高效换热管

技术领域：

本实用新型涉及一种电制冷机组冷凝器用高效换热管，尤其涉及一种强化冷凝传热和对流传热的换热管，属于热交换部件技术领域。

背景技术：

在制冷空调领域，电制冷机组的能耗主要集中在压缩机、冷凝器和蒸发器上，其冷凝器的效率直接影响整个***的能耗，冷凝器的形式应用最多的是壳管式换热器，制冷剂在管外冷凝换热，管内为冷却水的对流换热。现有冷凝管主要是通过机加工在外表面加工成翅片，并在翅片顶部滚齿槽，通过锯齿状形成尖锐点，促进冷凝液的流动，在通过翅片间空隙排液。由于电制冷机组冷凝器的换热管，处于膜状凝结，随热流密度增大，液膜厚度增加，尤其是管束布置，上部的冷凝液落在下部管上，严重增加了液膜的滞留角，不利于冷凝液的排走。电制冷机所用高效换热管现用管型，管内管外热阻基本已经接近，单单提高管外换热性能，在温差较小的换热区域，对综合传热系数的提高有限，需在提高管外换热性能的同时需提高管内的换热性能。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于克服上述已有技术的不足而提供一种能使电制冷机组冷凝器用管的外表面与制冷剂冷凝换热系数明显提高，使管内换热性能大幅度提升，大大提高换热器的整体换热效率，并且在不减小底壁厚的情况下可减轻冷凝器重量的电制冷机组冷凝器用高效换热管。

本实用新型的目的可以通过如下措施来达到：一种电制冷机组冷凝器用高效换热管，其包括光滑管、翅片段，光滑管通过管体外设有螺旋翅片的过渡段与翅片段连接，其特征在于翅片段的管体外设有沿管体外表面螺旋伸展的螺旋翅片，翅片的外径小于等于光滑管的外径，螺旋翅片的顶部较根部薄，螺旋翅片的两侧面的上端部为光滑面，螺旋翅片的两侧面的中部设有与管轴向平行的沿管圆周均匀分布的直翅，直翅的上表面为平台或者斜面，直翅的侧面为梯形。

为了进一步实现本实用新型的目的，所述的翅片段的管体内表面设有螺旋内齿，螺旋内齿的法向截面为三角型或者梯形，螺旋内齿上开有凹槽。

为了进一步实现本实用新型的目的，所述的螺旋内齿的螺旋角为30～50度，内齿头数为6～60，齿形角30～90度，内齿深度hi为0.2～0.5mm。

为了进一步实现本实用新型的目的，所述的凹槽与螺旋内齿的螺旋角呈40度至90度角，凹槽深度h1为螺旋内齿高的1/5～2/3，凹槽的法向间距为0.5～2.0mm。

为了进一步实现本实用新型的目的，所述的螺旋翅片的高度h为0.8～1.5mm，翅片的间距p为0.3～1.3mm，翅片的顶部的厚度t为0.05～0.3mm，翅片的根部的厚度w为0.1～0.4mm，翅片的顶部较根部薄0.05～0.2mm。

为了进一步实现本实用新型的目的，所述的翅片与直翅的交界处距翅片顶部的距离b为0.05～0.5mm，直翅的高度a为0.3～0.6mm，宽度c为0.2～0.4mm，直翅的周向翅距pe为0.40～1.0mm。

本实用新型同已有技术相比可产生如下积极效果：本实用新型的管外翅片的面积明显增大，与传统冷凝管相比，不是将翅片顶部加工出凹槽，而是从侧面切出了直翅，增加了翅片顶部的面积，管外增加的尖点加强了冷凝换热的性能，由于是翅片间的增加的与管轴平行的直翅，边缘的挂液能力明显减弱，使冷凝液沿直翅的方向快速排走。翅片顶部比根部薄，顶部的空间大于根部空间，增加了冷凝液的排放空间，液体滞留角减小，更有利于冷凝液快速排液，直翅的特殊形状，不仅增加了面积，更有利于冷凝液膜的拉长，翅片间的冷凝液膜减薄，减小了冷凝热阻，换热性能较传统冷凝管提高10～20％以上，同时外表面积增加较传统冷凝管提高10％～20％。且管内设置螺旋内齿，螺旋齿上切出与其螺旋方向呈40度至90度角的凹槽，增加了内表面的面积，由于凹槽的特殊形状，比单纯的螺旋内齿更能强化对管内流体的扰动，减小了边界层的厚度，可以在较小的流速下达到紊流。本实用新型能使电制冷机组冷凝器用管的外表面与制冷剂冷凝换热系数明显提高，通过管内的带凹槽内螺旋齿的强化，管内换热性能大幅度提升，提高了换热器的整体换热效率，并且在不减小底壁厚的情况下可减轻冷凝器重量。

附图说明：

图1为本实用新型的外部示意图；

图2为本实用新型的翅片段的外表面和轴侧结构示意图；

图3为本实用新型的翅片段的管外螺旋翅片轴向剖面结构示意图；

图4为本实用新型的翅片段的外表面图；

图5为本实用新型的翅片段的管内的螺旋齿的轴向剖面图。

具体实施方式：下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明：

实施例：一种电制冷机组冷凝器用高效换热管(参见图1-图5)，其包括光滑管7、翅片段9，光滑管7通过管体外设有螺旋翅片的过渡段8与翅片段9连接，翅片段9的管体1外设有与管中心轴线呈一定螺旋角并沿管体外表面螺旋伸展的螺旋翅片2，翅片段9的翅片2的外径小于等于光滑管7的外径，螺旋翅片2的顶部2B较根部2A薄，螺旋翅片2的两侧面的上端部为光滑面3，螺旋翅片2的两侧面的中部设有与管轴向平行的沿管圆周均匀分布的直翅4，直翅4的上表面为平台或者斜面，直翅4的侧面为梯形。螺旋翅片2的高度h的范围为0.8～1.5mm，翅片2的间距p为0.3～1.3mm，翅片2的顶部2B的厚度t为0.05～0.3mm，翅片2的根部2A的厚度w为0.1～0.4mm，翅片2的顶部2B较根部2A薄0.05～0.2mm。直翅4与翅片2的交界处距翅片2顶部的距离b为0.05～0.5mm，直翅4的高度a为0.3～0.6mm，宽度c为0.2～0.4mm，直翅的周向翅距pe为0.40～1.0mm。

本实用新型为强化管内的换热，增加扰流，减小对流换热边界层的厚度，翅片段9的管体1内表面设有螺旋内齿5，螺旋角为30～50度，内齿头数为6～60，内齿的法向截面为三角型或者梯形，齿形角30～90度，内齿深度hi为0.2～0.5mm，螺旋内齿5上切有与其螺旋角呈40度至90度角的凹槽6，凹槽深度h1为螺旋内齿高的1/5～2/3，凹槽6的法向间距为0.5～2.0mm。

本实用新型在光滑管上一次成型，加工出带有凹槽6的内螺旋齿5和与管中心轴线呈一定螺旋角并沿管体外表面螺旋伸展的螺旋翅片1，翅片段与管体之间没有接触热阻，光滑管7与翅片段9通过过渡段8连接。

Claims (6)

1.一种电制冷机组冷凝器用高效换热管，其包括光滑管(7)、翅片段(9)，光滑管(7)通过管体外设有螺旋翅片的过渡段(8)与翅片段(9)连接，其特征在于翅片段(9)的管体(1)外设有沿管体外表面螺旋伸展的螺旋翅片(2)，翅片(2)的外径小于等于光滑管(7)的外径，螺旋翅片(2)的顶部(2B)较根部(2A)薄，螺旋翅片(2)的两侧面的上端部为光滑面(3)，螺旋翅片(2)的两侧面的中部设有与管轴向平行的沿管圆周均匀分布的直翅(4)，直翅(4)的上表面为平台或者斜面，直翅(4)的侧面为梯形。

2.根据权利要求1所述的一种电制冷机组冷凝器用高效换热管，其特征在于所述的翅片段(9)的管体(1)内表面设有螺旋内齿(5)，螺旋内齿(5)的法向截面为三角型或者梯形，螺旋内齿(5)上开有凹槽(6)。

3.根据权利要求2所述的一种电制冷机组冷凝器用高效换热管，其特征在于所述的螺旋内齿(5)的螺旋角为30～50度，内齿头数为6～60，齿形角30～90度，内齿深度hi为0.2～0.5mm。

4.根据权利要求2或3所述的一种电制冷机组冷凝器用高效换热管，其特征在于所述的凹槽(6)与螺旋内齿(5)的螺旋角呈40度至90度角，凹槽深度h1为螺旋内齿高的1/5～2/3，凹槽(6)的法向间距为0.5～2.0mm。

5.根据权利要求1所述的一种电制冷机组冷凝器用高效换热管，其特征在于所述的螺旋翅片(2)的高度h为0.8～1.5mm，翅片(2)的间距p为0.3～1.3mm，翅片(2)的顶部(2B)的厚度t为0.05～0.3mm，翅片(2)的根部(2A)的厚度w为0.1～0.4mm，翅片(2)的顶部(2B)较根部(2A)薄0.05～0.2mm。

6.根据权利要求1或5所述的一种电制冷机组冷凝器用高效换热管，其特征在于所述的翅片(2)与直翅(4)的交界处距翅片(2)顶部的距离b为0.05～0.5mm，直翅(4)的高度a为0.3～0.6mm，宽度c为0.2～0.4mm，直翅的周向翅距pe为0.40～1.0mm。

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