CN216245776U - 换热管、换热器及空调设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种换热管、换热器及空调设备，涉及换热器技术领域，解决了现有技术中存在的换热管管内扰流效果有限，且存在压降相对较高的技术问题。该换热管管内包括连续齿分布区，也包括点状齿分布区，优选两个连续齿分布区之间设置点状齿分布区。通过本实用新型采用不同齿型，不同分布方式的结构，有利于降低换热管管内压降，增加扰流效果，提高换热效率。

Description

换热管、换热器及空调设备

技术领域

本实用新型涉及换热器技术领域，尤其是涉及一种换热管、换热器及空调设备。

背景技术

实现碳达峰，碳中和目标已成为我国一项重要的基本国策，在此背景下，能耗较大的水冷商用空调行业将首当其冲。对于整个水冷空调***而言，主要通过冷媒在壳管式换热器中发生相变，不断的吸收与释放能量，从而与水进行热交换，因此，换热器性能的好坏在很大程度上决定了机组的优劣。

目前主要是通过优化壳管式换热器内部结构以及选择各种高效换热管，从而达到性能的提升。对于高效换热管而言，其主要是在内外表面加工出各种翅片，齿条以及凹槽等，以此提高换热效率。现有高效管的设计与开发主要聚焦于管外翅的设计，而对于管内齿结构考虑较少，管内强化技术主要采用几种固有(梯形，三角形等)的连续螺旋齿，其存在扰流效果有限，具有压降较高等缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种换热管、换热器及空调设备，解决了现有技术中存在的换热管管内扰流效果有限，且存在压降相对较高的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的一种换热管，包括换热管本体，所述换热管本体的内侧设置内齿，所述换热管本体的部分或全部内侧面为点状齿分布区，所述点状齿分布区上的若干内齿呈点状凸起结构并间隔分布在所述点状齿分布区上。

进一步地，所述换热管本体的部分内侧面为连续齿分布区，所述连续齿分布区上的内齿为螺旋齿或环形齿。

进一步地，两个所述连续齿分布区之间设置所述点状齿分布区。

进一步地，所述点状齿分布区相邻的两个所述连续齿分布区的螺旋齿旋向相反。

进一步地，所述连续齿分布区上的各所述螺旋齿高度相同；或者，所述连续齿分布区上的螺旋齿高度非完全相同。

进一步地，所述连续齿分布区上的内齿中相邻的两条以上所述螺旋齿形成螺旋齿组，所述连续齿分布区上的内齿由多个所述螺旋齿组组成，所述螺旋齿组中其中一条所述螺旋齿的高度大于该所述螺旋齿组中其他所述螺旋齿的高度。

进一步地，所述螺旋齿组包括中间螺旋齿和侧部螺旋齿，两个所述侧部螺旋齿对称分布在所述中间螺旋齿的两侧，所述中间螺旋齿的高度大于所述侧部螺旋齿的高度。

进一步地，所述中间螺旋齿齿根宽度L1的范围为0.2mm～1mm；所述中间螺旋齿齿高h1的范围为0.4mm～1mm。

进一步地，所述侧部螺旋齿齿根宽度L2为0.2mm～1mm；所述侧部螺旋齿齿高h2为0.2mm～0.8mm。

进一步地，所述中间螺旋齿沿垂直于所述换热管的截面为等腰三角形；所述侧部螺旋齿沿垂直于所述换热管的截面为钝角三角形且所述侧部螺旋齿的齿顶向所述中间螺旋齿靠近。

进一步地，所述点状齿分布区上的内齿包括大点状齿和小点状齿，所述大点状齿的体积大于所述小点状齿的体积。

进一步地，所述点状齿分布区上的内齿为底面呈多边形的棱锥结构。

进一步地，位于同一螺旋线上的所述大点状齿和所述小点状齿间隔分布形成一排螺旋点状齿，沿所述点状齿分布区的周向方向分布多排所述螺旋点状齿。

进一步地，所述点状齿分布区包括第一点状分布区和位于所述第一点状分布区一侧的第二点状分布区，所述第一点状分布区上的螺旋点状齿和所述第二点状分布区上的螺旋点状齿旋向不同。

进一步地，所述第一点状分布区上的螺旋点状齿和与其相邻的所述连续齿分布区上的螺旋齿的旋向不同，所述第二点状分布区上的螺旋点状齿和与其相邻的所述连续齿分布区上的螺旋齿的旋向不同。

进一步地，所述点状齿分布区上的内齿为四棱锥形结构，所述大点状齿底面的长轴沿对应的螺旋方向；所述小点状齿底面的长轴沿对应的螺旋方向或者所述小点状齿底面的长轴方向与对应的螺旋方向存在夹角。

进一步地，所述大点状齿为四棱锥形结构，所述大点状齿底面长轴方向上的长度L3的范围为0.6mm～2mm，所述大点状齿齿高h3的范围为0.4mm～1mm。

进一步地，所述小点状齿为四棱锥形结构，所述小点状齿底面长轴方向上的长度L4的范围为0.4mm～1.6mm，所述小点状齿齿高h4的范围为0.2mm～0.8mm。

本实用新型提供一种换热器，包括所述的换热管。

本实用新型提供一种空调设备，包括所述的换热管。

本实用新型提供了一种换热管，包括换热管本体，换热管本体的部分或全部内侧面为点状齿分布区，点状齿分布区上的若干内齿呈点状凸起结构并间隔分布在点状齿分布区上。本实用新型提供的换热管，由于点状齿分布区的内齿不是连续的齿，相对于目前现有的连续螺旋齿，有利于减小内齿占用换热管内的空间，进而具有减小压降的作用。

本实用新型优选技术方案至少还可以产生如下技术效果：

换热管本体的内侧即包括连续齿分布区，也包括点状齿分布区，优选两个连续齿分布区之间设置点状齿分布区，当液态冷媒(或水)通过此换热管时，由于其内齿的变化，从而导致其流动状态也发生剧烈变化，以保证换热效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的换热管部分区域的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的换热管部分区域的主视示意图；

图3是本实用新型实施例提供的中间螺旋齿以及侧部螺旋齿的剖视示意图；

图4是本实用新型实施例提供的大点状齿的俯视示意图；

图5是本实用新型实施例提供的小点状齿的俯视示意图；

图6是本实用新型实施例提供的大点状齿的剖视示意图；

图7是本实用新型实施例提供的小点状齿的剖视示意图；

图中1-点状齿分布区；11-第一点状分布区；12-第二点状分布区；2-连续齿分布区；3-中间螺旋齿；4-侧部螺旋齿；5-大点状齿；6-小点状齿。

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，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

目前高效换热管内齿设计主要采用几种固有的连续螺旋齿，存在压降较高缺点。本实用新型提供了一种换热管，包括换热管本体，换热管本体的内侧设置内齿，换热管本体的部分或全部内侧面为点状齿分布区1，点状齿分布区1上的若干内齿呈点状凸起结构并间隔分布在点状齿分布区1上。本实用新型提供的换热管，由于点状齿分布区1的内齿不是连续的齿，相对于目前现有的连续螺旋齿，有利于减小内齿占用换热管内的空间，进而具有减小压降的作用。另外，点状齿分布区上的内齿也具有扰动管内液体流动，增加换热面积的作用，以保证换热效率。

作为可选地实施方式，换热管本体的部分内侧面为连续齿分布区2，连续齿分布区2上的内齿为螺旋齿或环形齿。即换热管本体的内侧即包括连续齿分布区2，也包括点状齿分布区1，优选两个连续齿分布区2之间设置点状齿分布区1。具体说明如下：当液态冷媒(或水)流经连续齿分布区2时，由于(连续)螺旋齿呈螺旋状分布，螺旋齿之间形成流道，导致流体呈螺旋流动。当液态冷媒(或水)流经点状齿分布区1时，由于点状齿分布区1上内齿并不是连续的螺旋齿，导致此时呈螺旋流动的流体运动状态发生改变，从而进一步增加管内湍流强度。当液态冷媒(或水)流向下一连续齿分布区2时，此时流动状态与上一连续齿分布区2类似。优选点状齿分布区1相邻的两个连续齿分布区2其螺旋齿的旋向相反，参见图1，示意出了两个旋向相反的两个连续齿分布区2。总之，当液态冷媒(或水)通过此换热管时，由于其内齿的变化，从而导致其流动状态也发生剧烈变化，以保证换热效果。

作为可选地实施方式，连续齿分布区2上的各螺旋齿高度相同；或者，连续齿分布区2上的螺旋齿高度非完全相同。当连续齿分布区2上的螺旋齿高度非完全相同时，导致冷媒在连续齿分布区2呈螺旋流动时还存在一定的上下起伏，从而加大管内湍流强度，达到换热性能的提升。

作为可选地实施方式，关于点状齿分布区1上的内齿，具体说明如下：点状齿分布区1上的内齿包括大点状齿5和小点状齿6，大点状齿5的体积大于小点状齿6的体积，大点状齿5的高度大于小点状齿6的高度。点状齿分布区1的内齿可以对流体进行“分割”，使流体不断的分离与聚合，以达到流动状态的不断变化，从而提升换热效率。优选地，点状齿分布区1上的内齿为底面呈多边形的棱锥结构。

作为可选地实施方式，位于同一螺旋线上的大点状齿5和小点状齿6间隔分布形成一排螺旋点状齿，沿点状齿分布区1的周向方向分布多排螺旋点状齿。进一步地，点状齿分布区1包括第一点状分布区11和位于第一点状分布区11一侧的第二点状分布区12，第一点状分布区11上的螺旋点状齿和第二点状分布区12上的螺旋点状齿旋向不同。具体的，参见图2，第一点状分布区11上的螺旋点状齿和与其相邻的连续齿分布区2上的螺旋齿的旋向不同，第二点状分布区12上的螺旋点状齿和与其相邻的连续齿分布区2上的螺旋齿的旋向不同。参见图2，当液态冷媒(或水)依次流经连续齿分布区2、第一点状分布区11、第二点状分布区12以及另一连续齿分布区2时，由于各区的螺旋旋向不同，导致流体运动状态发生改变，从而进一步增加管内湍流强度。

实施例1：

本实用新型提供了一种换热管，包括换热管本体，换热管本体的内侧设置内齿，换热管本体的部分内侧面为点状齿分布区1，点状齿分布区1上的若干内齿呈点状凸起结构并间隔分布在点状齿分布区1上。换热管本体的部分内侧面为连续齿分布区2，连续齿分布区2上的内齿为螺旋齿或环形齿。参见图1，优选两个连续齿分布区2之间设置点状齿分布区1。点状齿分布区1相邻的两个连续齿分布区2其螺旋齿的旋向相反。连续齿分布区2的上的内齿的螺旋角α为0°～90°，优选值为45°。

连续齿分布区2上的内齿中相邻的两条以上螺旋齿形成螺旋齿组，连续齿分布区2上的内齿由多个螺旋齿组组成，螺旋齿组中其中一条螺旋齿的高度大于该螺旋齿组中其他螺旋齿的高度。关于螺旋齿组，具体如下：参见图3，螺旋齿组包括中间螺旋齿3和侧部螺旋齿4，两个侧部螺旋齿4对称分布在中间螺旋齿3的两侧，中间螺旋齿3的高度大于侧部螺旋齿4的高度。

中间螺旋齿3齿根宽度L1的范围为0.2mm～1mm，优选值为0.4mm；中间螺旋齿3齿高h1的范围为0.4mm～1mm，优选值为0.8mm。

侧部螺旋齿4齿根宽度L2为0.2mm～1mm，优选值为0.4mm；侧部螺旋齿4齿高h2为0.2mm～0.8mm，优选值为0.6mm。

参见图1，中间螺旋齿3沿垂直于换热管的截面为等腰三角形；侧部螺旋齿4沿垂直于换热管的截面为钝角三角形且侧部螺旋齿4的齿顶向中间螺旋齿3靠近。

关于点状齿分布区1上的内齿，具体如下：点状齿分布区1上的内齿包括大点状齿5和小点状齿6，大点状齿5的体积大于小点状齿6的体积，大点状齿5的高度大于小点状齿6的高度。

关于大点状齿5和小点状齿6的分布情况，参见图1和图2，点状齿分布区1包括第一点状分布区11和位于第一点状分布区11一侧的第二点状分布区12，第一点状分布区11上的螺旋点状齿和第二点状分布区12上的螺旋点状齿旋向不同。具体的，参见图2，第一点状分布区11上的螺旋点状齿和与其相邻的连续齿分布区2上的螺旋齿的旋向不同，第二点状分布区12上的螺旋点状齿和与其相邻的连续齿分布区2上的螺旋齿的旋向不同。参见图2，点状齿分布区1上的内齿为四棱锥形结构，大点状齿5底面的长轴沿对应的螺旋方向，小点状齿6底面的长轴可以不沿对应的螺旋方向。当液态冷媒(或水)流经第一点状分布区11时，内齿已变为间断式交错分布的四棱锥齿，由于其拥有多条尖锐的棱角，且高度不同的大点状齿5和小点状齿6呈一定角度分布，可将流体进行多方位的“分割”，使流体不断的分离与聚合，以达到流动状态的不断变化。当液态冷媒(或水)流经第二点状分布区12时，此时的内齿方位发生变化，而流体的流动状态又将改变，同时流体继续被分割，呈分离与汇聚不断出现的情形。

大点状齿5为四棱锥形结构，大点状齿5底面长轴方向上的长度L3的范围为0.6mm～2mm，优选值为1.2mm，大点状齿5齿高h3的范围为0.4mm～1mm，优选值为0.8mm。

小点状齿6为四棱锥形结构，小点状齿6底面长轴方向上的长度L4的范围为0.4mm～1.6mm，优选值为1mm，小点状齿6齿高h4的范围为0.2mm～0.8mm，优选值为0.6mm。

实施例2：

一种换热器，包括本实用新型实施例1描述的换热管。换热管的内侧即包括连续齿分布区2，也包括点状齿分布区1，优选两个连续齿分布区2之间设置点状齿分布区1。具体说明如下：当液态冷媒(或水)流经连续齿分布区2时，由于(连续)螺旋齿呈螺旋状分布，螺旋齿之间形成流道，导致流体呈螺旋流动。当液态冷媒(或水)流经点状齿分布区1时，由于点状齿分布区1上内齿螺旋角发生改变，且由连续齿变为间断齿，导致此时呈螺旋流动的流体运动状态发生改变，从而进一步增加管内湍流强度。当液态冷媒(或水)流向下一连续齿分布区2时，此时流动状态与上一连续齿分布区2类似。总之，当液态冷媒(或水)通过此换热管时，由于其内齿的变化，从而导致其流动状态也发生剧烈变化，以保证换热效果。

实施例3：

一种空调设备，包括本实用新型实施例1描述的换热管。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (20)

1.一种换热管，包括换热管本体，所述换热管本体的内侧设置内齿，其特征在于，所述换热管本体的部分或全部内侧面为点状齿分布区(1)，所述点状齿分布区(1)上的若干内齿呈点状凸起结构并间隔分布在所述点状齿分布区(1)上。

2.根据权利要求1所述的换热管，其特征在于，所述换热管本体的部分内侧面为连续齿分布区(2)，所述连续齿分布区(2)上的内齿为螺旋齿或环形齿。

3.根据权利要求2所述的换热管，其特征在于，两个所述连续齿分布区(2)之间设置所述点状齿分布区(1)。

4.根据权利要求3所述的换热管，其特征在于，所述点状齿分布区(1)相邻的两个所述连续齿分布区(2)的螺旋齿旋向相反。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的换热管，其特征在于，所述连续齿分布区(2)上的各所述螺旋齿高度相同；或者，所述连续齿分布区(2)上的螺旋齿高度非完全相同。

6.根据权利要求5所述的换热管，其特征在于，所述连续齿分布区(2)上的内齿中相邻的两条以上所述螺旋齿形成螺旋齿组，所述连续齿分布区(2)上的内齿由多个所述螺旋齿组组成，所述螺旋齿组中其中一条所述螺旋齿的高度大于该所述螺旋齿组中其他所述螺旋齿的高度。

7.根据权利要求6所述的换热管，其特征在于，所述螺旋齿组包括中间螺旋齿(3)和侧部螺旋齿(4)，两个所述侧部螺旋齿(4)对称分布在所述中间螺旋齿(3)的两侧，所述中间螺旋齿(3)的高度大于所述侧部螺旋齿(4)的高度。

8.根据权利要求7所述的换热管，其特征在于，所述中间螺旋齿(3)齿根宽度L1的范围为0.2mm～1mm；所述中间螺旋齿(3)齿高h1的范围为0.4mm～1mm。

9.根据权利要求7所述的换热管，其特征在于，所述侧部螺旋齿(4)齿根宽度L2为0.2mm～1mm；所述侧部螺旋齿(4)齿高h2为0.2mm～0.8mm。

10.根据权利要求7所述的换热管，其特征在于，所述中间螺旋齿(3)沿垂直于所述换热管的截面为等腰三角形；所述侧部螺旋齿(4)沿垂直于所述换热管的截面为钝角三角形且所述侧部螺旋齿(4)的齿顶向所述中间螺旋齿(3)靠近。

11.根据权利要求1-4中任一项所述的换热管，其特征在于，所述点状齿分布区(1)上的内齿包括大点状齿(5)和小点状齿(6)，所述大点状齿(5)的体积大于所述小点状齿(6)的体积。

12.根据权利要求11所述的换热管，其特征在于，所述点状齿分布区(1)上的内齿为底面呈多边形的棱锥结构。

13.根据权利要求11所述的换热管，其特征在于，位于同一螺旋线上的所述大点状齿(5)和所述小点状齿(6)间隔分布形成一排螺旋点状齿，沿所述点状齿分布区(1)的周向方向分布多排所述螺旋点状齿。

14.根据权利要求12所述的换热管，其特征在于，所述点状齿分布区(1)包括第一点状分布区(11)和位于所述第一点状分布区(11)一侧的第二点状分布区(12)，所述第一点状分布区(11)上的螺旋点状齿和所述第二点状分布区(12)上的螺旋点状齿旋向不同。

15.根据权利要求14所述的换热管，其特征在于，所述第一点状分布区(11)上的螺旋点状齿和与其相邻的所述换热管本体内侧的连续齿分布区(2)上的螺旋齿的旋向不同，所述第二点状分布区(12)上的螺旋点状齿和与其相邻的所述连续齿分布区(2)上的螺旋齿的旋向不同。

16.根据权利要求14所述的换热管，其特征在于，所述点状齿分布区(1)上的内齿为四棱锥形结构，所述大点状齿(5)底面的长轴沿对应的螺旋方向；所述小点状齿(6)底面的长轴沿对应的螺旋方向或者所述小点状齿(6)底面的长轴方向与对应的螺旋方向存在夹角。

17.根据权利要求11所述的换热管，其特征在于，所述大点状齿(5)为四棱锥形结构，所述大点状齿(5)底面长轴方向上的长度L3的范围为0.6mm～2mm，所述大点状齿(5)齿高h3的范围为0.4mm～1mm。

18.根据权利要求11所述的换热管，其特征在于，所述小点状齿(6)为四棱锥形结构，所述小点状齿(6)底面长轴方向上的长度L4的范围为0.4mm～1.6mm，所述小点状齿(6)齿高h4的范围为0.2mm～0.8mm。

19.一种换热器，其特征在于，包括权利要求1-18任一所述的换热管。

20.一种空调设备，其特征在于，包括权利要求1-18任一所述的换热管。

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