换热管、换热器及空调器

技术领域

本发明属于换热技术领域，具体涉及一种换热管、换热器及空调器。

背景技术

在制冷与空调行业中，水冷式换热器因结构紧凑，适用性宽广，得到了快速发展。高效、节能以及新冷媒的替代仍是目前主要的研究方向。水冷式换热器大多为壳管式换热器，在冷凝器或满液式蒸发器中，对其换热影响比较大的一个因素就是壳体中换热管的性能的优劣。在这个过程中，换热管外侧的冷媒发生相变进行换热，管内通过强化扩大面积同时增加扰动进行换热。

换热管内侧主要从两个途径来强化换热：其一，通过强化手段来减小管内壁边界层的厚度，以达到降低热阻的目的；其二增强管内流体扰动，增强流体的湍流程度。目前常规换热管管内强化大多仅仅是改变内螺纹的齿形特征，往往忽视了换热管在轴向上由于流速衰减而导致的强化作用减弱的问题。

发明内容

因此，本发明要解决换热管管内流体在流动时，在轴向上由于流速衰减而导致的强化作用减弱的问题，从而提供一种换热管、换热器及空调器。

为了解决上述问题，本发明提供一种换热管，包括：

管体；

螺纹结构，螺纹结构设置在管体的内壁上，螺纹结构用于增大管体内壁的换热面积；

螺纹结构至少包括第一齿形段、第二齿形段，第一齿形段、第二齿形段的形状不同。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选地，管体包括轴向对接的第一管段、第二管段，第一齿形段对应设置在第一管段的内壁，第二齿形段对应设置在第二管段的内壁。

优选地，沿流体的流向，第二齿形段设置在第一齿形段的下游，第二齿形段的单位表面积大于第一齿形段。

优选地，第二齿形段的螺纹升角为β，第一齿形段的螺纹升角为α，满足α＜β。

优选地，其中α为30～60°，和/或β为30～60°。

优选地，第二齿形段的齿高为h2，第一齿形段的齿高为h1，满足h1＜h2。

优选地，其中h1为0.15～0.45mm，和/或h2为0.2-0.5mm。

优选地，第二齿形段的端面齿数为n2个，第一齿形段的端面齿数为n1个，满足，n1＞n2。

优选地，其中n1为15～90个，和/或n2为15～90个。

优选地，第二齿形段的牙型角为λ2，第一齿形段的牙型角为λ1，满足λ1＞λ2。

优选地，其中λ1为30～60°，和/或λ2为30～60°。

优选地，第一管段与第二管段通过焊接轴向密封相接。

一种换热器，包括上述任一的换热管。

一种空调器，包括上述任一的换热管。

本发明提供的换热管、换热器及空调器至少具有下列有益效果：

本发明的换热管在轴向上设置不同形状的齿形段，从而流体在管内流动时，在不同的管段受到不同的流通阻力，管壁产生的绕流效应不同，形状不同带来的换热表面积不同，根据各段流体的流速不同，提高了管内不同部位的热交换能力，换热管整体效能提升。

附图说明

图1为本发明实施例的换热管的结构示意图；

图2为本发明实施例的第一齿形段的截面示意图；

图3为本发明实施例的第二齿形段的截面示意图。

附图标记表示为：

1、管体；2、螺纹结构；3、第一齿形段；4、第二齿形段；5、第一管段；6、第二管段。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

结合图1至图3所示，本发明实施例提供了一种换热管，包括：管体1；螺纹结构2，螺纹结构2设置在管体1的内壁上，螺纹结构2用于增大管体1内壁的换热面积；螺纹结构2至少包括第一齿形段3、第二齿形段4，第一齿形段3、第二齿形段4的形状不同。

本发明的换热管，在轴向上设置不同形状的齿形段，从而流体在管内流动时，在不同的管段受到不同的流通阻力，管壁产生的绕流效应不同，形状不同带来的换热表面积不同，根据各段流体的流速不同，提高了管内不同部位的热交换能力，换热管整体效能提升。

另一方面，本实施例的换热管，可以具有两种不同特征齿形，也可以为两段以上。

本实施例中，管体1包括轴向对接的第一管段5、第二管段6，第一齿形段3对应设置在第一管段5的内壁，第二齿形段4对应设置在第二管段6的内壁。第一管段5与第二管段6可以通过焊接轴向密封相接，也可以在整根的管体1上加工分段的齿形。

本实施例中，沿流体的流向，第二齿形段4设置在第一齿形段3的下游，第二齿形段4的单位表面积大于第一齿形段3。第一齿形段3采用低翅片、浅齿槽，以最大限度地倾向管外侧，增加管外侧微表面积来强化换热管外侧的换热性能，以将换热管的实际换热性能达到最优化。沿着水介质流动方向，随着流速的降低，液膜增厚，水介质紊流、扰流程度降低，极大的削弱了换热管的整体换热性能。第一齿形段3低翅片、浅齿槽，以最大限度地倾向管外侧，增加管外侧微表面积来强化换热管外侧的换热性能，以将换热管的实际换热性能达到最优化。

沿着水介质流动方向，随着流速的降低，液膜增厚，水介质紊流、扰流程度降低，极大的削弱了换热管的整体换热性能。将第二齿形段4设置成高翅片、深齿槽、大升角等以增加和强化齿形体积，利用尖锐的内齿来增大冷媒水介质的紊流、扰动，摊薄水介质的边界层，另一方面体积增大提高了管壁的换热表面积，从而强化了换热能力。两者结合，换热管内外侧的热交换能力都得到充分的发挥。

优选地，为了实现第二齿形段4较大的单位表面积，可以通过减小螺纹升角，第二齿形段4的螺纹升角为β，第一齿形段3的螺纹升角为α，满足α＜β。优选地，其中α为30～60°，和/或β为30～60°。

还可以增加齿高提高第二齿形段4的单位表面积，第二齿形段4的齿高为h2，第一齿形段3的齿高为h1，满足h1＜h2。优选地，其中h1为0.15～0.45mm，和/或h2为0.2-0.5mm。

还可以减小导程提高第二齿形段4的单位表面积，第二齿形段4的端面齿数为n2个，第一齿形段3的端面齿数为n1个，满足，n1＞n2。优选地，其中n1为15～90个，和/或n2为15～90个。

还可以减小牙型角提高第二齿形段的单位表面积，第二齿形段4的牙型角为λ2，第一齿形段3的牙型角为λ1，满足λ1＞λ2。优选地，其中λ1为30～60°，和/或λ2为30～60°。

本实施例的不同特征齿型分段焊接，在轴向上实现渐变的换热管，以减少水介质在换热管内侧不同部位的流通阻力，增大水介质流动的扰动量，提高换热管在不同部位的热交换程度，将整体换热效果发挥到最大化。

一种换热器，包括上述任一的换热管。

一种空调器，包括上述任一的换热管。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。