水平換熱管、換熱器和空調(diào)的制作方法
1.本實(shí)用新型涉及空調(diào)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種水平換熱管、換熱器和空調(diào)。
背景技術(shù)：
2.換熱管是換熱器的元件之一，用于兩介質(zhì)之間熱量的交換。換熱器可以根據(jù)產(chǎn)品的性能和用途使用各種換熱管，而換熱管的形式也各式各樣。由于汽液兩相復(fù)雜的管程介質(zhì)在換熱過(guò)程中存在相變，所以普通的管程通徑無(wú)法滿足其最佳的換熱性能的充分發(fā)揮，因此需要優(yōu)化換熱管的結(jié)構(gòu)，以提高換熱管的換熱效率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
3.本實(shí)用新型為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中普通的換熱管的換熱效率低下的技術(shù)問(wèn)題，提出一種水平換熱管、換熱器和空調(diào)。
4.本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：
5.本實(shí)用新型提出了一種水平換熱管、換熱器和空調(diào)，所述水平換熱管的內(nèi)壁上沿著軸向依次間隔設(shè)有多道第一凹槽，每道所述第一凹槽沿著周向繞設(shè)成圈，沿著所述第一凹槽的頂部向底部的方向所述第一凹槽的槽寬逐漸減小。
6.進(jìn)一步的，所述水平換熱管的內(nèi)壁上沿著周向依次間隔設(shè)有多道第二凹槽，每道所述第二凹槽沿著軸向延伸且槽寬不變，所述第二凹槽與所述第一凹槽相交。
7.進(jìn)一步的，所述第一凹槽的深度范圍為0.6mm-1mm。
8.進(jìn)一步的，所述第一凹槽頂部的槽寬的范圍為1mm-2mm。
9.進(jìn)一步的，所述第一凹槽底部的槽寬的范圍為0.4mm-0.6mm。
10.進(jìn)一步的，所述第二凹槽的寬度范圍為0.1mm-0.3mm。
11.進(jìn)一步的，所述第二凹槽的深度范圍為0.2mm-0.4mm。
12.進(jìn)一步的，任意兩道相鄰的所述第一凹槽的中心處的間距范圍為2mm-3mm。
13.換熱器，包括上文所述的水平換熱管。
14.空調(diào)，包括上文所述的換熱器。
15.與現(xiàn)有技術(shù)比較，本實(shí)用新型提出的水平換熱管內(nèi)壁上設(shè)置的第一凹槽使邊界層擾動(dòng)強(qiáng)化氣態(tài)冷媒與水平換熱管的內(nèi)壁之間的對(duì)流換熱。同時(shí)，第一凹槽的槽寬自頂部向底部逐漸變小，使得水平換熱管頂部的液膜厚度小于水平換熱管底部的液膜厚度，使得水平換熱管頂部的冷凝傳熱系數(shù)大大增加。
附圖說(shuō)明
16.為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
17.圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中水平換熱管的軸向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
18.圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中水平換熱管的軸向剖面另一視角的結(jié)構(gòu)示意圖；
19.圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中水平換熱管的徑向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
20.1、水平換熱管；2、第一凹槽；3、第二凹槽；4、凸齒。
具體實(shí)施方式
21.為了使本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
22.換熱管是換熱器的元件之一，用于兩介質(zhì)之間熱量的交換。換熱器可以根據(jù)產(chǎn)品的性能和用途使用各種換熱管，而換熱管的形式也各式各樣。由于汽液兩相復(fù)雜的管程介質(zhì)在換熱過(guò)程中存在相變，所以普通的管程通徑無(wú)法滿足其最佳的換熱性能的充分發(fā)揮，因此需要優(yōu)化換熱管的結(jié)構(gòu)，以提高換熱管的換熱效率。
23.所以，為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的換熱管的換熱效率低的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提出一種水平換熱管，該水平換熱管的內(nèi)壁上沿著軸向依次間隔設(shè)有多道第一凹槽，每道第一凹槽沿著周向繞設(shè)成圈，沿著第一凹槽的頂部向第一凹槽的底部的方向，第一凹槽的槽寬逐漸減小。因此，第一凹槽的頂部的槽寬是最大的，第一凹槽的底部的槽寬是最小的，所以當(dāng)氣態(tài)冷媒沿著水平換熱管流動(dòng)時(shí)，水平換熱管頂部和水平換熱管底部的液膜厚度是不均勻的，冷凝液膜不均勻分布會(huì)減小平均熱阻，使熱流密度大幅度增高，從而提高水平換熱管的換熱效率。
24.綜上可知，本實(shí)用新型提出的水平換熱管設(shè)置槽寬逐漸變化的第一凹槽使得冷媒在水平換熱管的內(nèi)壁上形成厚度不同的液膜，從而提高水平換熱管的換熱效率。
25.下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型提出的水平換熱管的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行解釋說(shuō)明。
26.如圖1-圖3所示，在本實(shí)施例中，水平換熱管1呈柱狀，在水平換熱管的內(nèi)壁上沿著水平換熱管的軸向依次均勻間隔設(shè)有多道第一凹槽2，每道第一凹槽2沿著水平換熱管的周向繞設(shè)成圈，且第一凹槽2是沿著水平換熱管的周向繞設(shè)呈圓圈的。第一凹槽2的槽寬是逐漸變化的，第一凹槽2的頂部的槽寬是最大的，第一凹槽2的底部的槽寬是最小的，沿著第一凹槽2的頂部向第一凹槽的底部移動(dòng)第一凹槽的槽寬逐漸減小。當(dāng)氣態(tài)冷媒在水平換熱管內(nèi)沿著軸向流動(dòng)時(shí)，邊界層受到第一凹槽的擾動(dòng)被破壞，強(qiáng)化了氣態(tài)冷媒與水平換熱管內(nèi)壁之間的對(duì)流換熱，加速讓冷媒在水平換熱管內(nèi)壁上冷凝成液體，且由于表面張力的作用液態(tài)冷媒大部分積聚在第一凹槽內(nèi)。
27.進(jìn)一步的，令第一凹槽的頂部的槽寬為r1，第一凹槽的底部的槽寬為r2，r1大于r2，由于第一凹槽的槽寬的影響會(huì)在第一凹槽內(nèi)形成半徑不同的月牙形狀的冷凝液，根據(jù)young-laplace方程可得水平換熱管頂部的第一凹槽與水平換熱管底部的第一凹槽內(nèi)的冷凝液產(chǎn)生的壓力分別為：
28.[0029][0030]
式中，γ
lv
為表面張力系數(shù)，由于r1》r2，因此水平換熱管頂部的第一凹槽內(nèi)的冷凝液產(chǎn)生的壓力p
l1
大于水平換熱管底部的第一凹槽內(nèi)的冷凝液產(chǎn)生的壓力p
l2
，在壓差或者說(shuō)表面張力的作用下，水平換熱管頂部的冷凝液源源不斷地流動(dòng)至至水平換熱管管底部。因此，液態(tài)冷媒在水平換熱管內(nèi)便形成分層，水平換熱管底部的液膜厚度大于水平換熱管頂部的液膜厚度，使得水平換熱管頂部的冷凝傳熱系數(shù)大大增加。(類似“gregoring”效應(yīng)——液膜厚度不均勻的換熱管的冷凝傳熱系數(shù)比液膜厚度均勻的換熱管的冷凝傳熱系數(shù)要大)。
[0031]
綜上可知，本實(shí)用新型提出的水平換熱管內(nèi)壁上設(shè)置的第一凹槽使邊界層擾動(dòng)強(qiáng)化氣態(tài)冷媒與水平換熱管的內(nèi)壁之間的對(duì)流換熱。同時(shí)，第一凹槽的槽寬自頂部向底部逐漸變小，使得水平換熱管頂部的液膜厚度小于水平換熱管底部的液膜厚度，使得水平換熱管頂部的冷凝傳熱系數(shù)大大增加。
[0032]
進(jìn)一步的，如圖1-圖3所示，為了增大水平換熱管的換熱面積，水平換熱管1的內(nèi)壁上沿著水平換熱管的周向依次均勻間隔設(shè)有多道第二凹槽3，每道第二凹槽沿著水平換熱管的周向延伸，每道第二凹槽的長(zhǎng)度等于水平換熱管的長(zhǎng)度，且每道第二凹槽平行于水平換熱管的軸向，每道第二凹槽的槽寬是固定不變的，第二凹槽和第一凹槽相交，因此任意兩道相鄰的第一凹槽和任意兩道相鄰的第二凹槽之間就形成了一個(gè)凸齒4。同時(shí)，第二凹槽和第一凹槽的組合也使得水平換熱管內(nèi)壁的表面的曲率變化加劇，讓液膜厚度在各方向上不均勻度增加，從而局部強(qiáng)化了“gregoring”效應(yīng)，提高了該水平換熱管的冷凝傳熱系數(shù)。
[0033]
進(jìn)一步的，第一凹槽的深度范圍為0.6mm-1mm。優(yōu)選的，第一凹槽的深度為0.8mm。
[0034]
進(jìn)一步的，第一凹槽頂部的槽寬的范圍為1mm-2mm。優(yōu)選的，第一凹槽頂部的槽寬為1.5mm。
[0035]
進(jìn)一步的，第一凹槽底部的槽寬的范圍為0.4mm-0.6mm。優(yōu)選的，第一凹槽底部的槽寬為0.5mm。
[0036]
進(jìn)一步的，第二凹槽的寬度范圍為0.1mm-0.3mm。優(yōu)選的，第二凹槽的寬度為0.2mm。
[0037]
進(jìn)一步的，第二凹槽的深度范圍為0.2mm-0.4mm。優(yōu)選的，第二凹槽的深度為0.3mm。
[0038]
進(jìn)一步的，任意兩道相鄰的第一凹槽的中心處的間距范圍為2mm-3mm。優(yōu)選的，任意兩道相鄰的第一凹槽的中心處的間距為2.5mm。
[0039]
此外，本實(shí)用新型還提出一種換熱器，該換熱器內(nèi)設(shè)置有上文提出的水平換熱管。具體的，在該換熱器內(nèi)設(shè)置有至少一根水平換熱管，在水平換熱管的內(nèi)壁上沿著水平換熱管的軸向依次均勻間隔設(shè)有多道第一凹槽，每道第一凹槽沿著水平換熱管的周向繞設(shè)成圈，且第一凹槽是沿著水平換熱管的周向繞設(shè)呈圓圈的。第一凹槽的槽寬是逐漸變化的，第一凹槽的頂部的槽寬是最大的，第一凹槽的底部的槽寬是最小的，沿著第一凹槽的頂部向第一凹槽底部移動(dòng)第一凹槽的槽寬逐漸減小。其中，優(yōu)選的，第一凹槽的深度為0.8mm，第一凹槽頂部的槽寬為1.5mm，第一凹槽底部的槽寬為0.5mm，任意兩道相鄰的第一凹槽的中心處的間距為2.5mm，此種尺寸設(shè)計(jì)下第一凹槽能使得水平換熱管頂部的冷凝傳熱系數(shù)得到
最大的提高。除此之外，水平換熱管的內(nèi)壁上沿著水平換熱管的周向依次均勻間隔設(shè)有多道第二凹槽，每道第二凹槽沿著水平換熱管的周向延伸，每道第二凹槽的長(zhǎng)度等于水平換熱管的長(zhǎng)度，且每道第二凹槽平行于水平換熱管的軸向，每道第二凹槽的槽寬是固定不變的，第二凹槽和第一凹槽相交，因此任意兩道相鄰的第一凹槽和任意兩道相鄰的第二凹槽之間就形成了一個(gè)凸齒。其中，優(yōu)選的，第二凹槽的寬度為0.2mm，第二凹槽的深度為0.3mm，此種尺寸設(shè)計(jì)下第二凹槽既能增大水平換熱管的換熱面積，還能進(jìn)一步提高該水平換熱管的冷凝傳熱系數(shù)。
[0040]
此外，本實(shí)用新型還提出一種空調(diào)，空調(diào)內(nèi)設(shè)有上文提出的換熱器。
[0041]
除非另外具體說(shuō)明，否則在這些實(shí)施例中闡述的部件和步驟的相對(duì)布置、數(shù)字表達(dá)式和數(shù)值不限制本技術(shù)的范圍。同時(shí)，應(yīng)當(dāng)明白，為了便于描述，附圖中所示出的各個(gè)部分的尺寸并不是按照實(shí)際的比例關(guān)系繪制的。對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)、方法和設(shè)備可能不作詳細(xì)討論，但在適當(dāng)情況下，所述技術(shù)、方法和設(shè)備應(yīng)當(dāng)被視為授權(quán)說(shuō)明書的一部分。在這里示出和討論的所有示例中，任何具體值應(yīng)被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實(shí)施例的其它示例可以具有不同的值。應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步討論。
[0042]
在本技術(shù)的描述中，需要理解的是，方位詞如“前、后、上、下、左、右”、“橫向、豎向、垂直、水平”和“頂、底”等所指示的方位或位置關(guān)系通常是基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本技術(shù)和簡(jiǎn)化描述，在未作相反說(shuō)明的情況下，這些方位詞并不指示和暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位或者以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本技術(shù)保護(hù)范圍的限制；方位詞“內(nèi)、外”是指相對(duì)于各部件本身的輪廓的內(nèi)外。
[0043]
為了便于描述，在這里可以使用空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用來(lái)描述如在圖中所示的一個(gè)器件或特征與其他器件或特征的空間位置關(guān)系。應(yīng)當(dāng)理解的是，空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)旨在包含除了器件在圖中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的器件被倒置，則描述為“在其他器件或構(gòu)造上方”或“在其他器件或構(gòu)造之上”的器件之后將被定位為“在其他器件或構(gòu)造下方”或“在其他器件或構(gòu)造之下”。因而，示例性術(shù)語(yǔ)“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”兩種方位。該器件也可以其他不同方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或處于其他方位)，并且對(duì)這里所使用的空間相對(duì)描述作出相應(yīng)解釋。
[0044]
此外，需要說(shuō)明的是，使用“第一”、“第二”等詞語(yǔ)來(lái)限定零部件，僅僅是為了便于對(duì)相應(yīng)零部件進(jìn)行區(qū)別，如沒(méi)有另行聲明，上述詞語(yǔ)并沒(méi)有特殊含義，因此不能理解為對(duì)本技術(shù)保護(hù)范圍的限制。
[0045]
以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
技術(shù)特征：
1.水平換熱管，其特征在于，所述水平換熱管的內(nèi)壁上沿著軸向依次間隔設(shè)有多道第一凹槽，每道所述第一凹槽沿著周向繞設(shè)成圈，沿著所述第一凹槽的頂部向底部的方向所述第一凹槽的槽寬逐漸減小。2.如權(quán)利要求1所述的水平換熱管，其特征在于，所述水平換熱管的內(nèi)壁上沿著周向依次間隔設(shè)有多道第二凹槽，每道所述第二凹槽沿著軸向延伸且槽寬不變，所述第二凹槽與所述第一凹槽相交。3.如權(quán)利要求1所述的水平換熱管，其特征在于，所述第一凹槽的深度范圍為0.6mm-1mm。4.如權(quán)利要求1所述的水平換熱管，其特征在于，所述第一凹槽頂部的槽寬的范圍為1mm-2mm。5.如權(quán)利要求1所述的水平換熱管，其特征在于，所述第一凹槽底部的槽寬的范圍為0.4mm-0.6mm。6.如權(quán)利要求2所述的水平換熱管，其特征在于，所述第二凹槽的寬度范圍為0.1mm-0.3mm。7.如權(quán)利要求2所述的水平換熱管，其特征在于，所述第二凹槽的深度范圍為0.2mm-0.4mm。8.如權(quán)利要求1所述的水平換熱管，其特征在于，任意兩道相鄰的所述第一凹槽的中心處的間距范圍為2mm-3mm。9.換熱器，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述的水平換熱管。10.空調(diào)，其特征在于，包括權(quán)利要求9所述的換熱器。
技術(shù)總結(jié)
本實(shí)用新型公開(kāi)了一種水平換熱管、換熱器和空調(diào)，水平換熱管的內(nèi)壁上沿著軸向依次間隔設(shè)有多道第一凹槽，每道第一凹槽沿著周向繞設(shè)成圈，沿著第一凹槽的頂部向底部的方向第一凹槽的槽寬逐漸減小。本實(shí)用新型提出的水平換熱管內(nèi)壁上設(shè)置的第一凹槽使邊界層擾動(dòng)強(qiáng)化氣態(tài)冷媒與水平換熱管的內(nèi)壁之間的對(duì)流換熱。同時(shí)，第一凹槽的槽寬自頂部向底部逐漸變小，使得水平換熱管頂部的液膜厚度小于水平換熱管底部的液膜厚度，使得水平換熱管頂部的冷凝傳熱系數(shù)大大增加。熱系數(shù)大大增加。熱系數(shù)大大增加。
