[实用新型]一种具有微细通道结构的高效换热管

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种具有微细通道结构的高效换热管，该换热管主要用于空调等制冷行业的换热器，还可用于化工、石油、能源、机械、动力、生物、医药等领域中。

背景技术

目前空调器大多采用翅片管式换热器。国家有关部门已明确2009年将提高空调能效标准，届时空调产品能效比的进入门槛会从目前2.6提升到3.0以上，亟需采用新的强化传热技术，达到节能的目的。由于微细通道的尺寸效应，在单位面积与单位温差下，小管径的微通道具有较强的换热能力，[刘焕玲，贾建援，邵小东.圆形微通道的热交换特性及尺寸效应，西安交通大学学报，2007，41(11)：1288—1292]研究表明，随着尺寸的减小，平均换热效率增加。

近年来，微通道传热技术发展迅速。平行流换热器采用微细多通道扁管作为换热管，在汽车空调领域被广泛应用，明显的提高了换热器的换热效率。但是，由于平行流换热器的工艺原理，其制热工况下很难实现换热器的除霜，所以目前平行流换热器的应用范围仅局限在汽车冷凝系统的气体冷却器，专利CN 1749680A公开了一种应用于家用空调的微通道蒸发器，它并没有彻底解决平行流换热器排水除霜难的痼疾，同时其仍然无法解决平行流换热器结构相对复杂、不易折弯、用于家用空调需对箱体重新设计等难题，这就意味着企业如果投产平行流换热器空调就需要彻底更换生产线，投入之高让本来就利润微薄的空调企业无法承担。

因此，提高管翅式换热器的换热效率，研发高效换热管备受关注，论文“带有纵向波纹的内翅片管的压力下降和热转换特性的实验研究”[B.Yu，J.Nie，Q.W.Wang，W.Q.Tao.Experimental study on the pressure drop and heattransfer characteristics of tubes with internal wave-like longitudinalfins，Heat and Mass transfer，2004，40：643-651]提出了一种两端堵塞的带有纵向波纹的内翅片管，其大大增加了管内的换热面积，换热效率有一定的提高，但由于翅片把两管之间的环形通道分为两部分，流体流过由翅片与内管组成的通道时，该流体与管外的热传导要通过翅片、翅片与管的焊接点、外管才能完成，因此该流体的换热效率很低。

专利CN 1677044A公开了一种油冷却器等的强化换热管，其对前述的换热管进行了改进，在翅片上开设通孔，但是通孔两边温差很小，难以实现热交换，换热效率仍然很难提高，仍然没有解决由翅片与内管组成通道的流体的换热效率提高难题。再者，上述提到的两种技术都没有考虑到换热管迎风面流体与背风面流体的换热效率存在差异，特别是背风面的换热效率没有提高。(为了提高换热效率，在空调机体内管材的一侧，通常装有一台小风扇，空调的使用过程中，开启小风扇，加速气体的流动，管材迎风面的换热效率得以增加，而管材的背风面，气体流动对其影响不大，换热效率很低。)

实用新型内容

本实用新型针对上述技术问题，提出一种具有微细通道结构的高效换热管：一、实现空调换热器的微通道传热技术，由于外管采用圆管或流线型管，外管外壁的冷却水易于顺着管壁向下排出，彻底根除了现有平行流技术(采用微通道传热技术)除水排霜难和不能制热等缺陷；二、在现有平行流技术的基础上，不但保留的微通道的技术优点，而且还可做重大改进，实现微通道的螺旋化，一方面突破了普通换热管只能一侧高效换热的难题，另一方面借助螺旋流体的离心力，消弱或消除了妨碍换热的平流层，共同实现了整个换热管全面高效换热，若经过进一步改进，还可把普通光滑内壁微通道改进为非光滑内部微通道，使得换热效率进一步提高；三、可以维持生产厂家原有生产设备和原有生产工艺、保持换热器原有整体结构形式，避免了采用现有平行流技术必须彻底更换现有生产设备和生产工艺，大幅降低了成本。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种具有微细通道结构的高效换热管，由外管和不导通的内管套装组成，其特征是，在所述的外管和内管之间形成水力直径小于3mm的规则或不规则的微细通道，且微细通道沿内管轴向方向呈螺旋状或类似螺旋状或平直状。

所述的微细通道由内管的外表面或外管的内表面上的螺旋或类螺旋或平直的凸齿与其相对光面封闭而成；或者，所述的微细通道由内管的外表面或外管的内表面上的螺旋或类螺旋或平直的凹槽与其相对光面封闭而成。

所述的微细通道是由内管的外表面上的螺旋(或类螺旋，或平直)凸齿或凹槽与外管的内表面上的凸齿或凹槽封闭而成。