專利名稱：一種換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱交換設(shè)備，更具體地說，是涉及一種在兩種不同流質(zhì)間進(jìn)行熱交換 的換熱器。
背景技術(shù)：
R22是目前空調(diào)器上大量使用的制冷劑，R22(氟利昂)制冷劑對(duì)大氣臭氧層有破 壞作用，是屬于需要淘汰的制冷劑，業(yè)界正在努力尋求一種經(jīng)濟(jì)、安全、環(huán)保的空調(diào)器制冷 劑。似90(高純度丙烷)是碳?xì)浠衔锏囊环N，對(duì)臭氧層破壞系數(shù)是0，全球變暖系數(shù)GWP 值很低，可以忽略。因此R290具有極高的環(huán)保價(jià)值。但丙烷屬于可燃制冷劑，且對(duì)人體有 單純性窒息及麻醉作用。人短暫接觸丙烷，不引起癥狀；10%以下的濃度，只引起輕度 頭暈；接觸高濃度時(shí)可出現(xiàn)麻醉狀態(tài)、意識(shí)喪失；極高濃度時(shí)可致窒息。在原用R22空調(diào)的 制冷系統(tǒng)中直接采用R290制冷劑，在制冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)加工技術(shù)方面等同于R22制冷系統(tǒng)， 其主要的技術(shù)難點(diǎn)在于將可能引起其燃燒爆炸的可能性降低為0，因此，設(shè)計(jì)一種對(duì)符合人 們使用安全的使用R290為制冷劑的阻燃空調(diào)器非常必要。為了解決R290的阻燃安全性問 題，防止R290在室內(nèi)環(huán)境中泄漏，一種比較安全的設(shè)計(jì)就是以載冷劑向房間供冷，即在空 調(diào)器室外機(jī)組上安裝整個(gè)制冷劑循環(huán)系統(tǒng)，將制冷劑循環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)生的冷量通過在室內(nèi)機(jī)與 室外機(jī)之間的載冷劑循環(huán)系統(tǒng)運(yùn)輸傳送，這就需要設(shè)置一個(gè)高效的換熱器，使載冷劑與制 冷劑能充分進(jìn)行熱交換。
目前常用的換熱器有板管式換熱器、翅片式換熱器、套管式換熱器等。板管式、翅 片式換熱器的傳熱性能比套管式換熱器優(yōu)越，但其承壓能力低，而且，板管式、翅片式換熱 器常用于液體與氣體間的熱交換，對(duì)于使用兩種液體間的熱交換則使用套管式換熱器比較 合適，但套管式換熱器的傳熱性能、單位換熱面積的金屬消耗量均不如其它形式的換熱器。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的為了解決套管式換熱器傳熱效率的問題，提供一種提高換熱面積、換 熱效果良好的套管式換熱器，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種換熱器，包括由里管和外管套接組成的套管，在 里管的內(nèi)外流動(dòng)的流體通過里管的管壁進(jìn)行熱交換，在里管的管壁上設(shè)有縱向延展的螺旋 槽。
上述的換熱器中，里管的管壁上設(shè)有多條螺旋方向一致、螺旋升角相同的螺旋槽。
上述的換熱器中，所述螺旋槽的橫截面為弧形，所述螺旋槽的槽深0. 3 5mm。
上述的換熱器中，所述螺旋槽包括向內(nèi)凹進(jìn)的螺旋槽和向外凸起的螺旋槽，向內(nèi) 凹進(jìn)的和向外凸起的螺旋槽分別相間鄰接。
上述的換熱器中，所述螺旋槽的螺旋升角為12 45度。
上述的換熱器中，所述外管為扁管。
上述的換熱器中，所述里管為扁管。
上述的換熱器中，所述套管纏繞為盤狀。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果
1.本發(fā)明的換熱器將里管管壁設(shè)計(jì)多條具有向內(nèi)凹進(jìn)和向外凸起齒的螺旋槽，槽 的剖面形狀形狀為弧形，型面流線過渡。在增大傳熱面積的同時(shí)，螺旋槽結(jié)構(gòu)可引起內(nèi)外流 體的擾動(dòng)，破壞邊界層的熱阻，實(shí)現(xiàn)管內(nèi)強(qiáng)化傳熱。
2.本發(fā)明的換熱器外形結(jié)構(gòu)可以采用環(huán)形盤管式或者是圓弧形盤管式、矩形盤管式等ο
3.套管式換熱器的里管運(yùn)行R290制冷劑，外管運(yùn)行水。里管的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大大提高 換熱器的換熱效果，可以縮小循環(huán)管道的口徑，節(jié)省了材料成本和占用的空間。


圖1是本發(fā)明的換熱器的套管結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明的換熱器的里管結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明的換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖(圓形盤管式)；
圖4是本發(fā)明的換熱器的里管橫截面示意圖。
具體實(shí)施方式
為了提高制冷系統(tǒng)的制冷能力，盡可能地提高換熱器的換熱效率是關(guān)鍵。目前的 套管式換熱器，僅以兩條不同管徑大小的光身金屬管套在一起，里管和外管內(nèi)流動(dòng)不同的 流體通過里管的管壁進(jìn)行熱交換。通常，里管的壁面換熱面積較小從而限制了換熱量。為 了解決這個(gè)問題，本發(fā)明把套管式換熱器的里管結(jié)構(gòu)作了改進(jìn)，使其在相同的管徑情況下， 換熱面積增大。參見圖1、圖2，本發(fā)明的換熱器是套管式換熱器3，套管由外管2和里管1 套接組成，在里管1內(nèi)流動(dòng)的是一種流體，在里管1和外管2間流動(dòng)的是另一種流體。里管 1是一條圓形銅管，銅管的管壁上均布多條向內(nèi)凹進(jìn)和向外凸起的漸開線型螺旋槽，且向內(nèi) 凹進(jìn)和向外凸起的螺旋槽以梅花間竹的方式在管壁上分布，螺旋槽的橫截面為弧形，槽深 為0. 3 5mm。多條螺旋槽的螺旋方向一致，螺旋槽的螺旋升角為12 45度。
換熱器的外管2為橫截面為圓形的鋼管或者是扁形的鋼管，扁管的橫截面一為橢 圓形，一為近似矩形，由上下兩長(zhǎng)邊和左右兩短邊組成，長(zhǎng)邊是由內(nèi)向外的弧線或直線，短 邊是由內(nèi)向外的弧線或半圓，長(zhǎng)邊與短邊圓滑過渡。
換熱器的里管1也可以設(shè)計(jì)為扁管，由上下兩弧線和左右兩弧線圓滑過渡，上下 兩弧線弧長(zhǎng)長(zhǎng)于左右兩弧線，螺旋槽沿著扁形銅管的管壁伸展。
當(dāng)不同的兩流體在里管的內(nèi)外流動(dòng)時(shí)，流體均受到向內(nèi)凹陷和向外凸起的螺旋槽 的引導(dǎo)在里管的凹槽內(nèi)沿螺旋方向流動(dòng)，在里管1內(nèi)，沿兩凹槽的的內(nèi)凹和外凸面流動(dòng)的 流體產(chǎn)生擾動(dòng)，同時(shí)，沿里管1的中心和沿外管2的壁面流動(dòng)的流體則沿軸線流動(dòng)，使管內(nèi) 流體擾動(dòng)加強(qiáng)，以復(fù)雜的紊流方式流動(dòng)，單位體積內(nèi)的流體充分與管壁接觸傳熱，從而加快 了流體從壁面到管中心的熱量傳遞。螺旋槽螺旋升角的不同會(huì)影響流體流速和流體湍流 度，盡可能地減少汽泡，避免氣蝕，在設(shè)計(jì)時(shí)要綜合考慮，選擇合適的螺旋升角，經(jīng)過反復(fù)驗(yàn) 證，本發(fā)明確定了螺旋槽的螺旋升角為12 45度，最佳的螺旋升角為12. 5度。當(dāng)外管2 采用扁管時(shí)，對(duì)管內(nèi)流體的擾動(dòng)起到加強(qiáng)的作用，在實(shí)踐中換熱效果更好。
參見圖3、圖4，套管式換熱器3纏繞成盤管式形狀，使換熱器的空間更加緊湊，在 占用空間相同的情況下，可使套管更長(zhǎng)，換熱面積更大。
在使用R290制冷劑的空調(diào)器上，應(yīng)用本發(fā)明的換熱器作為中間換熱器并將其安 裝在目前長(zhǎng)方體外形的室外機(jī)上，因此，套管式換熱器3可纏繞為矩形盤，更好地利用空 間。
權(quán)利要求
1.一種換熱器，包括由里管(1)和外管( 套接組成的套管，在里管(1)的內(nèi)外流動(dòng)的 流體通過里管(1)的管壁進(jìn)行熱交換，其特征在于在里管(1)的管壁上設(shè)有縱向延展的螺 旋槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器，其特征在于在里管(1)的管壁上設(shè)有多條螺旋方 向一致、螺旋升角相同的螺旋槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的換熱器，其特征在于所述螺旋槽的橫截面為弧形，所述螺旋 槽的槽深0. 3 5_。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的換熱器，其特征在于所述螺旋槽包括向內(nèi)凹進(jìn)的螺旋槽和 向外凸起的螺旋槽，向內(nèi)凹進(jìn)的和向外凸起的螺旋槽分別相間鄰接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的換熱器，其特征在于所述螺旋槽的螺旋升角為12 45度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的換熱器，其特征在于所述外管O)為扁管。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的換熱器，其特征在于所述里管(1)為扁管。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的換熱器，其特征在于所述套管纏繞為盤狀。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種換熱器，包括由里管和外管套接組成的套管，在里管的內(nèi)外流動(dòng)的流體通過里管的管壁進(jìn)行熱交換，在里管的管壁上設(shè)有縱向延展的螺旋槽。本發(fā)明的換熱器將里管管壁設(shè)計(jì)多條具有向內(nèi)凹進(jìn)和向外凸起齒的螺旋槽，槽的剖面形狀形狀為弧形，型面流線過渡。在增大傳熱面積的同時(shí)，螺旋槽結(jié)構(gòu)可引起內(nèi)外流體的擾動(dòng)，破壞邊界層的熱阻，實(shí)現(xiàn)管內(nèi)強(qiáng)化傳熱。
文檔編號(hào)F28F1/02GK102032816SQ20101055442
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月23日
發(fā)明者謝莉娟, 魯益軍 申請(qǐng)人:Tcl空調(diào)器(中山)有限公司