一种提高管束效果的传热管制造技术

本发明专利技术公开了一种提高管束效果的传热管，所述传热管的外表面压制有增加换热面积的光滑翅片，所述部分光滑翅片顶部或侧面可开有翅槽，形成开槽翅片，传热管上同时具有光滑翅片和开槽翅片，其比例由传热管束的排数确定。在较大管束中，本发明专利技术可以避免因淹没效应而冷凝侧换热性能衰减较大，有效的维持了较高的换热性能，也可避免在整个换热器中采用不同的换热管而带来的额外工作量。并且本发明专利技术在较大的管束中与现有技术相比较，冷凝侧换热性能提高了１５％～４５．５％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于传热设备
，具体涉及一种冷凝用传热管。
技术介绍
在制冷与空调及其相关工业，水冷式冷凝器得到了广泛的应用。它们大多为壳管 式换热器，这其中，制冷剂在管外冷凝相变换热，冷却剂(例如水)在管内流动换热。因制冷 剂侧热阻占主要部分，需要在该侧采用强化换热技术，对于冷凝的相变传热，有许多专门针 对该类工艺过程的传热管如美国专利US5996686和美国专利US5669441，其公开了用于冷 凝强化表面的传热管，通过机加工在管外表面成翅(二维传热管)，在翅顶滚花，其主要原理 是增加外表冷凝面积，利用锯齿状表面不同位置曲率的差异，促进冷凝液流动，而且，尖角 位置冷凝液膜的厚度最薄，冷凝换热效率也最高，再通过翅间槽排除冷凝液，可达到强化冷 凝换热的效果。另外，在冷凝过程中，制冷剂在管外冷凝相变换热，冷却剂(例如水)在管内流动换 热。传热管按一定的规律(如正三角形排列)形成管束被排列在管板之间，制冷剂通过较低 温度的管束被冷凝，在传热管管壁形成冷凝液，由于重力作用往下滴落，很容易逐层在冷凝 管上累积，形成上层管束下小雨，下层管束下大雨的情形。膜状冷凝的换热系数很大程度上 决定于管表面的冷凝液膜厚度，液膜越薄，冷凝换热系数越好。为减小冷凝液膜的厚度，现有设计会采用更高效的传热管来代替光管，这些传热 管具有一些特殊的冷凝型三维表面(如锯齿状)，有利于减薄液膜和冷凝液的滴落。但是在 冷凝器的管排数量显著增加时，位于下层区域的传热管由于滴落在表面的冷凝液量更大， 而且新型传热管容易因为三维表面的表面张力的作用/#凝资附积在表面而降低换热效率， 因此，传热管排数越大，换热衰减越多。而通常意义的二维低翅管则随着管排数的增加冷凝 性能衰减较小。针对上述情况，中国专利技术专利公开号CN101338959公开的技术方案中指出 可在冷凝器中底部区域冷凝管采用二维低翅换热管，这样虽然可充分发挥三维翅片管及二 维翅片管各自的优势。但这样在生产上极其不便，因在同一换热器采用不同的换热管给现 场操作的工人及采购人员增加了工作量，如管理疏忽或现场操作大意，很容易混淆。现有技术中形成的三维翅片管(例如图2中的管)可进一步提高换热面积，其上的 翅槽间形成了齿台，齿台边缘的转折点或转角线有利于提高局部的冷凝换热系数。这样传 热管的冷凝性能可以提高3 5倍。但是这些是在单管测试中表现出来的，在换热器管束 中，由于冷凝液体在管体上的累积效应，大部分传热管会被冷凝液所淹没，在这种情况下， 翅片上加的翅槽反而由于液体张力作用阻止冷凝液体排除，切口和齿台因为浸没在制冷剂 液体中而无法充分发挥强化冷凝换热的作用，所以换热性能会有较大程度的衰减。而未加 翅槽的(例如附图说明图1和图la的管)部分尽管换热面积较小，单管性能较差，但冷凝液流量较大 时，其淹没效应较小，冷凝液可在翅片间的渠道顺利快速的排除。至今为止，由于未能很好 的研究分析制冷剂在管外冷凝相变换热、冷却剂(例如水)在管内流动换热并呈一定规律排 列的传热管的冷凝液下跌在管外表面积聚对热交换的影响，人们一直未能发现针对制冷剂在管外冷凝相变换热、冷却剂(例如水)在管内流动换热并呈一定规律排列的传热管，很好 的克服并平衡上述两种管型的缺陷的具体方法。
技术实现思路
本专利技术针对上述现有各种传热管所存在的问题，而提供一种新型的传热管，该传 热管在部分的翅片上设有切槽，这样利用带有切槽的翅片部分来强化冷凝换热性能，同时 又利用光滑翅片加速排除冷凝液，从而达到提高综合冷凝器性能，提高整机性能的目的。为了达到上述目的，本专利技术采用如下的技术方案一种提高管束效果的传热管，包含两排以上的排传热管，所述传热管的外表面压制有 增加换热面积的光滑翅片，所述部分光滑翅片顶部或侧面可开有翅槽，形成开槽翅片，所述 传热管上同时具有光滑翅片和开槽翅片，光滑翅片在所有翅片中所占的比例K由传热管束 的排数确定。对于13排以下的管束，传热管上所有翅片均是开槽的开槽翅片，即比例K=I ；而 13及排以上的管束至少有部分数量的翅片没有开有翅槽，即比例K<1。进一步，对于13排以上的管束，比例K彡1/3。再进一步，对于13排到28排(包括13，28)的管束，比例K为1/3 < K < 2/3。又进一步，对于28排以上的管束，比例K彡1/3。在本专利技术的优选实例中，所述传热管的翅片上每隔两个光滑翅片连续加工有两个 开槽翅片。进一步，所述传热管的翅片上每隔一个光滑翅片连续加工有两个开槽翅片。进一步，所述传热管的翅片上每隔一个光滑翅片加工有一个开槽翅片。进一步，所述传热管的翅片上每隔三个光滑翅片加工有一个开槽翅片。再进一步的，所述传热管内表面具有内螺纹，内螺纹头数为8 50头，内螺纹高度 0. 1 0. 5mm。再进一步的，所述翅片间的轴向间距为0. 3 0. 7mm，翅片厚为0. 05 0. 3mm，翅 片高为0. 5 1. 5mm，所述翅槽高为0. 1 0. 5mm，所述翅槽宽0. 1 1mm。根据上述技术方案得到的传热管通过在部分的翅片上设有翅槽，利用带有翅槽的 翅片部分来强化冷凝换热性能，利用光滑翅片加速排除冷凝液，通过这种强化冷凝换热性 能与加速排除冷凝液的平衡，从而达到综合提供冷凝器换热性能、提高整机性能的目的。特别在较多管束中，本专利技术可以避免因淹没效应而使得冷凝侧换热性能衰减较 大，有效地维持了较高的换热性能，也可避免在整个换热器中采用不同的换热管而带来的 额外工作量。本专利技术在较大的管束中(如18排以上)与现有技术相比较，冷凝侧换热性能提 高了 11. 1% 45. 5%。以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本专利技术。图1为现有技术中二维翅片管平面图。图Ia为二维翅片管的轴视图。图Ib为光滑翅片的示意图。图2为现有技术中三维翅片管的平面图。图2a为开槽翅片的示意图。图3为“001001”型式传热管的平面图。图4为“0011”型式传热管的平面图。图5为“011011”型式传热管的平面图。图6为“0101”型式传热管的平面图。图7为“0001”型式传热管的平面图。图8为本专利技术在冷凝器中应用实施例示意图,图9为换热管外冷凝换热性能曲线对比图。具体实施例方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结 合具体图示，进一步阐述本专利技术。现有技术形成的三维翅片管可进一步提高换热面积，其上的翅槽间形成了齿台， 齿台边缘的转折点或转角线有利于提高局部的冷凝换热系数。这样传热管的冷凝性能可以 提高3 5倍。但是，这些是在单管测试中表现出来的，在换热器管束中，由于冷凝液体在 管体上的累积效应，大部分传热管会被冷凝液所淹没，这中情况下，翅片上加的翅槽反而由 于液体张力作用阻止冷凝液体排除，切口和齿台因为浸没在制冷剂液体中而无法充分发挥 强化冷凝换热的作用，所以换热性能会有较大程度的衰减。而未加翅槽的部分尽管换热面 积较小，单管性能较差，但冷凝液流量较大时，其淹没效应较小，冷凝液可在翅片间的渠道 顺利快速的排除。基于上述原理，本专利技术有选择的在传热管的部分翅片上开有翅槽，使得换热管的 换热性能可以在不同规模的管束情况下得到优化，并且保证没有开翅槽的管。本专利技术利用 带有切槽的翅片部分来强化冷凝换热性能，利本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高管束效果的传热管，所述传热管的外表面压制有增加换热面积的光滑翅片，所述部分光滑翅片顶部或侧面可开有翅槽，形成开槽翅片，其特征在于，所述传热管上同时具有光滑翅片和开槽翅片，光滑翅片在所有翅片中所占的比例Ｋ由传热管束的排数确定。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗忠，邱亚林，曹建英，陆蛟，
申请(专利权)人：高克联管件上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]