一種復(fù)合齒型高效傳熱銅管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及傳熱銅管技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種復(fù)合齒型高效傳熱銅管。
【背景技術(shù)】
[0002]空調(diào)中內(nèi)的冷凝器和蒸發(fā)器都是通過(guò)內(nèi)螺紋銅管盤制而成，在傳熱管技術(shù)領(lǐng)域從光管升級(jí)到內(nèi)螺紋銅管，是一大技術(shù)革新，極大的提高了空調(diào)制冷、制熱的性能，目前的內(nèi)螺紋銅管一般都是單一的螺旋槽或螺旋齒，也有許多文獻(xiàn)或?qū)＠_了不同截面形狀的螺旋齒，例如有M形、Y形、梯形、半圓形齒，各種形狀的齒形無(wú)非就是為了增加熱傳遞表面積，但是對(duì)于內(nèi)螺紋銅管而言，僅是改變齒的截面形狀并沒有從根本上增大熱傳遞性能，而且有的齒形加工非常困難，有的齒形能增加介質(zhì)流動(dòng)阻力，會(huì)帶來(lái)負(fù)面效果，甚至降低螺紋管本身的熱傳遞性能。
[0003]中國(guó)專利授權(quán)公告號(hào):CN100365370C，授權(quán)公告日2008年I月30日，公開了一種內(nèi)螺紋傳熱管，其內(nèi)表面上有螺旋齒，螺旋齒的橫截面為Y字形，相鄰的兩齒之間有一開口空腔，齒的兩側(cè)壁的高度相等或不相等，相鄰兩齒間空腔的最大寬度大于空腔的寬度，傳熱管適用房、間空調(diào)器，尤其適用于冷曖型房間空調(diào)器。其不足之處是Y形齒會(huì)增加冷媒在銅管內(nèi)的流通阻力，不利于銅管內(nèi)外熱傳遞，冷媒在銅管內(nèi)流動(dòng)較均勻，擾流強(qiáng)度小，在銅管內(nèi)壁處與銅管中心部位的冷媒之間熱交換較慢，銅管內(nèi)壁處冷媒與外界熱交換后與銅管中心處的冷媒形成熱量差，由于擾流強(qiáng)度小，銅管內(nèi)壁處冷媒與銅管中心部位冷媒之間熱量傳遞緩慢，從而導(dǎo)致銅管內(nèi)部冷媒與外界熱熱交換性能下降，降低傳熱管的熱交換性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的銅管內(nèi)壁的螺紋導(dǎo)致冷媒流動(dòng)阻力增大，傳熱管內(nèi)不同部位冷媒熱交換速率低的不足，提供了一種能有效減小冷媒流通阻力，加強(qiáng)銅管本體內(nèi)部擾流、紊流作用，提高銅管本體內(nèi)外熱交換速率的組合齒形內(nèi)螺紋銅管。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種復(fù)合齒型高效傳熱銅管，包括銅管本體，所述的銅管本體內(nèi)壁沿圓周方向依次設(shè)有四組呈螺旋分布的齒肋，分別為齒肋A、齒肋B、齒肋a、齒肋b，銅管本體任一截面上，齒肋
A、齒肋B、齒肋a、齒肋b所在弧面各占90°圓心角，其中齒肋A、齒肋a的截面呈矩形結(jié)構(gòu)，齒肋B、齒肋b的截面呈三角形，所述齒肋A的齒寬與齒肋a的齒寬之比為1:1.2到1:2.2，所述齒肋B的齒頂角與齒肋b的齒頂角之比為1: 1.5到1:2。
[0006]冷媒蒸汽在銅管本體內(nèi)流動(dòng)時(shí)，齒肋一方面增加熱傳遞表面積，同時(shí)齒肋對(duì)蒸汽具有引導(dǎo)作用，使得蒸汽沿著螺旋方向流動(dòng)，由于銅管本體內(nèi)分布四組齒肋，這樣就導(dǎo)致在銅管本體任意截面處，齒肋A、齒肋B、齒肋a、齒肋b對(duì)應(yīng)區(qū)域內(nèi)的蒸汽受到的阻力不同，從而形成四股冷媒蒸汽，任意相鄰的兩股冷媒蒸汽受到齒肋的阻力不同，從而導(dǎo)致相鄰冷媒蒸汽流速不同，四股冷媒蒸汽流相互交叉干涉而加強(qiáng)冷媒周向的擾流作用，而銅管本體內(nèi)壁處的冷媒蒸汽與銅管本體中間部位的冷媒蒸汽受齒肋影響不同，即銅管本體中心部位的一股冷媒蒸汽受齒肋影響很小，流速較穩(wěn)定，而其周圍的四股冷媒蒸汽流速不同，這樣就導(dǎo)致四股冷媒蒸汽對(duì)中間的一股冷媒蒸汽之間產(chǎn)生紊流，促使不同部位蒸汽之間快速實(shí)現(xiàn)熱量均衡，提高銅管本體內(nèi)不同部位冷媒之間熱交換速率，保證銅管本體內(nèi)壁處的冷媒快速、充分與外界進(jìn)行熱交換。
[0007]作為優(yōu)選，所述的齒肋A、齒肋B、齒肋a、齒肋b與銅管本體軸線的夾角β為15° -45°。夾角β太大則導(dǎo)致蒸汽阻力大,夾角β太小則擾流效果不佳，15° -45°既能達(dá)到有效的擾流效果，又能保證蒸汽流的阻力適中。
[0008]作為優(yōu)選，所述的齒肋Α、齒肋B、齒肋a、齒肋b的齒頂高沿相同的周向分別從第一條到最后一條依次降低，齒肋A、齒肋B、齒肋a、齒肋b的最大齒頂高相同，齒肋A、齒肋B、齒肋a、齒肋b的最小齒頂高也相同。冷媒在銅管本體內(nèi)流動(dòng)時(shí)，在齒肋的作用下產(chǎn)生離心力，齒肋A、齒肋B、齒肋a、齒肋b的齒頂高依次降低，對(duì)應(yīng)的齒頂?shù)倪B線為四段與銅管本體不同心的圓弧，四段圓弧對(duì)冷媒具有的引導(dǎo)作用，冷媒沿著銅管本體內(nèi)壁流動(dòng)時(shí)，其位于任意角度所受到的阻力都不相同，整個(gè)銅管本體內(nèi)會(huì)形成多股速度不同的蒸汽流，氣流之間相互干涉形成擾流，極大的增強(qiáng)了銅管本體內(nèi)部不同空間處冷媒蒸汽之間的熱交換，從而保證銅管本體內(nèi)的冷媒蒸汽能與外界進(jìn)行最大限度的熱交換。
[0009]作為優(yōu)選，所述的銅管本體內(nèi)壁還設(shè)有與齒肋A、齒肋B、齒肋a、齒肋b旋向相反的螺旋槽。螺旋槽一方面能有效降低冷媒的流通阻力，另一方面能降低銅管本體內(nèi)邊界層(氣液混合態(tài)的冷媒，液態(tài)冷媒會(huì)在離心力的作用下與銅管本體內(nèi)壁貼合形成邊界層)的厚度，使得邊界層更加均勻。
[0010]作為優(yōu)選，所述的螺旋槽以齒肋A、齒肋B、齒肋a、齒肋b中最大齒頂高所在圓周面為基準(zhǔn)面，螺旋槽底部到銅管本體內(nèi)壁的距離等于齒肋A、齒肋B、齒肋a、齒肋b中所有齒高的平均值。由于齒肋A、齒肋B、齒肋a、齒肋b的齒頂高不同，只有齒頂高大于平均值的齒肋頂部才會(huì)與螺旋槽相交而被螺旋槽隔斷，齒頂高大于平均值的齒肋對(duì)冷媒流動(dòng)阻力大，齒頂高大的齒肋對(duì)冷媒阻力大，螺旋槽能針對(duì)性的減小該阻力，部分冷媒會(huì)從螺旋槽處進(jìn)行跨齒肋流動(dòng)，從而形成若干小股逆流，逆流與高于平均值的齒肋處的順流之間干涉形成紊流，同時(shí)小股逆流在慣性的作用下還會(huì)沖擊齒頂高小于平均值的齒肋處的順流，從而在管內(nèi)不同位置處形成不同方位、角度的擾流、紊流，極大的提高冷媒之間、冷媒與外界的熱交換效率。
[0011]作為優(yōu)選，所述的銅管本體內(nèi)還設(shè)有膨脹管，所述的膨脹管與銅管本體之間形成環(huán)形腔，所述的膨脹管內(nèi)沿軸向設(shè)有若干獨(dú)立的膨脹腔。由于銅管本體中心部位的冷媒需要借助內(nèi)壁處的冷媒與外界進(jìn)行熱交換，雖然該熱交換效率高，但是還是小于內(nèi)壁處的冷媒直接與外界熱交換的效率，因此中心處設(shè)置膨脹管，使得冷媒在環(huán)形腔內(nèi)流動(dòng)，增加冷媒與外界直接熱交換能力；當(dāng)高壓蒸汽在銅管本體內(nèi)流動(dòng)時(shí)，為了保證銅管本體的抗壓性能，普通銅管的管壁都較厚，而本結(jié)構(gòu)中，膨脹管具有緩解壓力的作用，當(dāng)環(huán)形腔內(nèi)壓力過(guò)大，膨脹腔會(huì)受到擠壓，從而起到緩解超高氣壓的作用，因此本結(jié)構(gòu)中的銅管本體管壁較普通傳熱管薄，管壁薄能降低熱傳遞的路徑，增強(qiáng)銅管本體內(nèi)外的熱交換。
[0012]作為優(yōu)選，所述膨脹管的外側(cè)壁上均勻設(shè)有若干沿軸向分布的凸條，所述的凸條的頂部沿軸向呈波浪形分布。由于銅管本體內(nèi)冷媒進(jìn)入端和排出端存在一定的溫差，從而導(dǎo)致膨脹腔的膨脹大小存在差異，膨脹腔膨脹大小是動(dòng)態(tài)發(fā)生變化的，從而對(duì)銅管本體內(nèi)的冷媒產(chǎn)生徑向壓力，增強(qiáng)冷媒徑向擾流，凸條能加快膨脹腔內(nèi)的氣體吸熱、放熱，從而又增強(qiáng)膨脹腔膨脹、收縮對(duì)冷媒徑向擾流的影響，提高冷媒與外界的熱交換效率。
[0013]作為優(yōu)選，膨脹管外位于相鄰兩個(gè)膨脹腔之間的部位套有連接套，連接套外側(cè)設(shè)有若干彈性支撐腳。膨脹管外每隔一段距離都設(shè)置連接套、彈性支撐腳，從而能最大限度的保持膨脹管與銅管本體的同心度，防止膨脹管外壁與銅管本體內(nèi)壁接觸。
[0014]作為優(yōu)選，膨脹管內(nèi)相鄰的兩個(gè)膨脹腔軸向的長(zhǎng)度不等。即使相鄰兩個(gè)膨脹腔周圍溫度相同，但是由于膨脹腔大小不同，膨脹后最大外徑也不同，整根膨脹管的外徑是不斷動(dòng)態(tài)變化的，膨脹管不同部位對(duì)冷媒蒸汽徑向的作用效果也不同并動(dòng)態(tài)改變，極大的增強(qiáng)內(nèi)冷媒蒸汽的擾流、紊流效果。
[0015]作為優(yōu)選，所述的膨脹管為硅膠管，所述的連接套、彈性支撐腳由硅膠制成。硅膠管具有耐高溫、耐低溫、抗老化的性能，使用壽命長(zhǎng)。
[0016]因此，本發(fā)明具有能有效減小冷媒流通阻力，提高銅管本體內(nèi)不同部位冷媒之間熱交換速率的有益效果。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3為實(shí)施例2中銅管本體內(nèi)A-A部位展開示意圖。
[0020]圖4為實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖