[發(fā)明專(zhuān)利]應(yīng)用于小管徑換熱器的徑向斜縫和豎直間斷縫組合的翅片

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410415793.3
• 申請(qǐng)日: 2014-08-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104180700A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁國(guó)良;任滔;吳國(guó)明
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F28F1/24
• 分類(lèi)號(hào): F28F1/24
• 代理公司: 上海交達(dá)專(zhuān)利事務(wù)所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種管換熱器技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體是一種應(yīng)用于5mm及以下的小管徑換熱器的徑向斜縫和豎直間斷縫組合開(kāi)縫形式的翅片。

背景技術(shù)

房間空調(diào)器的蒸發(fā)器與冷凝器大多采用由銅管和鋁翅片組成的翅片管換熱器，其中的銅管外徑一般為7mm及以上。如果將銅管換為外徑為5mm及以下的小管徑銅管，可以降低換熱器的成本和制冷劑的充注量，但卻會(huì)因?yàn)閾Q熱面積的減小而影響換熱器的性能。因此需要提出針對(duì)采用小管徑銅管的翅片管換熱器的強(qiáng)化傳熱技術(shù)。

提高小管徑翅片管換熱器的性能的關(guān)鍵是增強(qiáng)空氣側(cè)的換熱性能，即降低空氣側(cè)的熱阻，這是因?yàn)榭諝鈧?cè)的熱阻是換熱器熱阻的主要部分。降低翅片管換熱器空氣側(cè)熱阻的要點(diǎn)為：一是要阻止翅片表面的空氣邊界層逐漸加厚，二是要讓管子與整個(gè)翅片均有良好的熱傳導(dǎo)。

現(xiàn)有降低空氣側(cè)熱阻的方法大多是在空氣流向的垂直方向開(kāi)縫，以阻止翅片表面的空氣邊界層逐漸加厚。

經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)號(hào)CN?202008311，公開(kāi)日2011-10-12，公開(kāi)了一種翅片管式換熱器的翅片，所述翅片在垂直空氣流向方向開(kāi)設(shè)條形縫。垂直開(kāi)縫的翅片雖然能夠阻止翅片表面邊界層的加厚，但是開(kāi)縫會(huì)隔斷換熱管與翅片間的熱傳導(dǎo)，因此導(dǎo)致管子與整個(gè)翅片間的導(dǎo)熱不夠好。

中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)號(hào)CN?101726208，公開(kāi)日2010-6-9，公開(kāi)了一種銅翅片，所述翅片的主要開(kāi)縫形式仍為傳統(tǒng)的條形縫，其特點(diǎn)在于二個(gè)圓管的中間開(kāi)有斜縫。這種翅片只在較小的局部采用斜縫來(lái)避免導(dǎo)熱被隔斷；翅片的主體中，導(dǎo)熱仍然被垂直縫所隔斷。

目前的技術(shù)沒(méi)有根據(jù)小管徑翅片管換熱器的要求，提出既能阻止翅片表面的空氣邊界層加厚，同時(shí)也管子與整個(gè)翅片均有良好的熱傳導(dǎo)的高效翅片；因此有必要發(fā)明一種用于小管徑換熱器的高效換熱的翅片，既能抑制空氣邊界層加厚，又能保證翅片具有良好導(dǎo)熱性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種應(yīng)用于小管徑換熱器的徑向斜縫和豎直間斷縫組合的翅片，既能抑制空氣邊界層加厚，又能保證翅片具有良好導(dǎo)熱性，從而獲得較好的換熱性能。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，該翅片的中心處設(shè)有容納銅管的定位孔，翅片的迎風(fēng)區(qū)上沿著溫度梯度方向設(shè)有若干條用于導(dǎo)熱的斜向開(kāi)縫，背風(fēng)區(qū)上設(shè)有若干條豎直開(kāi)縫，其中：各條斜向開(kāi)縫于翅片的水平中心線對(duì)稱(chēng)分布，且斜縫方向均指向換熱管，即翅片的溫度梯度方向；各條豎直開(kāi)縫于翅片的水平中心線對(duì)稱(chēng)分布，各條豎直開(kāi)縫的排列順序沿著溫度梯度方向，使得翅片的導(dǎo)熱沿豎直開(kāi)縫的周邊傳導(dǎo)。

所述的斜向開(kāi)縫的形狀為長(zhǎng)條形，斜向開(kāi)縫與水平中心線的夾角是20°～80°。

所述的豎直開(kāi)縫的形狀為長(zhǎng)條形。

所述的斜向開(kāi)縫的長(zhǎng)度大于豎直開(kāi)縫的長(zhǎng)度。

所述的定位孔的數(shù)量為至少1排，當(dāng)數(shù)量為2排以上時(shí)，各定位孔交叉排列。

技術(shù)效果

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明翅片迎風(fēng)區(qū)的沿溫度梯度的斜向開(kāi)縫能夠有效地避免導(dǎo)熱被開(kāi)縫切斷；翅片背風(fēng)區(qū)的豎直間斷間縫對(duì)于空氣邊界層起到較好的抑制作用，同時(shí)其沿著溫度梯度的排序能夠較好的避免對(duì)于導(dǎo)熱的隔斷。本發(fā)明的翅片可以使翅片的換熱系數(shù)提升了10％；翅片的開(kāi)縫結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明翅片的導(dǎo)熱和邊界層發(fā)展示意圖；

圖2為本發(fā)明翅片的結(jié)構(gòu)圖；

圖3為圖2的B部放大圖；

圖4為圖2的A-A向剖視圖；

圖5為平翅片導(dǎo)熱和邊界層發(fā)展示意圖；

圖6為傳統(tǒng)開(kāi)縫翅片導(dǎo)熱與邊界層發(fā)展示意圖；

圖7為本發(fā)明的翅片溫度分布圖和傳統(tǒng)翅片溫度分布圖比較。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。

實(shí)施例1

如圖1和圖2所示，本實(shí)施例翅片1的中心處設(shè)有容納銅管的定位孔2，翅片1的豎直中心線靠近進(jìn)風(fēng)的一側(cè)為迎風(fēng)區(qū)3，豎直中心線的遠(yuǎn)離進(jìn)風(fēng)的一側(cè)為背風(fēng)區(qū)4；在迎風(fēng)區(qū)3上設(shè)有若干名較長(zhǎng)的斜向開(kāi)縫5，開(kāi)縫的傾斜方向沿著溫度梯度方向，不會(huì)隔斷翅片原有的導(dǎo)熱；在背風(fēng)區(qū)4上有若干條較短的豎直開(kāi)縫6，豎直開(kāi)縫的排列順序沿著溫度梯度方向，可以保證讓翅片的導(dǎo)熱沿著短直縫的周邊翅片進(jìn)行；斜向開(kāi)縫5和豎直開(kāi)縫6的組合形式可以在破壞空氣邊界層的同時(shí)，基本不產(chǎn)生對(duì)于導(dǎo)熱的隔斷作用。