水平换热管、换热器和空调的制作方法
1.本实用新型涉及空调设备技术领域，特别是涉及一种水平换热管、换热器和空调。
背景技术：
2.换热管是换热器的元件之一，用于两介质之间热量的交换。换热器可以根据产品的性能和用途使用各种换热管，而换热管的形式也各式各样。由于汽液两相复杂的管程介质在换热过程中存在相变，所以普通的管程通径无法满足其最佳的换热性能的充分发挥，因此需要优化换热管的结构，以提高换热管的换热效率。
技术实现要素：
3.本实用新型为了解决上述现有技术中普通的换热管的换热效率低下的技术问题，提出一种水平换热管、换热器和空调。
4.本实用新型采用的技术方案是：
5.本实用新型提出了一种水平换热管、换热器和空调，所述水平换热管的内壁上沿着轴向依次间隔设有多道第一凹槽，每道所述第一凹槽沿着周向绕设成圈，沿着所述第一凹槽的顶部向底部的方向所述第一凹槽的槽宽逐渐减小。
6.进一步的，所述水平换热管的内壁上沿着周向依次间隔设有多道第二凹槽，每道所述第二凹槽沿着轴向延伸且槽宽不变，所述第二凹槽与所述第一凹槽相交。
7.进一步的，所述第一凹槽的深度范围为0.6mm-1mm。
8.进一步的，所述第一凹槽顶部的槽宽的范围为1mm-2mm。
9.进一步的，所述第一凹槽底部的槽宽的范围为0.4mm-0.6mm。
10.进一步的，所述第二凹槽的宽度范围为0.1mm-0.3mm。
11.进一步的，所述第二凹槽的深度范围为0.2mm-0.4mm。
12.进一步的，任意两道相邻的所述第一凹槽的中心处的间距范围为2mm-3mm。
13.换热器，包括上文所述的水平换热管。
14.空调，包括上文所述的换热器。
15.与现有技术比较，本实用新型提出的水平换热管内壁上设置的第一凹槽使边界层扰动强化气态冷媒与水平换热管的内壁之间的对流换热。同时，第一凹槽的槽宽自顶部向底部逐渐变小，使得水平换热管顶部的液膜厚度小于水平换热管底部的液膜厚度，使得水平换热管顶部的冷凝传热系数大大增加。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本实用新型实施例中水平换热管的轴向剖面结构示意图；
18.图2为本实用新型实施例中水平换热管的轴向剖面另一视角的结构示意图；
19.图3为本实用新型实施例中水平换热管的径向剖面结构示意图；
20.1、水平换热管；2、第一凹槽；3、第二凹槽；4、凸齿。
具体实施方式
21.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
22.换热管是换热器的元件之一，用于两介质之间热量的交换。换热器可以根据产品的性能和用途使用各种换热管，而换热管的形式也各式各样。由于汽液两相复杂的管程介质在换热过程中存在相变，所以普通的管程通径无法满足其最佳的换热性能的充分发挥，因此需要优化换热管的结构，以提高换热管的换热效率。
23.所以，为了解决现有技术中的换热管的换热效率低的技术问题，本实用新型提出一种水平换热管，该水平换热管的内壁上沿着轴向依次间隔设有多道第一凹槽，每道第一凹槽沿着周向绕设成圈，沿着第一凹槽的顶部向第一凹槽的底部的方向，第一凹槽的槽宽逐渐减小。因此，第一凹槽的顶部的槽宽是最大的，第一凹槽的底部的槽宽是最小的，所以当气态冷媒沿着水平换热管流动时，水平换热管顶部和水平换热管底部的液膜厚度是不均匀的，冷凝液膜不均匀分布会减小平均热阻，使热流密度大幅度增高，从而提高水平换热管的换热效率。
24.综上可知，本实用新型提出的水平换热管设置槽宽逐渐变化的第一凹槽使得冷媒在水平换热管的内壁上形成厚度不同的液膜，从而提高水平换热管的换热效率。
25.下面结合附图和实施例对本实用新型提出的水平换热管的结构和工作原理进行解释说明。
26.如图1-图3所示，在本实施例中，水平换热管1呈柱状，在水平换热管的内壁上沿着水平换热管的轴向依次均匀间隔设有多道第一凹槽2，每道第一凹槽2沿着水平换热管的周向绕设成圈，且第一凹槽2是沿着水平换热管的周向绕设呈圆圈的。第一凹槽2的槽宽是逐渐变化的，第一凹槽2的顶部的槽宽是最大的，第一凹槽2的底部的槽宽是最小的，沿着第一凹槽2的顶部向第一凹槽的底部移动第一凹槽的槽宽逐渐减小。当气态冷媒在水平换热管内沿着轴向流动时，边界层受到第一凹槽的扰动被破坏，强化了气态冷媒与水平换热管内壁之间的对流换热，加速让冷媒在水平换热管内壁上冷凝成液体，且由于表面张力的作用液态冷媒大部分积聚在第一凹槽内。
27.进一步的，令第一凹槽的顶部的槽宽为r1，第一凹槽的底部的槽宽为r2，r1大于r2，由于第一凹槽的槽宽的影响会在第一凹槽内形成半径不同的月牙形状的冷凝液，根据young-laplace方程可得水平换热管顶部的第一凹槽与水平换热管底部的第一凹槽内的冷凝液产生的压力分别为：
28.[0029][0030]
式中，γ
lv
为表面张力系数，由于r1》r2，因此水平换热管顶部的第一凹槽内的冷凝液产生的压力p
l1
大于水平换热管底部的第一凹槽内的冷凝液产生的压力p
l2
，在压差或者说表面张力的作用下，水平换热管顶部的冷凝液源源不断地流动至至水平换热管管底部。因此，液态冷媒在水平换热管内便形成分层，水平换热管底部的液膜厚度大于水平换热管顶部的液膜厚度，使得水平换热管顶部的冷凝传热系数大大增加。(类似“gregoring”效应——液膜厚度不均匀的换热管的冷凝传热系数比液膜厚度均匀的换热管的冷凝传热系数要大)。
[0031]
综上可知，本实用新型提出的水平换热管内壁上设置的第一凹槽使边界层扰动强化气态冷媒与水平换热管的内壁之间的对流换热。同时，第一凹槽的槽宽自顶部向底部逐渐变小，使得水平换热管顶部的液膜厚度小于水平换热管底部的液膜厚度，使得水平换热管顶部的冷凝传热系数大大增加。
[0032]
进一步的，如图1-图3所示，为了增大水平换热管的换热面积，水平换热管1的内壁上沿着水平换热管的周向依次均匀间隔设有多道第二凹槽3，每道第二凹槽沿着水平换热管的周向延伸，每道第二凹槽的长度等于水平换热管的长度，且每道第二凹槽平行于水平换热管的轴向，每道第二凹槽的槽宽是固定不变的，第二凹槽和第一凹槽相交，因此任意两道相邻的第一凹槽和任意两道相邻的第二凹槽之间就形成了一个凸齿4。同时，第二凹槽和第一凹槽的组合也使得水平换热管内壁的表面的曲率变化加剧，让液膜厚度在各方向上不均匀度增加，从而局部强化了“gregoring”效应，提高了该水平换热管的冷凝传热系数。
[0033]
进一步的，第一凹槽的深度范围为0.6mm-1mm。优选的，第一凹槽的深度为0.8mm。
[0034]
进一步的，第一凹槽顶部的槽宽的范围为1mm-2mm。优选的，第一凹槽顶部的槽宽为1.5mm。
[0035]
进一步的，第一凹槽底部的槽宽的范围为0.4mm-0.6mm。优选的，第一凹槽底部的槽宽为0.5mm。
[0036]
进一步的，第二凹槽的宽度范围为0.1mm-0.3mm。优选的，第二凹槽的宽度为0.2mm。
[0037]
进一步的，第二凹槽的深度范围为0.2mm-0.4mm。优选的，第二凹槽的深度为0.3mm。
[0038]
进一步的，任意两道相邻的第一凹槽的中心处的间距范围为2mm-3mm。优选的，任意两道相邻的第一凹槽的中心处的间距为2.5mm。
[0039]
此外，本实用新型还提出一种换热器，该换热器内设置有上文提出的水平换热管。具体的，在该换热器内设置有至少一根水平换热管，在水平换热管的内壁上沿着水平换热管的轴向依次均匀间隔设有多道第一凹槽，每道第一凹槽沿着水平换热管的周向绕设成圈，且第一凹槽是沿着水平换热管的周向绕设呈圆圈的。第一凹槽的槽宽是逐渐变化的，第一凹槽的顶部的槽宽是最大的，第一凹槽的底部的槽宽是最小的，沿着第一凹槽的顶部向第一凹槽底部移动第一凹槽的槽宽逐渐减小。其中，优选的，第一凹槽的深度为0.8mm，第一凹槽顶部的槽宽为1.5mm，第一凹槽底部的槽宽为0.5mm，任意两道相邻的第一凹槽的中心处的间距为2.5mm，此种尺寸设计下第一凹槽能使得水平换热管顶部的冷凝传热系数得到
最大的提高。除此之外，水平换热管的内壁上沿着水平换热管的周向依次均匀间隔设有多道第二凹槽，每道第二凹槽沿着水平换热管的周向延伸，每道第二凹槽的长度等于水平换热管的长度，且每道第二凹槽平行于水平换热管的轴向，每道第二凹槽的槽宽是固定不变的，第二凹槽和第一凹槽相交，因此任意两道相邻的第一凹槽和任意两道相邻的第二凹槽之间就形成了一个凸齿。其中，优选的，第二凹槽的宽度为0.2mm，第二凹槽的深度为0.3mm，此种尺寸设计下第二凹槽既能增大水平换热管的换热面积，还能进一步提高该水平换热管的冷凝传热系数。
[0040]
此外，本实用新型还提出一种空调，空调内设有上文提出的换热器。
[0041]
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0042]
在本技术的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
[0043]
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
[0044]
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。
[0045]
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
技术特征：
1.水平换热管，其特征在于，所述水平换热管的内壁上沿着轴向依次间隔设有多道第一凹槽，每道所述第一凹槽沿着周向绕设成圈，沿着所述第一凹槽的顶部向底部的方向所述第一凹槽的槽宽逐渐减小。2.如权利要求1所述的水平换热管，其特征在于，所述水平换热管的内壁上沿着周向依次间隔设有多道第二凹槽，每道所述第二凹槽沿着轴向延伸且槽宽不变，所述第二凹槽与所述第一凹槽相交。3.如权利要求1所述的水平换热管，其特征在于，所述第一凹槽的深度范围为0.6mm-1mm。4.如权利要求1所述的水平换热管，其特征在于，所述第一凹槽顶部的槽宽的范围为1mm-2mm。5.如权利要求1所述的水平换热管，其特征在于，所述第一凹槽底部的槽宽的范围为0.4mm-0.6mm。6.如权利要求2所述的水平换热管，其特征在于，所述第二凹槽的宽度范围为0.1mm-0.3mm。7.如权利要求2所述的水平换热管，其特征在于，所述第二凹槽的深度范围为0.2mm-0.4mm。8.如权利要求1所述的水平换热管，其特征在于，任意两道相邻的所述第一凹槽的中心处的间距范围为2mm-3mm。9.换热器，其特征在于，包括如权利要求1-8任意一项所述的水平换热管。10.空调，其特征在于，包括权利要求9所述的换热器。
技术总结
本实用新型公开了一种水平换热管、换热器和空调，水平换热管的内壁上沿着轴向依次间隔设有多道第一凹槽，每道第一凹槽沿着周向绕设成圈，沿着第一凹槽的顶部向底部的方向第一凹槽的槽宽逐渐减小。本实用新型提出的水平换热管内壁上设置的第一凹槽使边界层扰动强化气态冷媒与水平换热管的内壁之间的对流换热。同时，第一凹槽的槽宽自顶部向底部逐渐变小，使得水平换热管顶部的液膜厚度小于水平换热管底部的液膜厚度，使得水平换热管顶部的冷凝传热系数大大增加。热系数大大增加。热系数大大增加。
