一种满液式换热管、满液式换热器和空调器
技术领域
本实用新型属于换热技术领域，具体涉及一种满液式换热管、满液式换热器和空调器。
背景技术
满液式热泵管是满液式热泵机组的关键部件，作为一种即可起蒸发作用又可起冷凝作用的换热管，其长期以来受到国内外研究人员的高度重视。与纯粹的蒸发管和冷凝管相比，现有的满液式热泵管往往在制热和制冷工况时不同达到前两者的热交换效果。其原因在于：当热泵管作为蒸发管时，为适合冷凝作用设计的齿型在冷媒蒸发时达不到为适合蒸发作用设计的齿型；同理，当热泵管作为冷凝管时，为适合蒸发作用设计的齿型在冷媒冷凝时达不到为适合冷凝作用设计的齿型。而且，在一根换热管管上加工两种不同的齿型也增大了加工难度。
由于现有技术中的满液式热泵管在分别制热和制冷工况时不能够均提高热交换效果等技术问题，因此本实用新型研究设计出一种满液式换热管、满液式换热器和空调器。
实用新型内容
因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的满液式热泵管在分别制热和制冷工况时不能够均提高热交换效果的缺陷，从而提供一种满液式换热管、满液式换热器和空调器。
本实用新型提供一种满液式换热管，其包括：
管基体和设置在所述管基体外壁上的第一齿和第二齿，所述第一齿从所述管基体的外壁处以远离所述外壁且朝向所述第二齿的方向伸出，所述第二齿从所述管基体的外壁处以远离所述外壁且朝向和所述第一齿的方向伸出，而在所述第一齿和所述第二齿之间形成半封闭的蒸发腔，且在所述第一齿和/或所述第二齿上还设置有向外突出的翅尖。
优选地，
所述第一齿为树枝形齿，其纵截面形状为弯曲的弧形形状，所述第二齿为树枝形齿，其纵截面形状也为弯曲的弧形形状，且所述第一齿和所述第二齿相对弯曲延伸。
优选地，
所述第一齿和所述第二齿的结构相同，且对称设置。
优选地，
所述第一齿和所述第二齿的齿高均为h1，且h1为0.5mm-1.5mm；和/或，组成所述蒸发腔的相邻的所述第一齿和所述第二齿的齿根间的距离L1为0.1mm-0.9mm；组成所述蒸发腔的相邻的所述第一齿和所述第二齿的齿顶间的距离L2为0.1倍-0.5倍L1的值；和/或，未组成所述蒸发腔的相邻的所述第一齿和所述第二齿的齿根间的距离L3为0.4mm-1.2mm；未组成蒸发腔的相邻的所述第一齿和所述第二齿的齿顶距离L4为0.6倍-1倍L3的值。
优选地，
所述第一齿和所述第二齿组成一组齿单元，且所述管基体上设置有多个所述齿单元。
优选地，
多个所述齿单元在所述管基体的外壁上沿着螺旋线进行排布，形成一组螺旋齿。
优选地，
所述管基体的外壁上排布设置有多组螺旋齿，且多组螺旋齿之间间隔设置。
优选地，
所述螺旋齿的螺旋角β为30°-60°；和/或，所述螺旋齿的螺距L5为0.3mm-1.0mm。
本实用新型还提供一种满液式换热器，其包括前任一项所述的满液式换热管。
本实用新型还提供一种空调器，其包括前任一项所述的满液式换热管或前述的满液式换热器。
本实用新型提供的一种满液式换热管、满液式换热器和空调器具有如下有益效果：
本实用新型通过在管基体外壁上设置的第一齿和第二齿，并使得第一齿和第二齿相对延伸伸出，能够有效地在二者之间形成半封闭的蒸发腔，并且通过在两个齿中的至少一个上设置翅尖，在换热管作为蒸发管时，制冷剂流体进入半封闭的蒸发腔内吸热蒸发，产生大量气泡，气泡从顶部缺口排除的过程中，由于蒸发腔的半封闭的形状使其内部冷媒产生了强烈的湍流扰动，同时其内部的小翅尖的绕流作用也进一步加强了湍流扰动，这一现象反过来又加快了冷媒与管壁的换热速率，故而加快气泡产生速率，这种气泡与湍流的相互促进作用极大地提升了换热效率，当该换热管作为冷凝管时，冷媒气体在两腔壁上冷凝成液体，此时，齿上的小翅尖会刺破液膜，使冷媒液体快速流向齿底部，而齿底部由于表面积较大，故积累的液膜较薄，同时会快速地排干冷媒液滴，使冷凝过程一直高效地进行；从而在制热工况和制冷工况时均能提高换热管的蒸发换热效率和提高换热管的冷凝换热效率；并且由于第一齿和第二齿的结构相同、只是对称设置，相比其它热泵管的加工，在第二种齿加工时只需改变加工时的角度即可，故其加工难度会降低很多，因此还有效降低了换热管的加工难度。
附图说明
图1为本实用新型的满液式换热管的三维结构图；
图2为图1中的轴向剖视结构示意图；
图3为本实用新型的满液式换热管的齿形结构图；
图4是本实用新型的满液式换热管的齿形结构图(替代方式)。
图中附图标记表示为：
1、管基体；2、第一齿；3、第二齿；4、蒸发腔；5、翅尖。
具体实施方式
如图1-4所示，本实用新型提供一种满液式换热管，其包括：
管基体1和设置在所述管基体1外壁上的第一齿2和第二齿3，所述第一齿2从所述管基体1的外壁处以远离所述外壁且朝向所述第二齿3的方向伸出，所述第二齿3从所述管基体1的外壁处以远离所述外壁且朝向和所述第一齿2的方向伸出，而在所述第一齿2和所述第二齿3之间形成半封闭的蒸发腔4，且在所述第一齿2和/或所述第二齿3上还设置有向外突出的翅尖5。
本实用新型通过在管基体外壁上设置的第一齿和第二齿，并使得第一齿和第二齿相对延伸伸出，能够有效地在二者之间形成半封闭的蒸发腔，并且通过在两个齿中的至少一个上设置翅尖，在换热管作为蒸发管时，制冷剂流体进入半封闭的蒸发腔内吸热蒸发，产生大量气泡，气泡从顶部缺口排除的过程中，由于蒸发腔的半封闭的形状使其内部冷媒产生了强烈的湍流扰动，同时其内部的小翅尖的绕流作用也进一步加强了湍流扰动，这一现象反过来又加快了冷媒与管壁的换热速率，故而加快气泡产生速率，这种气泡与湍流的相互促进作用极大地提升了换热效率，当该换热管作为冷凝管时，冷媒气体在两腔壁上冷凝成液体，此时，齿上的小翅尖会刺破液膜，使冷媒液体快速流向齿底部，而齿底部由于表面积较大，故积累的液膜较薄，同时会快速地排干冷媒液滴，使冷凝过程一直高效地进行；从而在制热工况和制冷工况时均能提高换热管的蒸发换热效率和提高换热管的冷凝换热效率。
优选地，
所述第一齿2为树枝形齿，其纵截面形状为弯曲的弧形形状，所述第二齿3为树枝形齿，其纵截面形状也为弯曲的弧形形状，且所述第一齿2和所述第二齿3相对弯曲延伸。这是本实用新型的第一齿和第二齿的优选结构形式，能够通过两个相对弯曲的弧形树枝形齿形成半封闭的蒸发腔结构，从而有效地提高换热管在冷媒蒸发过程中在该外壁处的汽化核心数量，提高蒸发换热效果。
优选地，
所述第一齿2和所述第二齿3的结构相同，且对称设置。由于第一齿和第二齿的结构相同、只是对称设置，相比其它热泵管的加工，在第二种齿加工时只需改变加工时的角度即可，故其加工难度会降低很多，因此还有效降低了换热管的加工难度。
优选地，
所述第一齿和所述第二齿的齿高均为h1，且h1为0.5mm-1.5mm，优选为0.95mm；和/或，组成所述蒸发腔的相邻的所述第一齿和所述第二齿的齿根间的距离L1为0.1mm-0.9mm，优选为0.4mm；组成所述蒸发腔的相邻的所述第一齿和所述第二齿的齿顶间的距离L2为0.1倍-0.5倍L1的值，优选为0.3倍L1的值；和/或，未组成所述蒸发腔的相邻的所述第一齿和所述第二齿的齿根间的距离L3为0.4mm-1.2mm，优选为0.55mm；未组成蒸发腔的相邻的所述第一齿和所述第二齿的齿顶距离L4为0.6倍-1倍L3的值，优选为0.8倍L3的值。
这是本实用新型的两个齿的优选齿高以及齿根距、齿顶距(包括组成蒸发腔的两个相邻第一和第二齿之间的齿根距、齿顶距，以及未组成蒸发腔的两个相邻第一和第二齿之间的齿根距、齿顶距)，能够有效地增大蒸发腔的空间体积，并且不能使得齿顶之间距离太小而导致流体无法进入蒸发腔中，以及减弱未组成蒸发腔的部分的空间体积，从而能够进一步有效地提高蒸发换热效果，减小未组成蒸发腔部分的材料，并且齿顶能够形成制热时刺破液膜的作用，但不能太长否则离边界层太远效果减弱，且不能太短否则无法形成有效的蒸发腔。
优选地，
相对延伸的所述第一齿2和所述第二齿3组成一组齿单元，且所述管基体1上设置有多个所述齿单元。这是本实用新型的第一和第二齿的优选结构形式，通过该一组齿单元能够形成一个蒸发腔单元，从而对流体起到蒸发效果增强的作用。
优选地，
多个所述齿单元在所述管基体1的外壁上沿着螺旋线进行排布，形成一组螺旋齿。通过螺旋齿的形式能够使得在换热管外壁沿着螺旋线对流体产生换热增强的作用，即包括蒸发时提供沿螺旋线布置的多个蒸发腔，以及在冷凝时沿着螺旋形布置的多个翅尖，能够分别增强对流体包括蒸发和冷凝在内的换热效果。
优选地，
所述管基体1的外壁上排布设置有多组螺旋齿，且多组螺旋齿之间间隔设置。这是本实用新型的多个螺旋齿的优选布置形式，能够通过间隔布置的螺旋齿对流体形成间隔的阻流的作用，从而进一步提高对流体沿轴向方向的蒸发换热效果和冷凝换热效果。
优选地，
所述螺旋齿的螺旋角β为30°-60°，优选为45°；和/或，所述螺旋齿的螺距L5为0.3mm-1.0mm，优选值为0.5mm。这是本实用新型的螺旋齿的螺旋角和螺距的优选尺寸，设置在上述尺寸范围内能够进一步地提高对流体的液膜刺破作用和汽化核心的增强作用，分别提高蒸发换热效果和冷凝换热效果。
本实用新型还提供一种满液式换热器，其包括前任一项所述的满液式换热管。本实用新型的满液式换热器能够有效地在第一齿和第二齿二者之间形成半封闭的蒸发腔，并且通过在两个齿中的至少一个上设置翅尖，在换热管作为蒸发管时，制冷剂流体进入半封闭的蒸发腔内吸热蒸发，产生大量气泡，气泡从顶部缺口排除的过程中，由于蒸发腔的半封闭的形状使其内部冷媒产生了强烈的湍流扰动，同时其内部的小翅尖的绕流作用也进一步加强了湍流扰动，这一现象反过来又加快了冷媒与管壁的换热速率，故而加快气泡产生速率，这种气泡与湍流的相互促进作用极大地提升了换热效率，当该换热管作为冷凝管时，冷媒气体在两腔壁上冷凝成液体，此时，齿上的小翅尖会刺破液膜，使冷媒液体快速流向齿底部，而齿底部由于表面积较大，故积累的液膜较薄，同时会快速地排干冷媒液滴，使冷凝过程一直高效地进行；从而在制热工况和制冷工况时均能提高换热管的蒸发换热效率和提高换热管的冷凝换热效率。
本实用新型还提供一种空调器，其包括前任一项所述的满液式换热管或前述的满液式换热器。本实用新型实用新型一种对称树枝形齿高效满液式机组用热泵管：降低了热泵管的加工难度；提升了热泵管的换热效率。
本实用新型实用新型一种对称树枝形齿高效满液式机组用热泵管，其原理是在换热管外管壁上使用对称树枝形齿来降低热泵管的加工难度和提升热泵管的换热效率。当该热泵管作为蒸发管时，液态冷媒进入蒸发腔和冷凝腔(此时该腔起蒸发作用)，在蒸发腔内冷媒吸热蒸发，产生大量气泡，气泡从顶部缺口排除的过程中，由于蒸发腔的半封闭的形状使其内部冷媒产生了强烈的湍流扰动，同时其内部的小翅尖的绕流作用也进一步加强了湍流扰动，这一现象反过来又加快了冷媒与管壁的换热速率，故而加快气泡产生速率，这种气泡与湍流的相互促进作用极大地提升了换热效率；当该热泵管作为冷凝管时，冷媒气体在两腔壁上冷凝成液体，此时，齿上的小翅尖会刺破液膜，使冷媒液体快速流向齿底部，而齿底部由于表面积较大，故积累的液膜较薄，同时会快速低排干冷媒液滴，使冷凝过程一直高效地进行。此外，由于小翅尖是螺旋连续的，其极大地增加换热面积，这也在很大程度上提升了换热效率(无论是蒸发还是冷凝)。所以，为进一步加强小翅尖的作用，可在齿上设置多个小翅尖，如图4。由于两个树枝形齿属于对称结构，相比其它热泵管的加工，在第二种齿加工时只需改变加工时的角度即可，故其加工难度会降低很多。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。
