本實用新型涉及換熱領域，更具體地涉及一種換熱管以及采用該換熱管的套管式換熱器。

背景技術：

套管式換熱器是由兩種直徑大小不同的管套設而成的熱交換器?，F(xiàn)有的套管式換熱器外管一般采用鋼管，內(nèi)管形式較多，有采用單根較大的光銅管直接彎制的，也有采用多根小光銅管組束后一起彎制的，也有采用單根螺旋光管直接彎制而成的等等。而銅管普遍采用表面壓花工藝，整體換熱效率較低，只能采用增長套管整體長度的方式來提高換熱器的換熱效率，在實際應用過程中，尤其對于空間大小限制的地方，傳統(tǒng)方案設計中存在尺寸、體積過大不符合安裝要求的缺陷。為解決這一問題，現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中采用在換熱管的壁面上設置翅片的方式來提高換熱效率，但這種采用單一翅片結(jié)構(gòu)的換熱器換熱性能仍然較低。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型的目的之一是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、換熱效率高的換熱管及套管式換熱器。

為達上述目的，第一方面，提供一種換熱管。

一種換熱管，所述換熱管的內(nèi)壁面和/或外壁面上設置有多個翅片結(jié)構(gòu)，所述翅片結(jié)構(gòu)包括多個翅片單元，所述多個翅片單元包括與所述換熱管的內(nèi)壁面和/或外壁面連接的第一翅片單元以及與所述第一翅片單元連接的第二翅片單元，所述第一翅片單元的橫截面呈第一扁形結(jié)構(gòu)，所述第二翅片單元的橫截面呈第二扁形結(jié)構(gòu)，所述第一扁形結(jié)構(gòu)的長度方向與所述第二扁形結(jié)構(gòu)的長度方向之間具有夾角。

優(yōu)選地，所述第一扁形結(jié)構(gòu)的長度方向與所述第二扁形結(jié)構(gòu)的長度方向相互垂直。

優(yōu)選地，所述第一翅片單元的厚度自所述換熱管的內(nèi)壁面和/或外壁面向所述第二翅片單元的方向逐漸減小。

優(yōu)選地，所述第一翅片單元和/或所述第二翅片單元的兩側(cè)面均呈曲面。

優(yōu)選地，所述第一翅片單元與所述第二翅片單元之間經(jīng)平滑曲面過渡連接；和/或，

所述第一翅片單元與所述換熱管的內(nèi)壁面和/或外壁面之間經(jīng)平滑曲面過渡連接。

優(yōu)選地，所述翅片結(jié)構(gòu)的橫截面呈T形。

優(yōu)選地，所述換熱管為多頭螺旋波紋管。

優(yōu)選地，所述換熱管的外壁面上沿周向設置有多條第一凸起，所述換熱管的內(nèi)壁面上沿周向設置有多條第二凸起，且所述第二凸起位于相鄰兩第一凸起之間，所述第一凸起和所述第二凸起的軸線呈螺旋線，所述第一凸起的橫截面呈梯形，所述第二凸起的橫截面呈弧形。

優(yōu)選地，所述翅片結(jié)構(gòu)沿所述換熱管的螺旋方向延伸。

優(yōu)選地，所述換熱管的管厚t為0.8至1.5mm；和/或，

所述換熱管的螺紋頭數(shù)為6至8；和/或，

所述換熱管的螺紋節(jié)距p為8至20mm；和/或，

所述換熱管的螺紋槽寬w為3至7mm；和/或，

所述換熱管的外徑d1為25至40mm；和/或，

所述換熱管的內(nèi)徑d2為15至28mm。

第二方面，本實用新型提供一種套管式換熱器。

一種套管式換熱器，包括外管以及套設于所述外管內(nèi)的內(nèi)管，所述內(nèi)管為如上所述的換熱管。

本實用新型提供的換熱管的翅片結(jié)構(gòu)包括多個翅片單元且多個翅片單元中有兩個翅片單元的橫截面的長度方向之間具有夾角，通過對翅片結(jié)構(gòu)的改進有效提高換熱管的換熱面積，進而提高換熱管的換熱效率，且結(jié)構(gòu)簡單，易于生產(chǎn)，成本較低。

本實用新型提供的套管式換熱器采用上述換熱管，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，換熱效率高。

附圖說明

通過以下參照附圖對本實用新型實施例的描述，本實用新型的上述以及其它目的、特征和優(yōu)點將更為清楚，在附圖中：

圖1示出本實用新型具體實施方式提供的局部縱剖的換熱管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2示出圖1中A-A向剖視圖；

圖3示出圖1中B處的局部放大圖；

圖4示出本實用新型具體實施方式提供的套管式換熱器。

圖中，1、換熱管；2、翅片結(jié)構(gòu)；21、第一翅片單元；211、第一扁形結(jié)構(gòu)；22、第二翅片單元；221、第二扁形結(jié)構(gòu)；3、第一凸起；4、第一凹槽；5、第二凸起；6、第二凹槽；7、螺紋凸起；8、外管。

具體實施方式

以下基于實施例對本實用新型進行描述，但是本實用新型并不僅僅限于這些實施例。在下文對本實用新型的細節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細節(jié)部分。對本領域技術人員來說沒有這些細節(jié)部分的描述也可以完全理解本實用新型。為了避免混淆本實用新型的實質(zhì)，公知的方法、過程、流程、元件并沒有詳細敘述。

此外，本領域普通技術人員應當理解，在此提供的附圖都是為了說明的目的，并且附圖不一定是按比例繪制的。

除非上下文明確要求，否則整個說明書和權利要求書中的“包括”、“包含”等類似詞語應當解釋為包含的含義而不是排他或窮舉的含義；也就是說，是“包括但不限于”的含義。

在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。此外，在本實用新型的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

本申請?zhí)峁┝艘环N換熱管，如圖1至圖3所示，換熱管1的外壁面上設置有多個翅片結(jié)構(gòu)2，翅片結(jié)構(gòu)2在換熱管的外壁面上延伸，通過翅片結(jié)構(gòu)2來增加換熱管的換熱面積。翅片結(jié)構(gòu)2包括多個翅片單元，多個翅片單元中包括與換熱管1的外壁面連接的第一翅片單元21以及與第一翅片單元21連接的第二翅片單元22，其中，第一翅片單元21的橫截面呈第一扁形結(jié)構(gòu)(即具有一個較長的長度方向和一個較短的寬度方向)211，第二翅片單元22的橫截面呈第二扁形結(jié)構(gòu)221，第一扁形結(jié)構(gòu)211的長度方向與第二扁形結(jié)構(gòu)221的長度方向之間具有夾角，一方面，多個翅片單元的設置能夠提高換熱管的表面積，另一方面，兩翅片單元之間呈夾角設置使得翅片單元能夠在不同的角度與流體進行換熱，通過對翅片結(jié)構(gòu)2的改進有效提高換熱管的換熱面積，進而提高換熱管的換熱效率，同等換熱效率下相較于現(xiàn)有換熱管占用體積小，且結(jié)構(gòu)簡單，易于生產(chǎn)，成本較低。

第一扁形結(jié)構(gòu)211與第二扁形結(jié)構(gòu)221在長度方向上的夾角數(shù)值具體不限，為方便設置，優(yōu)選為相互垂直設置，進一步優(yōu)選地，如圖3所示，翅片結(jié)構(gòu)2的截面呈T形，截面呈T形的翅片結(jié)構(gòu)2能夠改善流經(jīng)換熱管1外側(cè)的流體的微觀流向，進一步提高換熱管2的傳熱性能。

進一步地，第一翅片單元21和第二翅片單元22均呈連續(xù)的長條形片狀結(jié)構(gòu)，第一翅片單元21的寬度方向沿換熱管1的徑向延伸，第二翅片單元22的寬度方向沿換熱管1的軸向延伸，這樣可進一步提高翅片結(jié)構(gòu)2的換熱效果。

進一步地，第一翅片單元21與第二翅片單元22在換熱管1外壁面上的排布方式不限，優(yōu)選均勻布滿換熱管1的整個外壁面，在一個實施例中，翅片結(jié)構(gòu)2沿換熱管1的周向延伸，即，在換熱管1的外壁面上設置多圈翅片結(jié)構(gòu)2，在另一個實施例中，多條翅片結(jié)構(gòu)2沿換熱管1的軸向延伸，并沿換熱管1的周向均布，在又一個實施例中，多條翅片結(jié)構(gòu)2在換熱管1的外壁面上呈螺旋線排布，優(yōu)選為多頭螺旋線(后面有具體實施例的介紹)。

進一步地，第一翅片單元21的厚度自換熱管的外壁面向第二翅片單元22的方向逐漸減小，一方面，能夠提高翅片結(jié)構(gòu)2的結(jié)構(gòu)強度，另一方面，也能夠提高第一翅片單元21側(cè)面的面積，從而能夠進一步增大換熱管1的表面積。第一翅片單元21相反的兩個側(cè)面212的具體形狀不限，優(yōu)選為曲面，能夠進一步提高第一翅片單元21的換熱面積。具體地，在第一翅片單元21的截面上，第一翅片單元21的兩個側(cè)面212呈斜線(如圖3所示)、弧線或波浪線。

進一步地，為進一步增大換熱管1的表面積，第二翅片單元22的兩側(cè)面222也優(yōu)選呈曲面，在一個實施例中，第二翅片單元22的兩側(cè)面向同一側(cè)彎曲，使得第二翅片單元22呈彎板結(jié)構(gòu)，在另一個實施例中，第二翅片單元22由中間向兩側(cè)邊厚度逐漸減小(如圖3所示)，在還一個實施例中，第二翅片單元22由中間向兩側(cè)邊厚度逐漸增大。厚度的變化能夠使得流體在流動過程中對流體產(chǎn)生擠壓、分流作用，進一步提高流體的換熱效果。

進一步地，第一翅片單元21與第二翅片單元22之間經(jīng)平滑曲面過渡連接，第一翅片單元21與換熱管1的外壁面之間也經(jīng)平滑曲面過渡連接，一方面能夠提高結(jié)構(gòu)強度，另一方面能夠避免產(chǎn)生流體的運動死角。

進一步地，在換熱管的內(nèi)壁面1上設置有螺紋凸起7，螺紋凸起7能夠提高換熱管1的內(nèi)壁面的換熱面積，進一步提高換熱管1的換熱效率。

進一步地，翅片結(jié)構(gòu)2優(yōu)選與換熱管1呈一體結(jié)構(gòu)設置，螺紋凸起7優(yōu)選也與換熱管1呈一體結(jié)構(gòu)設置，有利于熱量的傳輸。

在一個優(yōu)選的實施例中，如圖1-2所示，換熱管1為多頭螺旋波紋管，使得換熱管1的管體在周向上形成凹凸相間(外壁和內(nèi)壁均為凹凸相間)的結(jié)構(gòu)，使得換熱管1的外壁面和內(nèi)壁面均呈凹凸不平的表面，而翅片結(jié)構(gòu)2即形成在凹凸不平的表面上。凹凸結(jié)構(gòu)在軸向上形成螺旋狀，即，換熱管1的外壁面上沿周向設置有多條第一凸起3，第一凸起3的軸線呈螺旋線，在換熱管1的內(nèi)壁面上與第一凸起3位置對應處形成第一凹槽4，多個第一凸起3之間在換熱管1的外壁面上形成第二凹槽6，第二凹槽6的軸線也呈螺旋線，在換熱管1的內(nèi)壁面上與第二凹槽6位置對應處形成第二凸起5，即第二凸起5位于相鄰兩第一凸起3之間，也即，換熱管1的管體在周向上間隔內(nèi)凹，從而使得流體形成螺旋形的流向，當流體流經(jīng)該換熱管1時呈渦旋式前進，傳熱性能更強。

進一步優(yōu)選地，第一凸起3的截面呈大致梯形，且長邊位于短邊的徑向外側(cè)，第二凸起5的截面呈弧形，優(yōu)選呈大致圓弧形，第一凸起3與第二凸起5之間以及第一凸起3的拐角均為圓弧過渡，如此能夠獲得更好的流體流向以及更好的換熱性能。

進一步地，翅片結(jié)構(gòu)2沿換熱管1的螺旋方向延伸，即，翅片結(jié)構(gòu)2的軸線呈螺旋線，且與換熱管1的第一凸起3、第二凹槽6的螺旋線平行。具體地，第一翅片單元21與第二翅片單元22均呈螺旋板狀結(jié)構(gòu)。

進一步地，多頭螺旋波紋管由高效管通過旋壓形成，加工方法簡單，生產(chǎn)成本低。

優(yōu)選地，如圖1所示，換熱管1的管厚t為0.8至1.5mm，換熱管1的螺紋頭數(shù)為6至8，換熱管1的螺紋節(jié)距p為8至20mm，換熱管1的螺紋槽寬w為3至7mm，換熱管1的外徑d1為25至40mm，換熱管1的內(nèi)徑d2為15至28mm。這樣可進一步提高換熱管1的換熱性能。

當然，可以理解的是，翅片結(jié)構(gòu)2不局限于設置在換熱管1的外壁面上，也可以設置在換熱管1的內(nèi)壁面上，或者外壁面和內(nèi)壁面上均設置上述的翅片結(jié)構(gòu)2。另外，翅片結(jié)構(gòu)2不局限于僅包括第一翅片單元21和第二翅片單元22，還可包括其他的翅片單元，具體可根據(jù)換熱需求以及對換熱管的尺寸要求進行設置。

進一步地，本申請還提供了一種套管式換熱器，如圖4所示，其包括外管8以及套設于外管8內(nèi)的內(nèi)管，外管8與內(nèi)管同軸設置，內(nèi)管為如上所述的換熱管，換熱效率高，占用體積小。外管8和內(nèi)管優(yōu)選呈盤旋式結(jié)構(gòu)，使得結(jié)構(gòu)更加緊湊。

進一步地，由于內(nèi)管采用高效管制成的多頭螺旋波紋管，利用旋轉(zhuǎn)制冷劑強化傳熱，并利用空間，使內(nèi)管內(nèi)外的換熱介質(zhì)例如水路與制冷劑在對流過程中利用螺旋形通道充分貼合接觸，既強化了換熱系數(shù)，又增加了換熱面積，流體流動性也好。另外，因為當制冷劑逆向流動時，換熱系數(shù)與單位體積的換熱面積增大，所以該換熱器不論是作為冷凝器還是作為蒸發(fā)器，換熱性能同樣優(yōu)秀。

另外，本申請?zhí)峁┑奶坠苁綋Q熱器不僅在換熱性能上大幅提高，并且能節(jié)省空間，在同等換熱量需求的條件下節(jié)省材料，降低整體加工難度，其使用壽命及其他信賴性也很有保證，整體性價比大幅提高。

本領域的技術人員容易理解的是，在不沖突的前提下，上述各優(yōu)選方案可以自由地組合、疊加。

應當理解，上述的實施方式僅是示例性的，而非限制性的，在不偏離本實用新型的基本原理的情況下，本領域的技術人員可以針對上述細節(jié)做出的各種明顯的或等同的修改或替換，都將包含于本實用新型的權利要求范圍內(nèi)。