Теплообменник, холодильник, снабженный теплообменником и устройство кондиционирования воздуха, снабженное теплообменником



Теплообменник, холодильник, снабженный теплообменником и устройство кондиционирования воздуха, снабженное теплообменником
Теплообменник, холодильник, снабженный теплообменником и устройство кондиционирования воздуха, снабженное теплообменником
Теплообменник, холодильник, снабженный теплообменником и устройство кондиционирования воздуха, снабженное теплообменником
Теплообменник, холодильник, снабженный теплообменником и устройство кондиционирования воздуха, снабженное теплообменником
Теплообменник, холодильник, снабженный теплообменником и устройство кондиционирования воздуха, снабженное теплообменником
Теплообменник, холодильник, снабженный теплообменником и устройство кондиционирования воздуха, снабженное теплообменником
Теплообменник, холодильник, снабженный теплообменником и устройство кондиционирования воздуха, снабженное теплообменником
Теплообменник, холодильник, снабженный теплообменником и устройство кондиционирования воздуха, снабженное теплообменником
Теплообменник, холодильник, снабженный теплообменником и устройство кондиционирования воздуха, снабженное теплообменником

 


Владельцы патента RU 2557812:

МИЦУБИСИ ЭЛЕКТРИК КОРПОРЕЙШН (JP)

Изобретение относится к теплотехнике и может использоваться при изготовлении теплообменников. Теплообменник из оребренных трубок включает в себя множество параллельно расположенных теплообменных трубок 10 и множество листообразных ребер 1, предусмотренных ортогонально теплообменным трубкам 10, причем каждая из теплообменных трубок находится в контакте с фланцами ребер листообразных ребер и вкладывается вдоль фланцев ребер. Каждый фланец 2 ребра выполнен так, что предусмотрен изгиб на каждом из обратно выступающего участка 3 и корневого участка 4 фланца 2 ребра, и плоский промежуточный участок 5 выполнен между изгибами. Толщина Tw1 обратно выступающего участка 3 меньше, чем толщина Tw2 корневого участка 4. Радиус R1 изгиба обратно выступающего участка 3 больше, чем радиус R2 изгиба корневого участка 4, и соотношение (Tw1/R1) радиуса R1 и толщины Tw1 изгиба обратно выступающего участка 3 равно половине или более соотношения (Tw2/R2) радиуса R2 и толщины Tw2 изгиба корневого участка 4. Технический результат - снижение сопротивления термического контакта между теплообменными трубками и фланцами ребер. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 11 ил., 4 табл.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Настоящее изобретение относится к теплообменнику, применяемому в холодильниках и устройствах кондиционирования воздуха, например, и относится к холодильнику и устройству кондиционирования воздуха, которые снабжены теплообменником.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Традиционные теплообменники, применяемые в холодильниках и устройствах кондиционирования воздуха, включают в себя такие теплообменники, которые представляют собой теплообменники из оребренных трубок. Один такой теплообменник состоит из: листообразных ребер, которые расположены с заданным интервалом и между которыми газ (воздух) проходит насквозь; и теплообменных трубок, которые введены под прямым углом сквозь эти листообразные ребра (далее в данном документе просто называемые «ребрами») и по которым протекает хладагент. Известные факторы влияния на характеристики теплопередачи этого теплообменника из оребренных трубок включают в себя коэффициент теплопередачи со стороны хладагента между хладагентом и теплообменными трубками, коэффициент контактной теплопередачи между теплообменными трубками и ребрами и коэффициент теплопередачи со стороны воздуха между воздухом и ребрами.

[0003] Для того чтобы увеличивать коэффициент теплопередачи со стороны хладагента между хладагентом и теплообменными трубками, характеристики внутри трубок обеспечиваются посредством увеличения площади теплообменных трубок и нарезания внутренних канавок, что позволяет получить эффект перемешивания хладагента в теплообменных трубках. Кроме того, для того чтобы улучшать коэффициент теплопередачи со стороны воздуха между воздухом и ребрами, группы щелей, которые выполнены срезанием и поднятием ребер, предусмотрены между соседними теплообменными трубками. Эти группы щелей выполнены так, что края щелей обращены в направлении воздушного потока. Посредством того, что делают тоньше гидродинамический пограничный слой и тепловой пограничный слой воздушного потока на этих кромках, упрощается теплопередача и увеличивается теплообменная способность. Кроме того, на коэффициент контактной теплопередачи между теплообменными трубками и ребрами влияют условия контакта между теплообменными трубками и ребрами.

[0004] Например, как проиллюстрировано на фиг.8, когда теплообменная трубка 10 развальцована и прикреплена к ребрам 1, возникают, между внешней поверхностью теплообменной трубки 10 и ребрами 1, зазоры, вызванные волнистостью внешней поверхности теплообменной трубки 10, зазоры, вызванные деформацией промежуточного участка фланца 2 ребер, и зазор между ребром 1 и ребром 1. Падение коэффициента контактной теплопередачи вследствие этих зазоров считается равным приблизительно пяти процентам теплообменника (см. непатентный документ 1, например).

[0005] Соответственно, для того чтобы уменьшать эти зазоры и увеличивать коэффициент контактной теплопередачи, была предложена технология, например, которая проиллюстрирована на фиг.9, в которой три или более изгибов R предусмотрены для фланца 2 ребра, вдоль которого введена теплообменная трубка 10. В этой технологии, дополнительно, изгибы R плавно соединены друг другу, фланец 2 ребра, в целом, имеет форму выпуклости в сторону теплообменной трубки 10 без присутствия прямого участка (см. патентный документ 1).

СПИСОК БИБЛИОГРАФИЧЕСКИХ ССЫЛОК

[0006] Патентный документ 1. Патент № 3356151 (Япония) (формула изобретения, фиг.1).

[0007] Непатентный документ 1. Наката. «Экономическая эффективность и оптимальные установки в теплообменниках для кондиционеров воздуха» («Economic efficiency and optimal setting in heat exchanger for air-conditioner»), Kikai No Kenkyu, 1989; том 41, № 9: стр. 1005-1011.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ТЕХНИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА

[0008] Однако традиционная технология, описанная выше, имеет следующую проблему. В технологии, описанной в патентном документе 1, три или более изгибов R предусмотрены для каждого фланца 2 ребра, и, дополнительно, изгибы R плавно соединены друг другу, формой фланца ребра является, в целом, выпуклость в сторону теплообменной трубки 10, и прямой участок отсутствует. Соответственно, вследствие дефектного изготовления изгиба R, когда теплообменная трубка 10 размещается на фланце 2 ребра, возникает увеличение усилия вставки, и стоимость массового производства увеличивается; таким образом, возникает проблема в том, что предполагаемая характеристика теплопередачи не может быть получена.

[0009] Настоящее изобретение задумано для того, чтобы преодолевать вышеописанную проблему, и его задачей является предоставление теплообменника, который может увеличивать свою теплообменную способность посредством уменьшенного сопротивления термического контакта между теплообменными трубками и фланцами ребер, и, дополнительно, предоставление холодильника и устройства кондиционирования воздуха, снабженных этим теплообменником.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ

[0010] Настоящее изобретение является теплообменником из оребренных трубок, включающим в себя множество теплообменных трубок, расположенных параллельно друг другу, и множество листообразных ребер, предусмотренных ортогонально теплообменным трубкам. Каждая из теплообменных трубок находится в контакте с фланцами ребер листообразных ребер и введена вдоль фланцев ребер. Каждый фланец ребра выполнен так, что предусмотрен изгиб на каждом из обратно выступающего участка и корневого участка фланца ребра, толщина обратно выступающего участка меньше в сравнении с толщиной корневого участка, и радиус изгиба обратно выступающего участка больше в сравнении с радиусом изгиба корневого участка.

[0011] Холодильник или устройство кондиционирования воздуха согласно изобретению снабжено вышеописанным теплообменником.

ПРЕИМУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0012] Согласно настоящему изобретению может быть получен теплообменник, в котором сопротивление термического контакта между теплообменными трубками и фланцами ребер уменьшено и в котором теплообменная способность может быть увеличена, и могут быть получены холодильник и устройство кондиционирования воздуха, снабженные этим теплообменником.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0013] Фиг.1 - это увеличенный вид в разрезе главного участка теплообменника согласно первому варианту осуществления изобретения.

Фиг.2 включает в себя примерные схемы способа изготовления теплообменника согласно первому варианту осуществления.

Фиг.3 - это диаграмма, показывающая взаимосвязь между отношением толщины к радиусу каждого изгиба фланца ребра и эффективностью теплообменника для теплообменника согласно первому варианту осуществления.

Фиг.4 - это диаграмма, показывающая взаимосвязь между отношением толщины к радиусу каждого изгиба фланца ребра и эффективностью теплообменника для теплообменника согласно первому варианту осуществления.

Фиг.5 включает в себя увеличенный вид главного участка теплообменника и вид в разрезе теплообменной трубки согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.6 - это диаграмма, показывающая взаимосвязь между выражением отношения и эффективностью теплообменника для теплообменника согласно второму варианту осуществления, в котором выражение отношения представляет отношение между толщиной фланца ребра, внешним диаметром теплообменной трубки и числом жил внутренних выступов.

Фиг.7 - это диаграмма, показывающая взаимосвязь между выражением отношения и эффективностью теплообменника для теплообменника согласно второму варианту осуществления, в котором выражение отношения представляет отношение между толщиной фланца ребра, внешним диаметром теплообменной трубки и числом жил внутренних выступов.

Фиг.8 - это увеличенный вид в разрезе главного участка традиционного теплообменника из оребренных трубок.

Фиг.9 - это примерная схема ребра по фиг.8.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0014] ПЕРВЫЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Фиг.1 - это увеличенный вид в разрезе главного участка теплообменника согласно первому варианту осуществления изобретения, после того как трубка теплообменника была развальцована. Обращаясь к фиг.1, ссылочный номер 1 обозначает ребро, которое выполнено из листа, выполненного из термостойкого металла, такого как медный сплав или алюминиевый сплав (аналогично в других вариантах осуществления), и теплообменная трубка 10, выполненная из металлического материала, такого как медь или медный сплав, или алюминий или алюминиевый сплав (аналогично в других вариантах осуществления), предусмотрена ортогонально ребрам 1.

[0015] Фиг.2(a) и 2(b) - это примерные схемы, иллюстрирующие способ производства теплообменника согласно первому варианту осуществления изобретения.

При производстве теплообменника множество U-образных трубок сначала изготавливают посредством сгибания в U-образную форму, среднего участка отдельных теплообменных трубок 10 в продольном направлении с заданным шагом изгиба. Впоследствии каждая из этих U-образных трубок вкладывается между фланцами 2 ребер и фланцами 2 ребер множества ребер 1, которые расположены параллельно друг другу с заданным интервалом. Затем, каждая U-образная трубка развальцовывается посредством механического способа развальцовки, в котором шар 15 для развальцовки проталкивается в U-образную трубку посредством стержня 16, как иллюстрировано на фиг.2(a), или развальцовывается посредством гидравлического способа развальцовки, в котором шар 15 для развальцовки проталкивается в U-образную трубку посредством текучей среды 17, как иллюстрировано на фиг.2(b). По существу, каждое ребро 1 и U-образные трубки, т.е. теплообменные трубки 10, соединяют вместе. Таким образом, изготавливается теплообменник из оребренных трубок.

[0016] Теплообменник, который изготовлен, как описано выше, включает в себя множество теплообменных трубок 10, которые расположены параллельно друг другу, и множество ребер 1, которые находятся ортогонально теплообменным трубкам 10. Теплообменные трубки 10 находятся в контакте с фланцами 2 ребер для ребер 1, вдоль этих фланцев ребер вкладывают теплообменные трубки 10.

Что касается формы фланца 2 ребра, обратно выступающий участок 3 и корневой участок 4, каждый, снабжен аркообразным изгибом и каждый имеет радиус R1 и R2 соответственно; толщина Tw1 обратно выступающего участка 3 выполнена меньшей, чем толщина Tw2 корневого участка 4; и отношение (Tw1/R1) толщины Tw1 к радиусу R1 изгиба обратно выступающего участка 3 равно половине или более отношения (Tw2/R2) толщины Tw2 к радиусу R2 изгиба корневого участка 4. Необходимо отметить, что промежуточный участок 5, внешняя сторона поверхности которого является плоской, предусмотрен между изгибом обратно выступающего участка 3 и изгибом корневого участка 4. В целом, формируется ребро, по существу, J-образной формы.

[0017] В этом случае, когда радиус R1 изгиба обратно выступающего участка 3 фланца 2 ребра выполнен большим, чем радиус R2 изгиба корневого участка 4, тогда, после развальцовки теплообменной трубки 10, площадь соприкосновения корневого участка 4 фланца 2 ребра для ребра 1 спереди и обратно выступающего участка 3 фланца 2 ребра для ребра 1 сзади увеличивается, и сопротивление термического контакта уменьшается; таким образом, теплообменная способность увеличивается.

[0018] Фиг.3 и 4 - это диаграммы, каждая из которых иллюстрирует взаимосвязь между взаимосвязью и эффективностью теплообменника, взаимосвязью между толщиной Tw1 и радиусом R1 изгибов обратно выступающего участка 3 фланца 2 ребра и между толщиной Tw2 и радиусом R2 корневого участка фланца 2 ребра.

Радиус R1 изгиба обратно выступающего участка 3 фланца 2 ребра имеет тесную взаимосвязь с толщиной Tw1 обратно выступающего участка 3; соответственно, когда радиус R1 изгиба обратно выступающего участка 3 должен быть увеличен, толщина Tw1 обратно выступающего участка 3 также должна быть увеличена. Если толщина Tw1 обратно выступающего участка 3 небольшая, когда радиус R1 изгиба обратно выступающего участка 3 фланца 2 ребра большой, механическое напряжение будет концентрироваться на обратно выступающем участке 3, и давление контакта между промежуточной частью 5 и теплообменной трубкой 10 будет падать. Соответственно, сопротивление термического контакта будет повышаться, и теплообменная способность будет падать.

[0019] Кроме того, когда отношение (Tw1/R1) толщины Tw1 к радиусу R1 изгиба обратно выступающего участка 3 фланца 2 ребра равно половине или менее отношения (Tw2/R2) толщины Tw2 к радиусу R2 изгиба корневого участка 4, тогда давление контакта между корневой частью 4 фланца 2 ребра для ребра 1 спереди и обратно выступающей частью 3 фланца 2 ребра для ребра 1 сзади будет падать. Соответственно, давление контакта между промежуточной частью 5 фланца 2 ребра и теплообменной трубкой 10 будет падать, и сопротивление термического контакта будет увеличиваться, приводя к падению в теплообменной способности.

[0020] Следовательно, желательно, чтобы отношение (Tw1/R1) толщины Tw1 к радиусу R1 изгиба обратно выступающего участка 3 фланца 2 ребра составляло 0,6 или более относительно отношения (Tw2/R2) толщины Tw2 к радиусу R2 изгиба корневого участка 4.

[0021] ВТОРОЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Фиг.5 - это увеличенный вид в разрезе главного участка теплообменника и вид в разрезе теплообменной трубки согласно второму варианту осуществления изобретения. Необходимо отметить, что те же части, что и в первом варианте осуществления, обозначены аналогичными ссылочными номерами.

На чертеже ссылочный номер 1 обозначает ребро, которое выполнено из листа, выполненного из термостойкого металла, такого как медный сплав или алюминиевый сплав. Теплообменная трубка 10, которая выполнена из металлического материала, такого как медь, медный сплав, алюминий или алюминиевый сплав, и которая снабжена множеством внутренних выступов 11, расположенных в осевом направлении внутренней круговой поверхности, предусмотрена ортогонально ребрам 1.

[0022] Теплообменник согласно второму варианту осуществления выполнен так, что изгиб предусмотрен на обратно выступающем участке 3 и на корневом участке 4 фланца 2 ребра для каждого ребра 1; соотношение (Tw1/R1) толщины Tw1 к радиусу R1 изгиба обратно выступающего участка 3 выполнено так, чтобы равняться половине или более соотношения (Tw2/R2) толщины Tw2 к радиусу R2 изгиба корневого участка 4; и результат выражения отношения (3,14×D/N)×((Tw1+Tw2)/2)/Tw2 составляет от 0,26 до 0,34, при этом выражение отношения является произведением отношения (3,14×D/N) длины (3,14×D) окружности теплообменной трубки 10, имеющей внешний диаметр D, к общему числу N жил внутренних выступов 11, на отношение ((Tw1+Tw2))/2/Tw2 средней толщины (Tw1+Tw2)/2 промежуточного участка 5 фланца 2 ребра к толщине Tw2 корневого участка 4 фланца 2 ребра.

[0023] Впоследствии, причина числового ограничения второго варианта осуществления будет описана.

Фиг.6 и 7 - это диаграммы, показывающие соотношение между следующими двумя параметрами: одним является выражение отношения, показывающее отношение между толщиной Tw фланца 2 ребра для ребра 1, внешним диаметром D теплообменной трубки 10 и числом N жил внутренних выступов 11 теплообменной трубки 10; а другим является эффективность теплообменника (%).

Как показано на фиг.6 и 7, для сохранения теплообменником теплообменной способности, выражение отношения (3,14×D/N)×((Tw1+Tw2)/2)/Tw2, которое является произведением отношения (3,14×D/N) длины (3,14*D) окружности теплообменной трубки 10, имеющей внешний диаметр D, к числу N жил внутренних выступов 11, на отношение ((Tw1+Tw2)/2))/Tw2 средней толщины (Tw1+Tw2)/2 промежуточного участка 5 фланца 2 ребра к толщине Tw2 корневого участка 4 фланца 2 ребра, должно составлять от 0,26 до 0,34.

[0024] С другой стороны, если результат выражения соотношения (3,14×D/N)×((Tw1+Tw2)/2)/Tw2 меньше, чем 0,26, при этом выражение отношения представляет произведение отношения (3,14×D/N) длины (3,14×D) окружности теплообменной трубки 10, имеющей внешний диаметр D, к числу N жил внутренних выступов 11, на отношение ((Tw1+Tw2)/2)/Tw2) средней толщины (Tw1+Tw2)/2 промежуточного участка 5 фланца 2 ребра, к толщине Tw2 корневого участка 4, тогда давление контакта между промежуточной частью 5 фланца 2 ребра и теплообменной трубкой 10 будет падать, и сопротивление термического контакта будет увеличиваться, следовательно, теплообменная способность будет падать.

[0025] Кроме того, если результат выражения отношения (3,14×D/N)×((Tw1+Tw2)/2)/Tw2 больше, чем 0,34, при этом выражение отношения представляет произведение отношения (3,14×D/N) окружности (3,14×D) теплообменной трубки 10, имеющей внешний диаметр D, к числу N жил внутренних выступов 11, на отношение ((Tw1+Tw2)/2)/Tw2 средней толщины (Tw1+Tw2)/2 промежуточного участка 5 фланца 2 ребра к толщине Tw2 корневого участка 4, тогда механическое напряжение будет концентрироваться на корневом участке 4 фланца 2 ребра, давление контакта между промежуточной частью 5 фланца 2 ребра и теплообменной трубкой 10 будет падать, и сопротивление термического контакта будет увеличиваться; следовательно, теплообменная способность будет падать.

[0026] Необходимо отметить, что особенно предпочтительно, чтобы результат выражения отношения (3,14×D/N)×((Tw1+Tw2)/2)/Tw2 составлял от 0,27 до 0,31, при этом выражение отношения представляет произведение отношения (3,14×D/N) длины (3,14×D) окружности теплообменной трубки 10, имеющей внешний диаметр D, к числу N жил внутренних выступов 11, на отношение ((Tw1+Tw2)/2)/Tw2 средней толщины (Tw1+Tw2)/2 промежуточного участка 5 фланца 2 ребра к толщине Tw2 корневого участка 4.

[0027] Соответственно, во втором варианте осуществления результат выражения отношения (3,14×D/N)×((Tw1+Tw2)/2)/Tw2, которое является произведением отношения (3,14×D/N) длины (3,14×D) окружности теплообменной трубки 10, имеющей внешний диаметр D, к числу N жил внутренних выступов 11, на соотношение (Tw1+Tw2)/2)/Tw2 средней толщины (Tw1+Tw2)/2 промежуточного участка 5 фланца 2 ребра и толщины Tw2 корневого участка 4, задан так, чтобы составлять от 0,26 до 0,34.

С такой конфигурацией сопротивление термического контакта между ребрами 1 и теплообменными трубками 10 уменьшается, и теплообменная способность увеличивается.

[0028] ТРЕТИЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Третий вариант осуществления является примером, в котором теплообменник согласно первому варианту осуществления или второму варианту осуществления применяется в холодильнике или устройстве кондиционирования воздуха.

Соответственно, сопротивление контакта между ребрами 1 и теплообменными трубками 10 теплообменника уменьшается, и могут быть получены высокоэффективный холодильник или устройство кондиционирования воздуха с увеличенной теплообменной способностью.

[0029] Необходимо отметить, что вышеописанные холодильник и устройство кондиционирования воздуха согласно изобретению применяют, в качестве своей рабочей текучей среды, любой из однокомпонентного хладагента HC, смешанного хладагента, включающего в себя HC, и неазеотропной смеси холодильных агентов, включающих в себя R32, R410A, R407C, тетрафторопропилен и HFC-хладагент, имеющий точку кипения, которая ниже, чем у тетрафторопропилена; и двуокись углерода. В случае устройства кондиционирования воздуха теплообменник согласно изобретению применяется в любом одном или обоих из испарителя и конденсатора.

[0030] ПРИМЕРЫ

Далее будет дано описание примеров изобретения, при этом сравнивая примеры со сравнительными примерами, которые отклоняются от рамок изобретения.

Как иллюстрировано в таблице 1, были изготовлены теплообменники, в которых изгиб корневого участка 4 фланца 2 ребра для ребра 1 имеет радиус R2 0,3 мм и толщину Tw2 0,1 мм и в которых изгиб обратно выступающего участка 3 имеет радиус R1 0,4 мм и толщину Tw1 0,067 мм или 0,09 мм (пример 1 и пример 2).

Кроме того, в качестве сравнительных примеров были изготовлены теплообменники, в которых изгиб корневого участка 4 фланца 2 ребра для ребра 1 имеет радиус R2 0,3 мм и толщину Tw2 0,1 мм и в котором изгиб обратно выступающего участка 3 имеет радиус R1 0,4 мм и толщину Tw1 0,05 мм или 0,06 мм (сравнительный пример 1 и сравнительный пример 2).

[0031]

[Таблица 1]
Tw1 [мм] R1 [мм] Tw2 [мм] R2 [мм] (Tw1/R1)/(Tw2/R2) Эффективность теплообменника [%]
Сравнительный пример 1 0,05 0,4 0,1 0,3 0,38 96
Сравнительный пример 2 0,06 0,4 0,1 0,3 0,45 99
Пример 1 0,067 0,4 0,1 0,3 0,5 100,5
Пример 2 0,09 0,4 0,1 0,3 0,68 102

[0032] Как видно из таблицы 1, оба теплообменника из примера 1 и примера 2 имеют более высокую эффективность теплообменника по сравнению с теплообменниками из сравнительного примера 1 и сравнительного примера 2 и имеют улучшенный коэффициент контактной теплопередачи.

[0033] Далее, как иллюстрировано в таблице 2, были изготовлены теплообменники, в которых изгиб корневого участка 4 фланца 2 ребра для ребра 1 имеет радиус R2 0,3 мм и толщину Tw2 0,1 мм и в которых изгиб обратно выступающего участка 3 имеет радиус R1 0,5 мм и толщину Tw1 0,083 мм или 0,09 мм (пример 3 и пример 4).

Кроме того, в качестве сравнительных примеров были изготовлены теплообменники, в которых изгиб корневого участка 4 фланца 2 ребра для ребра 1 имеет радиус R2 0,3 мм и толщину Tw2 0,1 мм и в котором изгиб обратно выступающего участка 3 имеет радиус R1 0,5 мм и толщину Tw1 0,06 мм или 0,07 мм (сравнительный пример 3 и сравнительный пример 4).

[0034]

[Таблица 2]
Tw1 [мм] R1 [мм] Tw2 [мм] R2 [мм] (Tw1/R1)/(Tw2/R2) Эффективность теплообменника [%]
Сравнительный пример 3 0,06 0,5 0,1 0,3 0,36 95
Сравнительный пример 4 0,07 0,5 0,1 0,3 0,42 98
Пример 3 0,083 0,5 0,1 0,3 0,5 100,5
Пример 4 0,09 0,5 0,1 0,3 0,54 101,8

[0035] Как видно из таблицы 2, оба теплообменника из примера 3 и примера 4 имеют более высокую эффективность теплообменника по сравнению с теплообменниками из сравнительного примера 3 и сравнительного примера 4 и имеют улучшенный коэффициент контактной теплопередачи.

[0036] Затем, как иллюстрировано в таблице 3, были изготовлены теплообменники, в которых фланец 2 ребра для ребра 1 имеет обратно выступающий участок 3 с толщиной Tw1 0,07 мм и корневой участок 4 с толщиной Tw2 0,1 мм и в которых теплообменная трубка 10 имеет внешний диаметр D 7 мм и число N жил внутренних выступов 11, равное 55 или 72 (пример 5 и пример 6).

Кроме того, в качестве сравнительных примеров были изготовлены теплообменники, в которых фланец 2 ребра для ребра 1 имеет обратно выступающий участок 3 с толщиной Tw1 0,07 мм и корневой участок 4 с толщиной Tw2 0,1 мм и в которых теплообменная трубка 10 имеет внешний диаметр D 7 мм и 45, 50 или 80 жил N внутренних выступов 11 (сравнительный пример 5, сравнительный пример 6 и сравнительный пример 7).

[0037]

[Таблица 3]
Внешний диаметр D [мм] Число жил N
[-]
Tw1 [мм] Tw2 [мм] 3,14*внешний диаметр (D)/число жил (N)× ((Tw1/Tw2)/2)/Tw2 Эффективность теплообменника
[%]
Сравнительный пример 5 7 45 0,07 0,1 0,42 92
Сравнительный пример 6 7 50 0,07 0,1 0,37 97
Сравнительный пример 7 7 80 0,07 0,1 0,23 97
Пример 5 7 55 0,07 0,1 0,34 101
Пример 6 7 72 0,07 0,1 0,26 101,5

[0038] Как видно из таблицы 3, оба теплообменника из примера 5 и примера 6 имеют более высокую эффективность теплообменника по сравнению с теплообменниками из сравнительного примера 5, сравнительного примера 6 и сравнительного примера 7 и имеют улучшенный коэффициент контактной теплопередачи.

[0039] Кроме того, как иллюстрировано в таблице 4, были изготовлены теплообменники, в которых фланец 2 ребра для ребра 1 имеет обратно выступающий участок 3 с толщиной Tw1 0,09 мм и корневой участок 4 с толщиной Tw2 0,1 мм и в которых теплообменная трубка 10 имеет внешний диаметр D 7 мм и 60 или 80 жил N внутренних выступов 11 (пример 7 и пример 8).

Кроме того, в качестве сравнительных примеров были изготовлены теплообменники, в которых фланец 2 ребра для ребра 1 имеет обратно выступающий участок 3 с толщиной Tw1 0,09 мм и корневой участок 4 с толщиной Tw2 0,1 мм и в которых теплообменная трубка 10 имеет внешний диаметр D 7 мм и 50, 55 или 85 жил N внутренних выступов 11 (сравнительный пример 8, сравнительный пример 9 и сравнительный пример 10).

[0040] [Таблица 4]

Внешний диаметр D [мм] Число жил N [-] Tw1 [мм] Tw2 [мм] 3,14*внешний диаметр (D)/число жил (N)× ((Tw1/Tw2)/ 2)/Tw2 Эффективность теплообменника [%]
Сравнительный пример 8 7 50 0,09 0,1 0,41 91
Сравнительный пример 9 7 55 0,09 0,1 0,37 97
Сравнительный пример 10 7 85 0,09 0,1 0,24 98
Пример 7 7 60 0,09 0,1 0,34 101
Пример 8 7 80 0,09 0,1 0,26 101,5

[0041] Как видно из таблицы 4, оба теплообменника из примера 7 и примера 8 имеют более высокую эффективность теплообменника по сравнению с теплообменниками из сравнительного примера 8, сравнительного примера 9 и сравнительного примера 10 и имеют улучшенный коэффициент контактной теплопередачи.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

[0042]

1 Ребро

2 Фланец ребра

3 Обратно выступающий участок фланца ребра

4 Корневой участок фланца ребра

5 Промежуточный участок фланца ребра

10 Теплообменная трубка

11 Внутренний выступ

15 Шар для развальцовки трубки

16 Стержень

17 Текучая среда

1. Теплообменник, содержащий:
множество теплообменных трубок, расположенных параллельно друг другу; и множество листообразных ребер, предусмотренных ортогонально теплообменным трубкам, каждая из которых находится в контакте с фланцами ребер листообразных ребер посредством развальцовки и введена вдоль фланцев ребер,
при этом каждый фланец ребра выполнен так, что предусмотрен изгиб на каждом из обратно выступающего участка и корневого участка фланца ребра, причем толщина обратно выступающего участка является небольшой по сравнению с толщиной корневого участка, а радиус изгиба обратно выступающего участка является большим по сравнению с радиусом изгиба корневого участка.

2. Теплообменник по п. 1, в котором промежуточный участок, внешняя сторона поверхности которого является плоской, выполнен между изгибом на обратно выступающем участке и изгибом на корневом участке каждого фланца ребра.

3. Теплообменник по п. 2, в котором каждая теплообменная трубка выполнена так, что произведение отношения длины окружности к общему числу жил внутренних выступов каждой теплообменной трубки на отношение средней толщины промежуточного участка к толщине корневого участка составляет от 0,26 до 0,34.

4. Теплообменник по любому из пп. 1-3, в котором каждый фланец ребра выполнен таким образом, что отношение толщины к радиусу изгиба обратно выступающего участка равно половине или более отношения толщины к радиусу изгиба корневого участка.

5. Холодильник, содержащий теплообменник по любому из пп. 1-4.

6. Устройство кондиционирования воздуха, содержащее теплообменник по любому из пп. 1-4.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к устройствам распределения воды градирен систем оборотного водоснабжения электростанций и промышленных предприятий.

Изобретение предназначено для применения на транспорте и относится к охлаждающим устройствам работающего оборудования дизельных локомотивов. Радиатор сотового типа для охлаждения масла и воды состоит из охлаждающих трубок круглого сечения с шестигранными основаниями, расположенными горизонтально по направлению движения тепловоза для обеспечения прохождения воздуха по трубке, при этом в охлаждающие трубки круглого сечения впаиваются турбулизирующие вставки, причем толщина пластины турбулизирующей вставки уменьшается от края трубки к ее центру.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в теплообменных аппаратах. Теплообменная труба, в которой канавки глубиной 0,3H до 0,5H, где H - толщина стенки трубы, нанесенные с шагом на наружной поверхности трубы и соответствующие им выступы на внутренней поверхности трубы, выполнены по винтовой линии с шагом, который находится в диапазоне от D до 8D, где D - наружный диаметр трубы.

Изобретение предназначено для применения в теплотехнике и может быть использовано в теплообменных аппаратах с оребренными трубами. В теплообменном аппарате оребренная теплообменная труба диаметром d выполнена серпантинообразной с внешним диаметром оребрения D и толщиной ребер L1, расположенных на расстоянии L2 друг от друга, при этом амплитуда серпантина A по внешнему диаметру оребрения составляет не менее A = D × ( 2 + 1 L 1 + L 2 L 1 − 1 ) период волны серпантина P не менее P = 2 D × ( 1 + 1 L 1 + L 2 L 1 − 1 ) Технический результат: интенсификация теплообмена за счет турбулизации потока, проходящего внутри оребренных серпантинообразных труб, и увеличение площади теплообмена аппарата.

Изобретение относится к холодильному контуру. Сущность изобретения: холодильный контур (3) для бытовой техники, в частности бытовой техники для охлаждения, такой как холодильники и морозильники, включает первый теплообменник (5), выполненный с возможностью гидравлического сообщения с компрессором (4), обеспечивающий охлаждение проходящей через него охлаждающей текучей среды и ее переход по существу в жидкую фазу.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано при изготовлении бойлерных труб. Способ изготовления бойлерных труб с различной ребристой внутренней поверхностью заключается в том, что рассчитанный по размерам шпиндель с каналом, имеющим заданную форму внешней поверхности, выполняют с навивкой в канал проволокообразного элемента, формирующего на нем обратное изображение заданной структуры ребристости трубы.

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к гелиотехнике, и может использоваться в солнечных коллекторах, предназначенных для нагрева воды от солнечного излучения.

Предлагаемое изобретение относится к области энергетики и может быть использовано на транспорте, в химической технологии и других отраслях техники. В теплообменной трубе канал образован гладкими участками трубы и выступами, при этом выступы выполнены с дополнительным интенсификатором теплообмена в виде дискретных канавок, поперечных к потоку, причем канал выполнен с геометрическими соотношениями: l2=(90-100)h; l1=(90-100)h; l'/l1=0,05; h/D=0.03, где l2 - длина канавки, мм; l1 - длина выступа, мм; l' - длина участка выступа между неглубокими канавками, мм; h - высота выступа, мм; D - внутренний диаметр теплообменной трубы, мм.

Предлагаемое изобретение относится к области энергетики и может быть использовано на транспорте, в химической технологии и других отраслях техники. В теплообменной трубе, канал которой выполнен с выступами и канавками, согласно заявляемому изобретению, канал образован гладкими участками трубы и узкими канавками с геометрическими соотношениями: h/D=0.1, (t-l)/h=1, l/h<(3-5), где h - высота выступа, мм, D - внутренний диаметр теплообменной трубы, мм, t - длина типового участка канала с выступом и канавкой, мм, l - длина канавки, мм.

Изобретение относится к теплообменной аппаратуре и может быть использовано в различных отраслях промышленности, сельского и коммунального хозяйств. Теплообменник типа «труба в трубе», во внутренней трубе и в межтрубном пространстве которого установлены винтовые вставки.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для соединения трубы с пластинами теплообменника. В способе соединения трубы с пластинами теплообменника, пластины, имеющие воротнички, располагают на трубе, подают в трубу рабочее тело под давлением, увеличивают давление в трубе и ее диаметр. Между угловой зоной воротничка каждой пластины и трубой устанавливают зазор больший, чем зазор между трубой и концевой зоной воротничка. Изгибают стенкой трубы воротничок каждой пластины в сторону периферийной части пластины, увеличивают концевую зону воротничка, осаживают ее на трубе до момента плотного контакта угловой зоны воротничка с трубой. Продолжают повышать давление в трубе до момента фиксации заданной плотности угловой зоны воротничка каждой пластины с трубой и после этого давление в трубе сбрасывают. В изобретении представлены три варианта выполнения пластины теплообменника указанным способом. Технический результат - уменьшение энергоемкости изготовления теплообменника и повышение его эффективности. 4 н. п. ф-лы, 7 ил.

Настоящее изобретение относится к теплообменной трубе и к способу ее изготовления, при этом теплообмен осуществляется между потоком текучей среды, проходящим внутри трубы, и текучей средой снаружи этой трубы. В частности, происходит активизация текучей среды внутри трубы, благодаря чему увеличивается объем ее взаимодействия и повышается эффективность теплообмена. В дополнение к этому, упрощено изготовление теплообменной трубы при улучшении характеристик сцепления и уплотнения между поверхностями внешней трубы и помещаемого внутрь внешней трубы объекта. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к теплотехнике и предназначено для утилизации тепла. Проточный кожухотрубный теплообменник для жидких и газообразных сред цилиндрической формы с соосными патрубками по торцам для входа и выхода основной нагревающей или охлаждаемой среды, с однорядным расположением профильных труб вдоль боковой цилиндрической поверхности, с вводом и выводом нагреваемой или охлаждающей среды через отверстия по кольцевым окружностям торцов между боковой стенкой теплообменника и патрубком, являющимися элементами трубной доски, при этом теплообменные трубы по основной длине имеют сечение клиновидной формы, обращенные острыми углами к центральной оси, тем самым равномерно заполняя теплообменник, и к местам ввода и вывода нагреваемой или охлаждающей среды сечение труб уменьшается до возможности их присоединения к отверстиям в кольцевых торцах теплообменника. Это позволяет уменьшить неравномерность распределения межтрубной среды, а следовательно, повысить эффективность теплообмена. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к крекинговой печи для получения этилена, содержащей: по крайней мере одну радиантную секцию, которая снабжена донной горелкой и/или боковой горелкой и по крайней мере одним набором радиантных змеевиков, размещенным в радиантной секции в продольном направлении. При этом радиантный змеевик представляет собой по крайней мере двухпроходный змеевик, имеющий структуру типа N-1, где N - натуральное число от 2 до 8, и коллектор, имеющий форму обращенной Y-образной трубы или трубы в виде ладони, имеющей N входов, где N равно 2 или 4, и один выход, и расположенный на входе нижней по течению трубы упомянутого по крайней мере двухпроходного змеевика, и выходной конец каждой верхней по течению трубы упомянутого по крайней мере двухпроходного змеевика подсоединен к коллектору через изогнутый соединитель. Причем каждый изогнутый соединитель содержит U-образное колено и S-образное колено, где одно колено подсоединено к выходу соответствующей верхней по течению трубы, а другое колено подсоединено к входу коллектора. Устройство по настоящему изобретению может эффективно снизить влияние разницы в расширении между верхними по течению трубами и нижними по течению трубами, снижая тем самым вызванные им напряжения. В результате устраняется изгиб радиантного змеевика, что ведет к увеличению срока его службы. 17 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к области теплообменных аппаратов, в частности к системам охлаждения электрогенераторов вспомогательных газотурбинных силовых установок, применяемым в авиационных двигателях, а также в стационарных мини-электростанциях. Предлагаемое устройство содержит корпус с кольцевым спиральным каналом, в котором выполнены продольные перегородки с пазами, причем на поверхности пазов в продольных перегородках выполнены канавки. Технический результат - увеличение эффективности охлаждения, надежности и ресурса работы устройства с кольцевым спиральным каналом, в котором протекает охлаждающий теплоноситель. 1 з.п ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в теплообменных аппаратах. В теплообменной трубе со скругленными выемками на наружной поверхности и соответствующими им скругленными выступами высотой h на внутренней поверхности, которые нанесены с шагом S, скругленные выемки на наружной поверхности и соответствующие им скругленные выступы на внутренней поверхности имеют угловой размер, равный 90°, и расположены на противоположных сторонах трубы, при этом повернутые на 90° скругленные выступы и выемки нанесены с шагом S/2, причем труба выполнена с геометрическими соотношениями: S=1∗D, h=0,1∗D, где S - шаг между скругленными выемками, мм; h - высота скругленного выступа, мм; D - наружный диаметр теплообменной трубы, мм. Техническим результат - снижение энергетических затрат на прокачку теплоносителя за счет снижения гидросопротивления, а также увеличение прочности и надежности трубы. 2 ил.
Наверх