内螺纹铜管及具有该内螺纹铜管的换热设备的制作方法

本发明涉及换热技术领域，尤其涉及一种内螺纹铜管及具有该内螺纹铜管的换热设备。

背景技术：

内螺纹铜管是制造空调器或热泵热水器中蒸发器的关键传热材料，随着铜价上涨以及国家对机组能效的要求提升等原因，内螺纹铜管正在朝细径薄壁的方向发展，但是管径太小会造成冷媒阻力变大，管壁太薄会增加工作中的铜管出现泄漏和爆裂的可能性。

国内现有的内螺纹铜管结构通常是专门为普通冷媒(R22、R134a、R410a)空调或者热泵热水器设计，而在使用二氧化碳作为冷媒时，由于二氧化碳空调或者热泵热水器机组的运行压力是普通冷媒机组的3-4倍(3-8MPa)，以及二氧化碳冷媒特殊的热物性和传输性,使得其蒸发换热和两相流特点有别于传统制冷剂，导致现有的普通内螺纹铜管无法满足需求，具体体现在使用二氧化碳冷媒时，会出现铜管管壁过薄出现泄漏或者爆裂，换热液膜更容易被撕裂损坏，且容易出现干涸区域，最终导致传热效果降低，换热受到影响。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种内螺纹铜管及具有该内螺纹铜管的换热设备，以解决上述出现的问题，在满足较高的运行压力的同时，增加了蒸发器的换热系数，提高换热效果。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种内螺纹铜管，包括管体，所述管体内表面设有内螺纹，所述内螺纹的齿形为三角形，所述内螺纹的底壁厚 t为0.35-0.4mm。

作为优选，所述内螺纹的螺旋角为0°-10°。

作为优选，所述内螺纹的螺旋角为6°-8°。

作为优选，所述内螺纹的齿顶角α为30°-45°。

作为优选，所述内螺纹的齿高为0.1-0.15mm。

作为优选，所述内螺纹的齿数为50-90。

本发明通过将内螺纹设置为三角形，其结构能够在不出现或者较少出现干涸区域的同时，使得内螺纹表面形成的液膜被刺破，进而使二氧化碳冷媒与内螺纹铜管管壁发生较多的热交换，提高了传热效果。

将内螺纹的底壁厚设置为0.35-0.4mm，能够满足二氧化碳冷媒3-8MPa的运行压力需求，使得内螺纹铜管的强度得到了加强，避免了泄漏或者爆裂的问题出现。

本发明还提供一种换热设备，其包括上述的内螺纹铜管。

作为优选，所述换热设备为空调器或者热泵热水器。

作为优选，所述内螺纹铜管设于所述空调器或者热泵热水器的蒸发器内。

本发明提供上述换热设备，通过使用上述内螺纹铜管，使得其内的蒸发器通入二氧化碳冷媒时，其换热系数得到了增加，提高了换热效果。

附图说明

图1是本发明的内螺纹铜管的结构示意图；

图2是本发明图1的I处放大示意图。

图中：1、管体；2、内螺纹。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本发明提供一种内螺纹铜管，应用于换热设备的蒸发器上，且其内通入二氧化碳冷媒，相对于现有的适用于普通冷媒的内螺纹铜管，本发明能够满足二氧化碳冷媒所需的3-8MPa的运行压力的要求。具体的，如图1-2所示，该内螺纹铜管包括管体1，在管体1的内表面设有内螺纹2，该内螺纹的齿形为三角形，之所以设置为三角形，是因为现有的内螺纹铜管内螺纹的齿形通常为梯形或者弧形结构，该种结构在通入冷媒时，会在内螺纹表面形成较厚的液膜，虽然很大程度上避免了干涸区域的出现，但是过厚的液膜也使得冷媒与铜管的管壁之间传热受阻，传热效果下降，而通过本发明的三角形的齿形，能够在不出现或者很少出现干涸区域的同时，将过厚的液膜刺破，以形成厚度较薄的液膜，进而使得二氧化碳冷媒与内螺纹铜管管壁发生较多的热交换，在一定程度上提高了传热效果。

本实施例中，内螺纹2的底壁厚t为0.35-0.4mm，通常底壁厚越薄传热效果越好，现有的底壁厚通常在0.3mm以内，以保证传热效果，但是针对二氧化碳冷媒而言(由于其高运行压力的要求)，底壁厚过薄会导致内螺纹铜管出现泄漏或者爆裂，因此将底壁厚设置为0.35-0.4mm，在满足了二氧化碳冷媒3-8MPa的运行压力的同时，使得内螺纹铜管的强度得到了加强。在本实施例中，底壁厚t优选为0.35mm，0.37mm，0.38mm以及0.4mm，具体可根据不同管径所需要的强度要求来设定底壁厚t的值。

本实施例中，内螺纹2的螺旋角为0°-10°，优选的，内螺纹的螺旋角为6°-8°，通过上述角度的螺旋角，能够使得通入内螺纹铜管的二氧化碳冷媒产生与径向不同的二次流，增加了湍流的强度，从而使对流换热得到加强，内螺纹铜管的传热效果随之增加。

内螺纹2的齿顶角α为30°-45°，具体的可以为30°、35°、40°、 45°，该齿顶角的选用不宜过大和过小，过大的话导致形成的液膜厚度较大，难以刺破以形成较薄的液膜；过小则容易导致刺破液膜后无法形成较薄的液膜，使得出现干涸区域的可能性增大，影响传热效果。需要说明的是，本实施例中的干涸区域是指：内螺纹铜管的管壁壁面上的液膜被撕掉，最终从壁面上蒸发消失，此时壁面失去液体冷却，壁温升高，传热能力下降，产生干涸现象。因此，铜管上述齿顶角α的数值选用，能够避免干涸区域出现或者使干涸区域较少出现。

本实施例中，内螺纹2的齿高为0.1-0.15mm，选用上述齿高，能够使内螺纹铜管的传热效果增强。

本实施例的内螺纹2的齿数选用为50-90，其有利于二氧化碳冷媒的沸腾换热，且增加了内螺纹铜管内表面的换热面积。优选的，该内螺纹2的齿数可以选择50、55、60、70、80、90。

本发明还提供了一种换热设备，具体的，该换热设备为空调器或者热泵热水器，在空调器或者热泵热水器内部设有蒸发器，而本发明的内螺纹铜管则设于蒸发器内，通过使用本发明的内螺纹铜管，能够使蒸发器的换热系数得到提高，进而在使用二氧化碳冷媒换热时，本发明的换热设备具有很高的换热效率。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。