專利名稱：用于熱水器的螺旋槽換熱管的制作方法
技術領域：
本發明屬于熱水器技術領域，特別涉及處于在管內流動的流體的雷諾數(Re)低于7000區域的熱水器用螺旋槽換熱管的結構設計。
背景技術：
在空調、熱水器等熱交換裝置中，通常設有換熱管，其特征為水等流體在換熱管管內流動的同時，利用管內外的溫差進行熱交換。為提高換熱管的傳熱性能，人們利用在換熱管外壁表面設有溝槽而換熱管內壁為螺旋肋的結構來強化換熱。此外，還有一種通過在換熱管內壁表面設置突起部來提高傳熱性能的技術。
在換熱管內壁表面設置突起部，由于換熱管的傳熱面積會增大，同時對流體也產生擾動作用，從而導致傳熱面上的傳熱系數增大，使傳熱性能提高。但是，在換熱管內壁表面設置突起部，則由于管摩擦系數會增大，管內流動的壓力損失也會增大。為此，專利文獻1公開了一種技術即通過在熱水器換熱管內壁表面設置高度為0.45mm～0.6mm的突起部，來促進與制冷劑的熱傳遞，同時抑制壓力損失的擴大。另外，專利文獻2還公開了一種技術即換熱管采用螺旋槽管，來提高傳熱性能的技術。
日本特公平6-70556[專利文獻2]日本特公平2002-228370但是，當換熱管內流體的流量很低，管內流體的流動狀態處于由層流區向紊流區轉化過渡區時，即使設置上述專利文獻1所公開的高度為0.45mm～0.6mm的突起部，強化傳熱的效果也是甚微。
例如，如圖1所示的熱泵式熱水器，為了有效地利用收費低廉的夜間供電，要花長時間將水從約10℃加熱至約90℃。在此，為確保產品的小型化和高效率，將流經熱水器換熱管內的水流量設定為非常小的數值(比如0.8L/min)。對于管內水流量較小的熱水器換熱管，一般采用通過縮小換熱管的內徑，提高管內的流體速度，從而提高傳熱性能。但是，即便如此，由于管內的水流量小，管內水流的流動狀態為在水流入口附近為由層流區向紊流區轉化過渡區域(Re＝1500～3000)；即使是在流出口附近，也僅達到紊流初期的程度(Re＝7000)。同時，在水流入口附近為低溫區域，由于傳熱系數低，無法實現有效的熱交換。
同時，當換熱管內流體的流量很低，管內流體的流動狀態處于由層流區向紊流區轉化過渡區時，通過采用螺旋槽管來提高傳熱性能的效果會較低。并且，螺旋槽管的螺旋內肋使管壁邊界形成強紊流，當螺旋內肋高度較大，會造成摩擦系數的增大，管內流動的壓力損失將增加。
發明內容
發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種結構簡單，并在低雷諾數區域內，既能提高傳熱性能，又確保管內的壓力損失較小的熱水器用螺旋槽換熱管。
本發明提出的第1種熱水器換熱管，是一種在管內外進行熱交換的熱水器用螺旋槽換熱管，管內設有螺旋內肋；在處于管內流體的雷諾數(Re)低于7000區域的至少一部分的熱水器換熱管內壁表面上，設有多個突起部，該突起部的高度H1為0.5mm～1.5mm的突起部。
采用螺旋槽管作為換熱管，通過螺旋內肋形成紊流，可獲取提高傳熱性能的效果。但是，在層流區以及由層流區向紊流區過渡的低雷諾數區域中，若只采用螺旋槽管來提高傳熱性能，就必須加增加螺旋內肋的高度，而螺旋內肋高度的增加會提高管內摩擦系數，由此增大管內的壓力損失。
于是，在層流區以及由層流區向紊流區過渡的低雷諾數區域、即在處于雷諾數Re低于7000區域的管段內壁表面，設置多個向管內突起且高度為0.5mm～1.5mm的突起部。其結果，由于管內所設的突起部，既提高了傳熱系數，又抑制了螺旋槽的深度，并減小了突起部對管內壓力損失所造成的影響，從而使熱水器用螺旋槽換熱管的整體性能得到提高。
本發明提出的第2種熱水器用螺旋槽換熱管，管內設有螺旋內肋；是一種在管內外進行熱交換的熱水器用螺旋槽換熱管，在處于管內流體的雷諾數Re低于7000區域的至少一部分的管段內壁表面上，設有多個突起高度H1與內徑D的比為0.05～0.15的突起部。
當管內設有突起部時，管摩擦系數為雷諾數Re和相對粗糙度的函數，在此，為表現出管內突起部對管摩擦系數的影響，使用了在管內所設突起部的高度與管內徑之比值(即相對粗糙度)。在由層流區向紊流區過渡的低雷諾數區域，通過將管內壁面的相對粗糙度控制在規定范圍內，就可實現提高傳熱效果、又將由壓力損失所帶來的影響抑制在最小限度的效果。
為此，在層流區以及由層流區向紊流區過渡的低雷諾數區域、即在處于雷諾數(Re)低于7000區域的管段內壁表面，設置多個突起高度H1與管內徑D的比為0.05～0.15的突起部。其結果，由于管內所設的突起部，既提高了傳熱系數，又減小了突起部對管內壓力損失所造成的影響，從而使熱水器用螺旋槽換熱管的整體性能得到提高。
本發明提出的第3種熱水器用螺旋槽換熱管，是一種用于熱水器的熱交換器上，并在管內外進行熱交換的換熱管，管內設有螺旋內肋；在處于管內流體的雷諾數(Re)低于7000區域的至少一部分的熱水器換熱管內壁表面上，設有多個突起部，其突起高度H1為螺旋內肋高度Hm的1～3倍。
當具有螺旋槽的換熱管管內設突起部時，通過突起高度H1和螺旋內肋高度Hm提高傳熱效果的同時，有必要將壓力損失所造成的影響抑制到最低限度。雷諾數(Re)低于7000區域的低雷諾數區域中，設有多個突起高度H1為螺旋內肋高度Hm的1～3倍的突起部時，通過螺旋槽管及管內所設的突起部，可提高傳熱系數的同時，抑制螺旋槽的深度，并且減小突起部對管內壓力損失所造成的影響，使熱水器用螺旋槽換熱管的整體性能得到提高。
本發明提出的第4種熱水器用螺旋槽換熱管，是一種用于熱水器的熱交換器上，并在管內外進行熱交換的換熱管，管內設有螺旋內肋；在處于管內流體的雷諾數(Re)低于7000區域的至少一部分的熱水器換熱管內壁表面上，設有多個突起部，并且將多個突起部之間的間隔(P1)與螺旋槽的螺距(Pm)設定為不同值。當突起部與螺旋槽設置在重疊位置時，管內的摩擦系數會變高，管內的壓力損失有可能急速增加。在此，通過將突起部之間的間隔(P1)與螺旋槽的螺距(Pm)設定為不同值，以使突起部與螺旋槽的位置不重疊，可減少管內中壓力損失的急速增加。
本發明提出的第5種熱水器用螺旋槽換熱管，是一種用于熱水器的熱交換器上，并在管內外進行熱交換的熱水器換熱管；管內設有螺旋內肋；在管內流動的流體為水，并且在處于流體進口處附近的管段內壁表面，設有多個突起高度H1為0.5mm～1.5mm的突起部。
用于熱水器的熱交換器上的熱水器換熱管進口處附近的水流的流動狀態屬于層流區以及/或者由層流區向紊流區過渡轉化的區域。同時、因熱水器換熱管水流進口附近的水溫較低、傳熱系數也低。在本發明中，至少在處于水進口處附近的管段內壁表面，設置多個突起高度H1為0.5mm～1.5mm的突起部，以期獲得通過在管內設置突起部而提高傳熱系數的效果。其結果，由于管內所設的突起部，既提高了傳熱系數，又減小了突起部對管內壓力損失所造成的影響，從而使熱水器換熱管的整體性能得到提高。
本發明提出的第6種熱水器用螺旋槽換熱管，是一種用于熱水器的熱交換器上，并在管內外進行熱交換的熱水器換熱管；管內設有螺旋內肋；在管內流動的流體為水，并且在處于流體進口處附近的管段內壁表面，設置多個突起高度H1與管內徑D的比為0.05～0.15的突起部。
用于熱水器的熱交換器中，熱水器換熱管進口處附近的水流的流動狀態屬于層流區以及/或者由層流區向紊流區過渡轉化的區域。同時、因熱水器換熱管水流進口附近的水溫較低、傳熱系數也低。在此，在該用于熱水器的熱交換器中，至少在處于水進口處附近的換熱管內壁表面，設置多個突起高度H1與管內徑D的比為0.05～0.15的突起部。其結果，由于管內所設的突起部，既提高了傳熱系數，又減小了突起部對管內壓力損失所造成的影響，從而使熱水器用螺旋槽換熱管的整體性能得到提高。
本發明提出的第7種熱水器用螺旋槽換熱管，是一種用于熱水器的熱交換器上，并在管內外進行熱交換的熱水器換熱管；管內設有螺旋內肋；在管內流動的流體為水，并且在處于流體進口處附近的管段內壁表面，設置多個突起部，其突起高度H1與螺旋內肋高度Hm比為1～3。
熱水器換熱管進口處附近的水流的流動狀態屬于層流區以及/或者由層流區向紊流區過渡轉化的區域。同時、因熱水器換熱管水流進口附近的水溫較低、傳熱系數也低。在此，在設有螺旋槽的換熱管內設置突起部，提高傳熱系數。但是，在設有螺旋槽的換熱管內設置突起部時，有必要通過突起高度H1與螺旋內肋高度Hm提高傳熱效果的同時，壓力損失所造成的影響抑制到最低限度。在雷諾數(Re)低于7000的低雷諾數區域中，多個突起部的突起高度H1與螺旋內肋高度Hm比為1～3時，由于螺旋槽管及管內所設的突起部，在提高傳熱系數的同時可抑制螺旋槽的深度，從而減小了突起部對管內壓力損失所造成的影響，使熱水器用螺旋槽換熱管的整體性能得到提高。
本發明提出的第8種熱水器用螺旋槽換熱管，是一種用于熱水器的熱交換器上，并在管內外進行熱交換的換熱管，管內設有螺旋內肋；在管內流動的流體為水，并且在處于流體進口處附近的管段內壁表面上設有多個突起部，提高傳熱系數。但是，當突起部與螺旋槽設置在重疊位置時，管內的摩擦系數會變高，管內的壓力損失有可能急速增加。在此，將突起部之間的間隔(P1)與螺旋槽的螺距(Pm)設定為不同值。通過使突起部與螺旋槽的位置不重疊，可減少管內中壓力損失的急速增加。
本發明中提出的第9種熱水器用螺旋槽換熱管為，在所述第1種至第8發明中的任意一種熱水器用螺旋槽換熱管中，在管內流動的流體的流速為0.1m/s～0.6m/s。若熱水器用螺旋槽換熱管管內流動的流體的流速最適為0.2m/s～0.4m/s范圍。在管內流動的流體的流速低于0.1m/s時，換熱管的傳熱性能非常低。而在管內流動的流體的流速高于0.6m/s時，導致螺旋槽管內摩擦系數增加，管內的壓力損失增大。由此，在管內流動的流體的流速采用0.1m/s～0.6m/s。其結果，由于螺旋槽與管內所設的突起部，既提高了傳熱系數，又減小了突起部對管內壓力損失所造成的影響，從而使熱水器換熱管的整體性能得到提高。
本發明提出的第10種熱水器用螺旋槽換熱管為，在所述第1種至第8種發明中的任意一種熱水器用螺旋槽換熱管中，在突起部任意高度的橫截面形狀可為由圓形，橢圓形或近似圓形等平滑曲線所組成。
作為螺旋槽管內突起部對管內流體壓力損失的影響要素，除了螺旋內肋高度、管內流體的雷諾數、速度、突起部的高度以外，還應包括突起部的形狀。當突起部形狀為銳角狀時，繞過銳角的水流會產生漩渦，從而使流體的壓力損失變大。
因此，突起部采用以下形狀即在突起部任意高度的橫截面形狀由圓形，橢圓形或近似圓形等平滑曲線所組成。換而言之，由于突起部外側周邊表面由平滑的曲線組成，與突起部形狀為銳角時相比，可減少脫離漩渦的產生，從而抑制由于管內流體的壓力損失所造成的影響，提高熱水器換熱管的整體性能。
本發明提出的第11種熱水器用螺旋槽換熱管為，在所述第1種至第8種發明中的任意一種熱水器用螺旋槽換熱管中，在處于流體出口處附近區域的管段內，不設有突起部，即該管段內壁為平滑表面。
在熱水器換熱管的流體出口處，因為流體的溫度較高，假如流體為水時，管段內壁表面有可能附著水垢。如果在此區域設置突起部，可能會導致因為突起部的存在反而加劇水垢附著的后果。因此，在處于流體溫度較高的流體出口附近的區域，可通過使用不帶突起部的管子、比如平滑光管，來抑制水垢的產生。
本發明提出的第12種熱水器用螺旋槽換熱管為，在所述第1種至第8種發明中的任意一種熱水器用螺旋槽換熱管中，其管段內壁表面可為帶內肋的表面，所述螺旋內肋的高度低于所述突起部的高度H1。
在低雷諾數區域，設于螺旋槽換熱管內壁表面的突起部之中、小突起部比起大突起部更有助于傳熱系數的提高，因此，通過螺旋槽管內壁設置高度高于螺旋內肋高度的突起部，以期提高傳熱效果；另一方面，在高雷諾數區域，低于突起部高度的螺旋內肋更有助于傳熱系數的提高，因此，在高雷諾數區域，通過使用管段內壁表面螺旋內肋低于突起部高度的帶螺旋內肋管，可進一步提高熱水器螺旋槽換熱管的傳熱性能。
本發明提出的第13種熱水器用螺旋槽換熱管為，在所述第1種至第8種發明中的任意一種熱水器用螺旋槽換熱管中，多個突起部可沿與管軸線平行的方向設置。
通過沿管軸方向設置突起部，可以連續發生強化傳熱效果。同時，由于流體順管軸方向直線流動，可減小壓力損失的增加，提高熱水器換熱管整體性能。
本發明提出的第14種熱水器用螺旋槽換熱管為，在所述第1種至第8種發明中的任意一種熱水器用螺旋槽換熱管中，多個突起部以螺旋狀設置。通過以螺旋狀設置突起部，使管內流體的流動產生回旋，延長流體在管內的通過長度，從而進一步提高傳熱性能。
本發明提出的第15種熱水器用螺旋槽換熱管為，在所述第1種至第8種發明中的任意一種熱水器用螺旋槽換熱管中，多個突起部可設置在沿管道直徑方向成對的位置上。
通過將突起部設置在沿管道直徑方向成對的位置上，可減少突起部附近的橫截面面積，促進流體的混合，從而進一步提高傳熱性能。
本發明提出的第16種熱水器用螺旋槽換熱管為，在所述第1種至第8種發明中的任意一種熱水器換用螺旋槽熱管中，多個突起部間的間隔P與換熱管內徑D的比可為0.5～10。
當突起部間的間隔P與換熱管內徑D的比為0.5以下時，雖然可獲得強化傳熱效果，但在流體上游一側，由于突起部的影響，壓力損失會擴大。而當突起部間的間隔P與換熱管內徑D的比為10以上時，強化傳熱效果會減小。
在此，通過將突起部間的間隔P與換熱管內徑D的比設定為0.5～10，既保持強化傳熱效果，又減少壓力損失的增加，從而提高熱水器換熱管的整體性能。
本發明提出的第17種熱水器用螺旋槽換熱管為，在所述第1種至第8種發明中的任意一種熱水器用螺旋槽換熱管中，在所述多個突起部之間，還可設有突起高度H2小于0.5mm的小突起部。
雖然，在低雷諾數區域，大突起部比小突起部更有助于傳熱系數的提高；但是，在高雷諾數區域，小突起部比起大突起部更有助于提高傳熱系數。在此，通過在大的突起部之間，設置小的突起部，以期獲得一種相輔相成的效果，即在雷諾數低的區域，通過大突起部提高傳熱性能，在雷諾數高的區域，則通過小突起部提高傳熱性能，并由此提高熱交換器的整體性能。
本發明提出的第18種熱水器用螺旋槽換熱管為，在所述第1種至第8種發明中的任意一種熱水器用螺旋槽換熱管中，在管段內壁表面上，存在未設有突起部的平滑部。
在沒有突起部的平面部，換熱管內的橫截面面積為最大。即在設有突起部和沒設突起部之間的管段內壁表面形狀的變化最大，傳熱性能得以提高。另一方面，當換熱管內壁表面不存在平面部時，其效果就會變得如同熱水器換熱管內徑被縮小一樣，通過流速加快可獲得強化傳熱效果，但管內的壓力損失會變增大。
本發明提出的第19種熱水器用螺旋槽換熱管為，在所述第1種至第8種發明中的任意一種熱水器用螺旋槽換熱管中，所述突起部為通過從管外部施加外力而形成，且在直線部形成突起部，而在曲線部則不形成突起部。
當采用從外部施加外力的方式在換熱管內壁表面形成突起部時，通常為管段外壁面呈現凹陷的同時，在相對應的管段內壁表面會形成向管內突起的突起部。此外，一般來說，換熱管包括有直線部分和曲線部分。而在曲線部分管段，除存在直線部分也存在的管內壓力損失外，還存在由于管段彎曲而出現的附加性的壓力損失。如果在曲線部分的內壁表面再設置突起部，曲線部分所具有的壓力損失還可能進一步增大；同時，在進行彎曲作業的過程中，在換熱管外壁面的凹陷部位有可能會發生巨大變形和破損。因此，在直線部管段設置了突起部，而在曲線部管段沒有設置突起部。
本發明提出的第20種熱水器用螺旋槽換熱管為，在所述第1種至第8種發明中的任意一種熱水器用螺旋槽換熱管中，所述突起部可通過從管外部施加外力而形成，在曲線部的管段上，與彎曲面相交叉的管段內則不設置突起部。
在換熱管的曲線部，與彎曲面相交叉部分的變形量為最大。因此，在換熱管的曲線部，與彎曲面相交叉的管段區域沒有設置突起部。例如，當換熱管按水平面被彎曲時，在與曲線部的水平面相交叉的管段區域，就不設置突起部。
本發明提出的第21種熱水器用螺旋槽換熱管為，在所述第1種至第8種發明中的任意一種熱水器用螺旋槽換熱管中，為流動向所述流體提供熱量的第二流體，所述換熱管外部可設有第二換熱管；所述換熱管的外壁面與所述第二換熱管相接觸；所述突起部可通過擠壓外壁面而在管內壁面形成，且形成于所述換熱管與第二換熱管接觸部之外的位置。
在此，由于所述管內壁面上的突起部是通過擠壓外壁面而形成，在與內壁面形成突起部的部位相對應的外壁面上會形成凹陷。在與第二換熱管接觸部位形成突起部。換而言之，如果在所述換熱管的外壁面形成凹陷時，所述換熱管與第二換熱管的接觸不好，從第二換熱管帶來的傳熱效果會降低。因此，通過在與第二換熱管接觸的管段區域不設置突起部，可防止降低由第二換熱管所帶來的傳熱效果。
圖1為采用本發明的螺旋槽換熱管的熱泵式熱水器的實施例整體結構示意圖。
圖2為圖1中的水熱交換器的示意圖。
圖3為圖2中的螺旋槽換熱管的示意圖。
圖4為螺旋槽換熱管管內流動雷諾數值的坐標圖。
圖5(a)為螺旋槽換熱管的剖面側視圖。
(b)為圖5(a)的A-A剖視圖。
(c)為圖5(b)的B-B剖視圖。
圖6為實驗1結果的坐標圖。
圖7為實驗2結果的坐標圖。
圖8為實驗3結果的坐標圖。
圖9為實驗4結果的坐標圖。
圖10為實施例1的螺旋槽換熱管平面圖。
圖11為實施例2的螺旋槽換熱管平面圖。
圖12(a)為實施例3的螺旋槽換熱管平面圖。
(b)為實施例3的螺旋槽換熱管側視圖。
圖13為實施例4的螺旋槽換熱管平面圖。
圖14為實施例5的螺旋槽換熱管平面圖。
(a)為實施例5的螺旋槽換熱管平面圖。
(b)為實施例5的螺旋槽換熱管側視圖。
圖15為實施例6的螺旋槽換熱管平面圖。
圖16為實施例7的螺旋槽換熱管平面圖。
圖17為實施例8的螺旋槽換熱管平面圖。
圖18為實施例9的螺旋槽換熱管平面圖。
圖19(a)為實施例10的螺旋槽換熱管平面圖。
(b)為實施例10的螺旋槽換熱管側視圖。
圖20為實施例11的螺旋槽換熱管平面圖。
圖21
(a)螺旋槽換熱管側視圖。
(b)高鰭換熱管側視圖。
(c)花紋狀換熱管側視圖。
符號說明1供熱循環系統100熱泵式熱水器2制冷劑循環系統311水流入口312水流出口313，413，513，613突起部315小突起部316，416，516，616螺旋內肋644微翅/肋具體實施方式
下面，結合附圖及實施例詳細說明本發明提出的一種熱水器用螺旋槽換熱管。
圖1為一種采用本發明的螺旋槽換熱管的熱泵式熱水器的實施例整體結構圖。圖中，熱泵式熱水器具有蓄熱部分1和熱泵部分2兩組設備。蓄熱部分1由以下設備依次按順序連接構成自來水管11、蓄熱水罐12、循環水泵13、供水管3、構成水熱交換器30的螺旋槽換熱管31、溫水管16、混合閥17、供熱管18。在此，自來水由供水管11供應到蓄熱水罐12；通過循環水泵13將溫度較低的水從蓄熱水罐12的底部，提供給水熱交換器30的螺旋槽換熱管31進行加熱；被加熱后的溫水流入蓄熱水罐的上部；由蓄熱水罐12的上部經過溫水管16排出的高溫溫水，再通過混合閥17，與混合水管19的冷水進行混合；通過這個混合閥17，調節供熱水的溫度，再經過供熱管18提供給用戶。
其次，熱泵部分2擁有制冷劑循環回路，該制冷劑循環回路通過制冷劑管32，依次按順序連接以下設備構成壓縮機21、水熱交換器30、膨脹閥23、空氣熱交換器24。制冷劑經過壓縮機21高壓壓縮后，被送至水熱交換器30；在水熱交換器中完成熱交換的制冷劑，通過膨脹閥23，提供給空氣熱交換器24；制冷劑在吸收周圍的熱量后，被還流至壓縮機21。
圖2為上述熱泵式熱水器中水熱交換器30的示意圖。如圖2所示，水熱交換器30由螺旋槽換熱管31和制冷劑管31構成。螺旋槽換熱管31的形狀為在同一平面上盤旋成長圓狀，并形成水通道W。制冷劑管32按螺旋狀纏繞在換熱管31的外周，形成冷卻通道R。并且，將盤旋狀螺旋槽換熱管31的外周一側設定為水流入口311，將螺旋槽換熱管31的中心一側設定為水流出口312。在水熱交換器30中，制冷劑管32中的制冷劑在制冷劑流入322從A22方向流入并放熱；其后，在制冷劑流出口321從A21方向流出。在水流入口311處從A11方向供給的自來水，通過該熱量進行加熱，成為溫水后在水流出口312處流向A12。
其次，對螺旋槽換熱管31進行說明。如圖3所示，在螺旋槽換熱管31的管段內壁表面形成高度為Hm的螺旋槽316，并在管軸方向上下對稱地設置有多個高度為H1的突起部313。在圖3中，從紙面方向看，只表示出設置在上方的突起部313。在本實施例中，換熱管31水流入口311處的水溫設定為10℃、水流出口312處的水溫設定為90℃。在此，螺旋槽換熱管內的水流量為0.8L/min。同時，螺旋槽換熱管的外徑最佳為8mm～14mm(內徑為6mm～12mm)范圍內。
螺旋槽換熱管31的管內流動的雷諾數Re如圖4所示，螺旋槽換熱管31水流入口處311的雷諾數Re約為2000，管內流動為層流區。隨著水的流動，從流入口311流入的水與圖2中所示的制冷劑管32進行熱交換，水溫會升高。由于水溫上升，水的粘性系數變小，雷諾數Re逐漸增大。在圖4中，水流出口312處的雷諾數Re約為7000，管內流動處于從層流向紊流過渡轉移區域。在此，為驗證螺旋槽換熱管31管段內壁表面所設多個突起部313在不同情況下對傳熱性能的提高以及壓力損失所造成的影響，特進行如下實驗(1)實驗1圖5(a)為螺旋槽換熱管31的剖面側視圖。在實驗1中，在管內徑D為8mm的管段內壁表面，設置有螺距Pm為10mm、深度為Hm的螺旋槽，同時按管軸方向間隔P為15mm，上下對稱設置高度H1為1.0mm的突起部。圖5(b)為圖5(a)的A-A剖視圖，圖5(c)是圖5(b)的B-B剖視圖。從圖5(a)和圖5(b)中可知，突起部313是通過從外部擠壓而內壁表面形成的。同時，從圖5(c)可知，突起部313的橫斷面圖的形狀為橢圓形。此外，螺旋槽換熱管31的內壁表面還存在未設突起部的平面部31a。
圖6(a)表示的是以下兩種情況下的傳熱性能即在管內為層流區以及從層流區向紊流區過渡的低雷諾數區域的各雷諾數Re的條件下，采用未設突起部的螺旋槽管和采用設置有螺旋內肋高度Hm+突起高度H1為1.2mm的螺旋槽管時的情況。在此，X軸表示的是雷諾數Re的數值。Y軸表示的是設有突起部313螺旋槽換熱管以及未設突起部的螺旋槽換熱管的努塞爾數Nu和平滑管的努塞爾數Nuo之比(Nu/Nuo)。在此，努塞爾數作為體現熱量從固體壁面向流體傳遞性能指標對傳熱系數數值進行了無量綱化，其數值越大，由固體壁面向流體的熱量傳遞越容易。因此，Nu/Nuo的比值越大，由突起部以及螺旋槽而帶來的換熱管強化傳熱效果越大。實線和虛線分別表示的是設置有突起部313的螺旋槽換熱管和未設置有突起部的螺旋槽換熱管狀態下的實驗結果。從圖6(a)可知，未設置有突起部的螺旋槽換熱管的傳熱效果與雷諾數無關，約為平滑管的3倍。而設置有高度H1為1.2mm的突起部313的情況下，當雷諾數Re為4000以下時，通過突起部313而獲得的強化傳熱的效果比較明顯；而當雷諾數Re為4000以上時，通過在管段內壁表面設置突起部313所獲得的強化傳熱的效果則比較緩慢。
圖6(b)表示的是以下情況下管內壓力損失的變化情況即在管內為層流區以及發生從層流區向紊流區過渡轉化的低雷諾數區域的各雷諾數Re的條件下，采用未設突起部的螺旋槽管和采用設置有螺旋內肋高度Hm+突起高度H1為1.2mm的螺旋槽管時管內壓力損失隨雷諾數Re的變化情況。在此，X軸表示的是雷諾數Re的數值。Y軸表示的是設有突起部313螺旋槽換熱管31的范寧摩擦系數f和未設突起部的平滑管的范寧摩擦系數fo之比(f/fo)。在此，范寧摩擦系數為表示管內壓力損失的無量綱量，其數值越大，管內的壓力損失也越大。因此，f/fo的比值越大，管內的水壓損失也會變得越大。實線和虛線分別表示的是設置有突起部313的螺旋槽換熱管和未設置有突起部的平滑管狀態下的實驗結果。從圖6(b)可知，當雷諾數Re為7000以下時，由設置在管段內壁表面的突起部313而帶來的管內壓力損失的增大部分，會基本保持穩定。
(2)實驗2在實驗2中，為確認突起部313的設定高度H1對傳熱性能及管內的壓力損失所造成的影響，在調整管段內壁表面突起部313的高度H1的條件下實施了實驗。圖7(a)表示的是在管內徑為8mm的換熱管內，按管軸方向間隔為15mm，上下對稱設置高度H1不同的突起部時的傳熱性能。在此，X軸表示的是突起部313高度H1的數值。Y軸表示的是設有突起部313螺旋槽換熱管31的努塞爾數Nu和未設突起部的平滑管的努塞爾數Nuo之比(Nu/Nuo)。實線和虛線分別表示的是雷諾數Re為4000和2000狀態下的實驗結果。從圖7(a)可知，當雷諾數Re為4000和2000時，均顯示為突起部313高度H1越高，傳熱性能的提高也越顯著。
圖7(b)表示的是管內壓力損失的變化情況。在此，X軸表示的是設有突起部313螺旋槽換熱管31的范寧摩擦系數f和未設有突起部的平滑管的范寧摩擦系數fo之比值(f/fo)。實線和虛線分別表示的是雷諾數Re為4000和2000狀態下的實驗結果。從圖7(b)可知，當雷諾數Re為4000和2000時，均顯示為突起部313高度H1越高，管內的壓力損失越大。特別是，H1變為1.0mm以上時，管內壓力損失的增加尤為突出。
圖7(c)表示的是在管內徑為8mm的換熱管內，以15mm間隔(按管軸方向)，上下對稱設置高度H1不同的突起部時的換熱管整體性能。也就是說，它表示的是對傳熱性能提高和抑制壓力損失進行綜合考慮后的性能。在此，X軸表示的是突起部高度H1的數值。Y軸表示的是下列兩種比值相除后的數值，即用設有突起部換熱管的范寧摩擦系數f和未設有突起部的平滑管的范寧摩擦系數fo之比值(f/fo)，除以設有突起部換熱管的努塞爾數Nu和未設有突起部平滑管的努塞爾數Nuo之比值(Nu/Nuo)后的數值。如上所述，Nu/Nuo的比值越大，傳熱性能提高程度越高；f/fo的比值越大，則管內的水壓損失越大。因此，以f/fo比值除以Nu/Nuo比值后的數值越大，可以獲得既可提高傳熱性能，同時還可抑制由突起部所造成的對管內壓力損失的影響，從而使得熱水器換熱管整體性能得到提高。
在圖7(c)中，實線和虛線分別表示的是，雷諾數Re為4000和2000狀態下的實驗結果。從圖7(c)可知，當雷諾數Re為2000，設置在熱水器換熱管內壁表面的突起部高度為0.79mm時，以f/fo比值除以Nu/Nuo比值后的得到的數值為最大，當突起部高度超過2.0mm時，其數值明顯變小。也就是說，在低雷諾數區域，當突起部的高度在0.5mm～1.5mm的范圍內時，可使得熱水器換熱管整體性能得以提高。特別是，將突起部高度設定在0.5mm～0.79mm的范圍內為宜。
(3)實驗3在實驗3中，沒有直接將突起部313的高度H1作為指標，而是將相對粗糙度(H1/D)作為指標。為了確認相對粗糙度(H1/D)對傳熱性能和管內流動的壓力損失所造成的影響，在調整相對粗度(H1/D)的條件下實施了實驗。圖8(a)表示的是當雷諾數Re為2000和4000狀態時，具有不同相對粗糙度(H1/D)的螺旋槽換熱管傳熱性能的結果。在此，X軸表示的是相對粗糙度(H1/D)的數值。Y軸表示的是設有突起部313的螺旋槽換熱管31的努塞爾數Nu和未設突起部的平滑管努塞爾數Nuo之比值(Nu/Nuo)。從圖8(a)可知，突起部的相對粗糙度(H1/D)越大，傳熱性能提高得越顯著。此外，從圖8(a)的虛線可知，在雷諾數2000的狀態下，當相對粗糙度(H1/D)數值為0.1以下時，由突起部所帶來的強化傳熱的效果甚微。
圖8(b)表示的是管內壓力損失的變化情況。在此，X軸表示的是相對粗糙度(H1/D)的數值。Y軸表示的是設有突起部313的螺旋槽換熱管的范寧摩擦系數f和未設有突起部的平滑管的范寧摩擦系數fo之比值(f/fo)。實線和虛線分別表示的是雷諾數Re為4000和2000狀態下的實驗結果。從圖8(b)可知，當雷諾數Re為4000和2000時，均顯示為突起部313高度H1/D越高，管內的壓力損失越大。特別是，H1/D為0.12以上時，管內壓力損失的增加尤為突出。
圖8(c)表示的是具有不同相對粗糙度(H1/D)的螺旋槽換熱管的傳熱性能的結果。在此，X軸表示的是相對粗糙度(H1/D)的數值。Y軸表示的是下列兩種比值相除后的數值，即用設有突起部換熱管的范寧摩擦系數f和未設有突起部的平滑管的范寧摩擦系數fo之比值(f/fo)，除以設有突起部換熱管的努塞爾數Nu和未設有突起部平滑管的努塞爾數Nuo之比值(Nu/Nuo)后的數值。如上所述，Nu/Nuo的比值越大，傳熱性能提高得越顯著；f/fo的比值越大，則管內的水壓損失也越大。因此，以f/fo比值除以Nu/Nuo比值后的數值越大，可以獲得即可提高傳熱性能，同時還可抑制由突起部所造成的對管內壓力損失的影響，從而使得換熱管整體性能得到提高。從圖8(c)可知，當雷諾數Re為2000，設置在換熱管內壁表面的突起部的相對粗糙度(H1/D)為0.1時，以f/fo比值除以Nu/Nuo比值為最大，當突起部的相對粗糙度(H1/D)超過0.20時，其數值明顯變小。也就是說，在低雷諾數Re區域，當突起部的相對粗糙度(H1/D)在0.05～0.15的范圍內時，可使得換熱管整體性能得以提高。特別是，突起部的相對粗糙度(H1/D)設定在0.05～0.15的范圍內為宜。
(4)實驗4在實驗4中，不僅把突起部313的高度作為指標，還把突起部的突起高度H1與螺旋內肋高度Hm之比(H1/Hm)作為指標。為了確認該相對高度(H1/Hm)對傳熱性能和管內流動的壓力損失所造成的影響，在調整相對高度(H1/Hm)的條件下實施了實驗。圖9(a)表示的是當雷諾數Re為2000和4000狀態時，具有不同相對高度(H1/Hm)的螺旋槽換熱管時的傳熱性能的結果。在此，X軸表示的是相對高度(H1/Hm)的數值。Y軸表示的是設有突起部313的螺旋槽換熱管31的努塞爾數Nu和未設突起部的平滑管努塞爾數Nuo之比值(Nu/Nuo)。從圖9(a)可知，突起部的相對高度(H1/Hm)越大，傳熱性能提高得越顯著。此外，從圖9(a)的虛線可知，在雷諾數2000的狀態下，當相對高度(H1/Hm)數值為0.5以下時，由突起部所帶來的強化傳熱的效果甚微。
圖9(b)表示的是管內壓力損失的變化情況。在此，X軸表示的是相對高度(H1/Hm)的數值。Y軸表示的設有突起部313的螺旋槽換熱管31的范寧摩擦系數f和未設有突起部的平滑管的范寧摩擦系數fo之比值(f/fo)。實線和虛線分別表示的是雷諾數Re為4000和2000狀態下的實驗結果。從圖9(b)可知，當雷諾數Re為4000和2000時，均顯示為突起部313d的相對高度(H1/Hm)越高，管內的壓力損失越大。特別是，突起部的相對高度(H1/Hm)為1.8以上時，管內壓力損失的增加尤為突出。
圖9(c)表示的是突起部具有不同相對高度(H1/Hm)的情況下換熱管整體性能的結果。在此，X軸表示的是相對高度(H1/Hm)的數值。Y軸表示的是下列兩種比值相除后的數值，即用設有突起部換熱管的范寧摩擦系數f和未設有突起部的平滑管的范寧摩擦系數fo之比值(f/fo)，除以設有突起部換熱管的努塞爾數Nu和未設有突起部平滑管的努塞爾數Nuo之比值(Nu/Nuo)后的數值。從圖9(c)可知，當雷諾數Re為2000，設置在換熱管內壁表面的突起部的相對高度(H1/Hm)為1.8時，以f/fo比值除以Nu/Nuo比值為最大，當突起部的相對高度(H1/Hm)超過3.0時，其數值明顯變小。也就是說，在低雷諾數Re區域，當突起部的相對高度(H1/Hm)在1.0～3.0的范圍內時，可使得換熱管整體性能得以提高。特別是，突起部的相對高度(H1/Hm)設定在1.0～2.0的范圍內為宜。
本發明的熱水器用螺旋槽換熱管結構的各種變化通過以下實施例進一步說明如下(下面各實施例中管內徑D、螺旋螺旋內肋高度Hm、突起部高度H1、H2及突起部的間隔、溝槽深度等參數的數值只是用于舉例而以，本發明在權利要求書中所要求保護的各參數的數值范圍·及上述實驗中各種取值均可用于下面各實施例中)實施例1實施例1中所采用的螺旋槽換熱管31的構造，如圖10所示。如圖10(a)所示，在管內徑D為8mm的平滑管41內，按管軸方向間隔Pm為10mm，設有高度Hm為0.5mm的螺旋內肋416。如圖10(b)所示，按管軸方向間隔為15mm，上下對稱設有高度H1為1mm的突起部413。在此，通過對多數突起部的間隔(P1)和螺旋槽的螺距(Pm)設定不同值，將突起部與螺旋槽設置在不重疊的位置上，從而可抑制管內壓力損失的急劇增加。
實施例2
在本實施例2的螺旋槽換熱管51中，如圖11所示，在高度H1為1.0mm的突起部513之間，設置有高度H2為0.3mm的小突起部515。圖中，516為螺旋槽，51a為平滑部。雖然在低雷諾數區域，大的突起部比小的突起部更有助于提高傳熱系數，但在高雷諾數區域，則是小的突起部比大的突起部更有助于提高傳熱系數。在此，通過在高度H1為1.0mm的突起部513之間設置高度H2為0.3mm的小突起部515，就可以獲得一種相輔相成效果，即在雷諾數較低區域，通過螺旋槽516和突起部513來提高傳熱性能，在雷諾數較高區域，則通過螺旋槽516和小突起部515來提高傳熱性能，并由此使熱交換器整體性能得到提高。
實施例3如圖12所示，實施例3中所采用的螺旋槽換熱管61，在管內壁表面沿螺旋C1設置突起部613。圖12(a)為螺旋槽換熱管61的平面圖，圖12(b)為螺旋槽換熱管61的側視圖。在此，突起部613的高度H1為1.0mm、圓周方向的間隔P1為6mm、管軸方向的間隔P2為6mm。
實施例4如圖13所示，在實施例4中所采用的螺旋槽換熱管63是，在設有深度為0.5mm的螺旋槽636的換熱管中，包括設有突起部633的區域63a和未設有突起部的平滑面區域63b。在此，未設有突起部的平滑面區域63b為位于水流出口632的附近的區域。在換熱管63的水流出口632附近，作為流體的水的溫度較高，有可能在管壁上形成水垢。如果在這樣的區域設置突起部，則可能會加劇水垢的附著。因此，對處于水溫較高的水流出口632附近的區域63b，可通過不設置突起部，來抑制水垢的產生。
實施例5如圖14所示，實施例5中所采用螺旋槽換熱管64的特征為在設有高度為0.5mm的螺旋內肋646和高度為0.2mm的微翅/肋644的內壁，按管軸方向間隔為15mm，上下對稱設有高度H1為1.0mm的突起部643。在此，螺旋內肋646以粗實線表示，微翅/肋644以細實線表示。通過在帶有微翅/肋644的管內設置突起部643，可獲得由螺旋內肋646、微翅/肋644和突起部643共設所帶來的相輔相成效果，以提高換熱管整體性能。
實施例6如圖15所示，在實施例6所使用的螺旋槽換熱管65，由區域65a和區域65b構成。在處于水流出口652附近的區域65b，采用未設有突起部的螺旋槽換熱管，其它區域65a，在設有高度為0.5mm的螺旋槽656和深度為0.2mm的微翅/肋654的帶槽管內，設置有高度為1.0mm的突起部653。螺旋內肋656以粗實線，微翅/肋654以細實線表示。由此，既可獲得由螺旋內肋656、微翅/肋654和突起部653共設所帶來的相輔相成效果即提高換熱管整體性能。
實施例7如圖16所示，在實施例7所采用的螺旋槽換熱管66，由區域66a、區域66b、區域66c等三個區域構成。對于從水流入口661到管內雷諾數Re低于4000的區域66a，采用以下特征的熱水器換熱管，即在設有高度為0.5mm的螺旋內肋666和高度為0.2mm的微翅/肋664的管內，設置高度為1.0mm的突起部663；對處于水流出口662附近的區域66c，采用設有高度為0.5mm的螺旋內肋666的螺旋槽管；在區域66a和區域66c之間，采用設有高度為0.5mm的螺旋內肋666和高度為0.2mm的微翅/肋664的換熱管66b。在此，螺旋內肋666以粗實線，微翅/肋664以細實線表示。由此，獲得一種相輔相成效果在雷諾數較低區域，通過突起部663和微翅/肋664與螺旋內肋666來提高傳熱性能，在雷諾數較高區域，則通過微翅/肋664和螺旋內肋666來提高傳熱性能，從而使熱交換器的整體性能得到提高。同時，高的水流出口662附近區域66c中，通過螺旋內肋666還可抑制水垢的發生。
實施例8如圖17所示，在實施例8所采用的換熱管67，由區域67a、區域67b、區域67c等三個區域構成。對于從水流入口671到管內雷諾數Re低于4000的區域67a，采用設有高度為0.5mm的螺旋內肋676和高度為1.0mm的突起部673的換熱管；對處于水流出口672附近的區域67c，采用設有高度為0.5mm的螺旋內肋676的螺旋槽換熱管；在區域67a和區域67c之間，采用設有高度為0.5mm的螺旋內肋676和高度為0.2mm的微翅/肋674的換熱管67b。在此，螺旋內肋676以粗實線，微翅/肋674以細實線表示。由此，可獲得一種相輔相成效果，即在雷諾數較低區域，通過螺旋內肋676和突起部673來提高傳熱性能，在雷諾數較高區域，則通過螺旋內肋676和微翅/肋674來提高傳熱性能，從而使熱交換器的整體性能得到提高。同時，在水溫較高的水流出口672附近區域67c中，通過螺旋內肋676還可抑制水垢的發生。
實施例9如圖18所示，在實施例9中所采用的螺旋槽換熱管68的特征為在直線部684管內設有突起部683，但在曲線部B1～B7(圖中虛線框部分)管內未設突起部。這樣，既可避免由于在曲線部B1～B7管段內壁表面設置突起部而造成的管內壓力損失的增大，也可避免在實施彎曲作業過程中發生大規模變形和破損，圖中686為螺旋內肋，681為水流入口，682為水流出口。
實施例10圖19(a)為實施例10所采用的螺旋槽換熱管69的平面圖，圖19(b)則是螺旋槽換熱管69的側視圖。在此，在直線部694的管段內壁設有突起部693，而在曲線部C-C處，在與彎曲面S1相交叉的管段內壁695沒有設置突起部，圖中696為螺旋內肋，691為水流入口，692為水流出口。
實施例11
如圖20所示，在實施例11中所采用的螺旋槽換熱管70的特征為，在螺旋槽換熱管的外壁面71和制冷劑管72的接觸部位未設突起部。如果在與制冷劑管72的纏繞部位相對應的換熱管外壁面設有凹陷，則制冷劑管72與換熱管外壁面71的接觸不良，有可能降低從制冷劑管72的傳熱效果。因此，通過在沒有纏繞制冷劑管72的換熱管管段部位內設置突起部713，可防止制從冷劑管72的傳熱效果的降低。
其他在上述實驗及實施例中，如圖21(a)所示，采用了在帶有螺旋槽的螺旋槽換熱管中設有突起部的換熱管。此外，可采用如圖21(b)所示的在高鰭管上設有突起部的換熱管，亦可采用如圖21(c)所示的在花狀管上設有突起部的換熱管。
權利要求
1.一種用于熱水器的螺旋槽換熱管，在管內外進行熱交換，其特征在于管內設有螺旋內肋；在處于管內流體的雷諾數Re低于7000區域的至少一部分的管段內壁表面，設有多個突起部，該突起部的高度H1為0.5mm～1.5mm。
2.一種用于熱水器的螺旋槽換熱管，在管內外進行熱交換，其特征在于管內設有螺旋內肋；在處于管內流體的雷諾數Re低于7000區域的至少一部分的管段內壁表面，設有多個突起部，該突起部的高度H1與內徑D的比為H1∶D＝1∶0.05～0.15。
3.一種用于熱水器的螺旋槽換熱管，在管內外進行熱交換，其特征在于管內設有螺旋內肋；在處于管內流體的雷諾數(Re)低于7000區域的至少一部分的管段內壁表面，設有多個突起部，該突起部的高度H1與螺旋內肋高度Hm的比為H1∶Hm＝1∶1～3。
4.一種用于熱水器的螺旋槽換熱管，在管內外進行熱交換，其特征在于管內設有螺旋內肋；在處于管內流體的雷諾R低于7000區域的至少一部分的管段內壁表面，設有多個突起部，所述多個突起部間的間隔(P1)與所述螺旋槽的槽距Pm為不同值。
5.一種用于熱水器的螺旋槽換熱管，使用在熱水器的熱交換器上，并在管內外進行熱交換，其特征在于管內設有螺旋內肋；在管內流動的流體為水，且在處于流體進口處附近的管段內壁表面，設有多個突起部，該突起部的高度H1為0.5mm～1.5mm。
6.一種用于熱水器的螺旋槽換熱管，使用在熱水器上的熱交換器上，并在管內外進行熱交換，其特征在于管內設有螺旋內肋；在管內流動的流體為水，且在處于流體進口處附近的管段內壁表面，設有多個突起部，該突起部的高度H1與內徑D的比為H1∶D＝1∶0.05～0.15。
7.一種用于熱水器的螺旋槽換熱管，使用在熱水器上的熱交換器上，并在管內外進行熱交換，其特征在于管內設有螺旋內肋；在管內流動的流體為水，且在處于流體進口處附近的管段內壁表面，設有多個突起部，該突起部的高度H1與螺旋內肋高度Hm的比為H1∶Hm＝1∶1～3。
8.一種用于熱水器的螺旋槽換熱管，使用在熱水器上的熱交換器上，并在管內外進行熱交換，其特征在于管內設有螺旋內肋；在管內流動的流體為水，且在處于流體進口處附近的管段內壁表面，設有多個突起部，所述多個突起部間的間隔P1與所述螺旋槽的槽距Pm為不同值。
9.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的一種用于熱水器的螺旋槽換熱管，其特征在于在所述管內流動的流體的流速為0.1m/s～0.6m/s。
10.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的一種用于熱水器的螺旋槽換熱管，其特征在于所述突起部的橫截面形狀為圓形、橢圓形或由近似圓形的平滑曲線所組成的形狀。
11.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的一種用于熱水器的螺旋槽換熱管，其特征在于在處于流體出口處附近區域的管段內壁為平滑表面。
12.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的一種用于熱水器的螺旋槽換熱管，其特征在于所述內肋的高度低于所述突起部的高度H1。
13.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的一種用于熱水器的螺旋槽換熱管，其特征在于在所述管段內壁沿與管軸線平行的方向設所述多個突起部。
14.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的一種用于熱水器的螺旋槽換熱管，其特征在于在所述管段內壁沿螺旋方向設所述多個突起部。
15.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的一種用于熱水器的螺旋槽換熱管，其特征在于所述管段內壁沿管道直徑方向成對的位置設所述多個突起部。
16.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的一種用于熱水器的螺旋槽換熱管，其特征在于所述多個突起部間的間隔L與內徑D的比為LD＝0.5～10。
17.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的一種用于熱水器的螺旋槽換熱管，其特征在于在所述多個突起部之間，還設有突起高度H2小于0.5mm的小突起部。
18.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的一種用于熱水器的螺旋槽換熱管，其特征在于在所述管段內壁表面上，處于設有突起部的兩段內壁之間的一段管內壁為平滑面。
19.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的一種用于熱水器的螺旋槽換熱管，其特征在于所述突起部是通過從管外部施加外力而形成，且在直線部管段內壁設有所述突起部，在曲線部管段內壁為平滑面。
20.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的一種用于熱水器的螺旋槽換熱管，其特征在于所述突起部是通過從管外部施加外力而形成，在曲線部的管段上與彎曲面相交叉的管段內壁為平滑面。
21.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的一種用于熱水器的螺旋槽換熱管，其特征在于所述用于熱水器的螺旋槽換熱管外部設有第二換熱管，在所述第二換熱管內流動的第二流體與所述流體進行熱交換，所述用于熱水器的螺旋槽換熱管的外壁面與所述第二換熱管相接觸，所述管內壁面上的突起部是通過按壓外壁面而形成，且所述用于熱水器的螺旋槽換熱管與第二換熱管接觸位置的內管壁為平滑面。
全文摘要
本發明涉及一種用于熱水器的螺旋槽換熱管，屬于熱水器技術領域，該螺旋槽換熱管用于在管內外進行熱交換，管內設有螺旋內肋；在處于管內流體的雷諾數Re低于7000區域的至少一部分的管段內壁表面或在處于流體進口處附近的管段內壁表面，設有多個突起部，該突起部的高度H1為0.5mm～1.5mm；或該突起部的高度H1與內徑D的比為0.05～0.15；或突起部的高度H1與螺旋內肋高度Hm的比為1～3。本發明的特點為利用簡單的結構，可在低雷諾數區域，既可提高傳熱性能，又可確保管內的壓力損失較小。
文檔編號F28F1/40GK1924507SQ20061011302
公開日2007年3月7日 申請日期2006年9月8日 優先權日2006年9月8日
發明者李志信, 孟繼安, 沼田光春, 笠井一成 申請人:清華大學, 大金工業株式會社