ES2764403T3 - Tubular structures for heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Un intercambiador de calor (10) que comprende: una pluralidad de aletas (14): una pluralidad de tubos (12) que pasan un fluido a través de los mismos, que se extienden a través de la pluralidad de aletas (14) y expandidos radialmente en un ajuste con apriete con las mismas, incluyendo al menos un tubo (12) de la pluralidad de tubos (12): un diámetro exterior (22); un diámetro interior (24); y una pluralidad de crestas (18) que se extienden desde el diámetro interior (24) hacia dentro a un interior del tubo (12); caracterizado porque después de la expansión del tubo (12) a un ajuste con apriete con la pluralidad de aletas (14), un área de la superficie interna del tubo por unidad de longitud del tubo multiplicada por la relación del diámetro exterior al diámetro interior y dividida por un grosor de pared de tubo, es igual o mayor que 30,0.A heat exchanger (10) comprising: a plurality of fins (14): a plurality of tubes (12) passing a fluid therethrough, extending through the plurality of fins (14) and expanded radially in a tight fit therewith, at least one tube (12) of the plurality of tubes (12) including: an outer diameter (22); an inside diameter (24); and a plurality of ridges (18) extending from the inside diameter (24) inward to an interior of the tube (12); characterized in that after expansion of the tube (12) to a tight fit with the plurality of fins (14), an area of the inner surface of the tube per unit length of the tube multiplied by the ratio of the outer diameter to the inner diameter and divided by a tube wall thickness, it is equal to or greater than 30.0.
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Estructuras tubulares para intercambiador de calorTubular structures for heat exchanger
ANTECEDENTESBACKGROUND
El objeto descrito en esta solicitud se refiere a intercambiadores de calor. Más específicamente, la descripción del objeto se refiere a un tubo mejorado el documento EP2525181A1 describe un intercambiador de calor que tiene las características del preámbulo de la reivindicación 1.The object described in this application refers to heat exchangers. More specifically, the description of the object refers to an improved tube EP2525181A1 describes a heat exchanger having the characteristics of the preamble of claim 1.
Un ciclo de refrigeración por compresión de vapor típico simplificado incluye un evaporador, un compresor, un condensador y un dispositivo de expansión. El flujo de refrigerante es tal que el vapor de refrigerante a baja presión pasa a través de una línea de succión al compresor. El vapor de refrigerante comprimido es bombeado a una línea de descarga que conecta al condensador. Una línea de líquido recibe refrigerante líquido que sale del condensador y lo dirige al dispositivo de expansión. Un refrigerante bifásico es devuelto al evaporador, completando así el ciclo. A simplified typical vapor compression refrigeration cycle includes an evaporator, a compressor, a condenser, and an expansion device. The refrigerant flow is such that the low pressure refrigerant vapor passes through a suction line to the compressor. The compressed refrigerant vapor is pumped to a discharge line that connects to the condenser. A liquid line receives liquid refrigerant from the condenser and directs it to the expansion device. A biphasic refrigerant is returned to the evaporator, thus completing the cycle.
Dos de los componentes principales en un ciclo de compresión de vapor son los intercambiadores de calor del evaporador y del condensador. El tipo más común de intercambiador de calor en uso es del tipo de construcción de aletas de placas y tubos redondos (RTPF). Históricamente, los tubos se hacían de cobre mientras que las aletas se hacían normalmente de aluminio en tales intercambiadores de calor. El rendimiento térmico de un intercambiador de calor, la capacidad de transferir calor de un medio a otro, es inversamente proporcional a la suma de sus resistencias térmicas. Para una aplicación típica de calefacción, ventilación, aire acondicionado y refrigeración (HVAC&R) que usa refrigerante dentro de los tubos y aire en el lado de las aletas externas, la resistencia térmica del lado del aire contribuye al 50-70 %, mientras que la resistencia térmica del lado del refrigerante es el 20-40 % y la resistencia del metal es relativamente pequeña y representa solo el 6-10 %. Debido a la continua presión del mercado y los requisitos normativos para hacer las unidades HVAC&R más compactas y rentables, se ha dedicado mucho esfuerzo a mejorar el rendimiento del intercambiador de calor en el lado del refrigerante así como en el lado del aire.Two of the main components in a vapor compression cycle are the evaporator and condenser heat exchangers. The most common type of heat exchanger in use is the Round Tube and Plate Fin Construction (RTPF) type. Historically, tubes were made of copper while fins were normally made of aluminum in such heat exchangers. The thermal performance of a heat exchanger, the ability to transfer heat from one medium to another, is inversely proportional to the sum of its thermal resistances. For a typical heating, ventilation, air conditioning, and refrigeration (HVAC & R) application that uses refrigerant inside the tubes and air on the side of the outer fins, the thermal resistance on the air side contributes 50-70%, while the Coolant side thermal resistance is 20-40% and the metal resistance is relatively small and represents only 6-10%. Due to continued market pressure and regulatory requirements to make HVAC & R units more compact and cost-effective, much effort has been devoted to improving the performance of the heat exchanger on the refrigerant side as well as on the air side.
Los tubos redondos aumentados internamente usados en intercambiadores de calor RTPF permiten un aumento significativo del rendimiento térmico del intercambiador de calor mejorando la transferencia de calor del lado del refrigerante. Estos tubos se fabrican normalmente mediante un proceso de extrusión o estirado y se expanden mecánicamente dentro del paquete de aletas para asegurar un buen contacto entre metal y metal entre los tubos y las aletas. La tecnología de tubos acanalados internamente (IG) está madura para las aleaciones de Cu, permitiendo que se fabriquen perfiles de aumento con forma helicoidal mediante el proceso de estirado y se expandan sin daños significativos del aumento interno del tubo. En los últimos años, la industria HVAC&R empezó a pasar del Cu al Al, fundamentalmente debido a razones de coste. Las aleaciones de Al tienen propiedades mecánicas intrínsecamente diferentes y los tubos de Al IG producidos típicamente por el proceso de fabricación por extrusión tienen aumentos axiales que no son tan avanzados como las configuraciones helicoidales que promueven la humectación de todo el perímetro interno del tubo por el refrigerante líquido y un flujo de refrigerante anular más eficiente en el intervalo extendido de flujos másicos de refrigerante. Por lo tanto, los aumentos internos para los tubos de Al requieren mayores relaciones de superficie de transferencia de calor de secundaria a primaria y superficies con aletas aumentadas internamente más compactas que, junto con el material de Al más blando, crean desafíos significativos para el proceso de expansión.The internally augmented round tubes used in RTPF heat exchangers allow a significant increase in the thermal performance of the heat exchanger by improving heat transfer from the coolant side. These tubes are normally manufactured by an extrusion or stretching process and are mechanically expanded within the fin package to ensure good metal-to-metal contact between the tubes and fins. Internally grooved tube (IG) technology is mature for Cu alloys, allowing helical shaped augmentation profiles to be manufactured by the stretching process and to expand without significant damage from internal tube augmentation. In recent years, the HVAC & R industry began to move from Cu to Al, primarily due to cost reasons. Al alloys have inherently different mechanical properties, and Al IG tubes typically produced by the extrusion manufacturing process have axial increases that are not as advanced as helical configurations that promote wetting of the entire inner perimeter of the tube by the coolant. liquid and a more efficient annular refrigerant flow in the extended range of mass refrigerant flows. Therefore, internal increases for Al tubes require higher secondary to primary heat transfer surface ratios and more compact internally augmented fin surfaces which, together with the softer Al material, create significant challenges for the process. expansion.
DESCRIPCIÓN BREVEBRIEF DESCRIPTION
En una realización, un intercambiador de calor incluye una pluralidad de aletas y una pluralidad de tubos que pasan un fluido a través de los mismos, que se extienden a través de la pluralidad de aletas y se expanden radialmente en un ajuste con apriete con las mismas. Al menos un tubo de la pluralidad de tubos incluye un diámetro exterior, un diámetro interior y una pluralidad de crestas que se extienden desde el diámetro interior hacia dentro a un interior del tubo. Después de la expansión del tubo a un ajuste con apriete con la pluralidad de aletas, un área de la superficie interna del tubo por unidad de longitud del tubo multiplicada por la relación del diámetro exterior al diámetro interior y dividida por el grosor de pared de tubo, es igual o mayor que 30,0.In one embodiment, a heat exchanger includes a plurality of fins and a plurality of tubes that pass a fluid therethrough, that extend through the plurality of fins and radially expand in a tight fit therewith. . At least one tube of the plurality of tubes includes an outside diameter, an inside diameter, and a plurality of ridges extending from the inside diameter to the inside of the tube. After expansion of the tube to a tight fit with the plurality of fins, an area of the inner surface of the tube per unit length of the tube multiplied by the ratio of the outside diameter to the inside diameter and divided by the tube wall thickness , is equal to or greater than 30.0.
Estas y otras ventajas y características resultarán más evidentes a partir de la siguiente descripción tomada conjuntamente con los dibujos.These and other advantages and features will become more apparent from the following description taken in conjunction with the drawings.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
El objeto, que se considera como la invención, se señala particularmente y se reivindica claramente en las reivindicaciones al término de la especificación. Lo anterior y otras características y ventajas de la invención resultan evidentes a partir de la siguiente descripción detallada y tomada conjuntamente con los dibujos que la acompañan, en los cuales:The object, which is considered as the invention, is particularly pointed out and clearly claimed in the claims at the end of the specification. The foregoing and other characteristics and advantages of the invention are evident from the following detailed description and taken together with the accompanying drawings, in which:
la fig. 1 es una vista esquemática de una realización de un intercambiador de calor; fig. 1 is a schematic view of an embodiment of a heat exchanger;
la fig. 2 es una vista en sección transversal parcial de una realización de un tubo de intercambiador de calor; la fig. 3 es una vista en perspectiva de una realización de un tubo intercambiador de calor; yfig. 2 is a partial cross-sectional view of one embodiment of a heat exchanger tube; fig. 3 is a perspective view of one embodiment of a heat exchanger tube; and
la fig. 4 es una vista en sección transversal parcial de otra realización de un tubo de intercambiador de calor. La descripción detallada explica realizaciones ejemplares de la invención, junto con ventajas y características de la misma, mediante ejemplos con referencia a los dibujos.fig. 4 is a partial cross-sectional view of another embodiment of a heat exchanger tube. The detailed description explains exemplary embodiments of the invention, along with advantages and features thereof, by way of examples with reference to the drawings.
DESCRIPCIÓN DETALLADADETAILED DESCRIPTION
En la figura 1 se muestra una realización de un intercambiador de calor de aletas de placas y tubos redondos (RTPF) (10), tal como uno utilizado como un evaporador o condensador. El intercambiador de calor RTPF (10) incluye una pluralidad de tubos (12) y una pluralidad de aletas (14). La pluralidad de tubos (12) lleva un fluido, por ejemplo, un refrigerante. Se intercambia energía térmica entre el fluido y el aire que fluye por la pluralidad de aletas (14). En algunas realizaciones, los tubos (12) pueden ser formados de un aluminio o aleación de aluminio mediante, por ejemplo, un proceso de extrusión o de estirado, mientras que en otras realizaciones, los tubos (12) pueden ser formados de otros materiales, por ejemplo, cobre, Cu-Ni, acero o plástico. En la fabricación del intercambiador de calor (10), los tubos (12) se insertan en las aberturas (16) en las aletas (14) y se expanden mecánicamente mediante, por ejemplo, una o más balas insertadas en un interior de los tubos (12). La expansión de los tubos (12) asegura suficiente contacto entre el tubo (12) y la aleta (14) con fines de transferencia de calor y también asegura los tubos (12) en una posición predeterminada en el intercambiador de calor (10), con respecto a las aletas (14).An embodiment of a round tube and plate fin heat exchanger (RTPF) (10) is shown in Figure 1, such as one used as an evaporator or condenser. The RTPF heat exchanger (10) includes a plurality of tubes (12) and a plurality of fins (14). The plurality of tubes (12) carries a fluid, for example, a coolant. Thermal energy is exchanged between the fluid and the air flowing through the plurality of fins (14). In some embodiments, tubes (12) may be formed of aluminum or aluminum alloy by, for example, an extrusion or stretching process, while in other embodiments, tubes (12) may be formed of other materials, for example, copper, Cu-Ni, steel, or plastic. In the manufacture of the heat exchanger (10), the tubes (12) are inserted into the openings (16) in the fins (14) and are mechanically expanded by, for example, one or more bullets inserted inside the tubes (12). The expansion of the tubes (12) ensures sufficient contact between the tube (12) and the fin (14) for heat transfer purposes and also secures the tubes (12) in a predetermined position in the heat exchanger (10), with respect to the fins (14).
La fig. 2 es una vista en sección transversal parcial de un tubo (12) de un intercambiador de calor (10). El tubo (12) incluye una pluralidad de aumentos, o crestas (18) que se extienden hacia un interior (20) del tubo (12). Como se muestra en la fig. 3, el tubo (12) tiene un diámetro exterior (22) y un diámetro interior (24), con las crestas (18) (denominadas también aletas o aumentos internos al tubo) extendiéndose hacia dentro desde el diámetro interior (24) hacia el interior (20) del tubo (12). Las crestas (18) se extienden a lo largo de una longitud (26) del tubo (12). En algunas realizaciones, las crestas (18) se extienden sustancialmente de manera axial, mientras que en otras realizaciones, las crestas (18) se extienden helicoidalmente a lo largo de tubo (12) en un ángulo de hélice (30) con respecto a un eje de tubo (28). Además, las crestas (18) tienen una anchura de base (32) en una base (38) de la cresta (18), una anchura superior (34) en una punta (40), o la porción más radialmente hacia el interior de la cresta (18), con una anchura de acanaladura (36) que espacia entre las crestas adyacentes (18) en el base de las crestas adyacentes (18). Además, cada cresta (18) se extiende desde la base (38) hasta la punta (40) definiendo una altura de cresta (42), y los lados (44) de cada cresta (18) pueden converger en un ángulo de cresta (46), denominado el ángulo de vértice de la cresta (18). Con referencia a la fig. 4, debe apreciarse que, en algunas realizaciones, cada cresta (18) incluye un filete superior (52) entre la punta (40) y los lados (44). En tales realizaciones, la anchura superior (34) se define en esta solicitud como una distancia a lo largo de la punta (40) hasta una intersección teórica entre la punta (40) y los lados (44). De manera similar, en algunas realizaciones, un filete de base (54) puede conectar los lados (44) y la acanaladura (56). La anchura de base (32) y la anchura de acanaladura (36) se definen de manera similar usando un punto de intersección teórica entre los lados (44) y la acanaladura (56). Debe apreciarse que, aunque en esta solicitud se describen tubos circulares que tienen diámetros interiores y exteriores, la presente descripción también puede aplicarse a tubos (12) con secciones transversales no circulares.Fig. 2 is a partial cross-sectional view of a tube (12) of a heat exchanger (10). The tube (12) includes a plurality of increases, or ridges (18) that extend into an interior (20) of the tube (12). As shown in fig. 3, the tube (12) has an outer diameter (22) and an inner diameter (24), with the ridges (18) (also called fins or internal tube augmentations) extending inward from the inner diameter (24) toward the inside (20) of the tube (12). The ridges (18) extend along a length (26) of the tube (12). In some embodiments, ridges (18) extend substantially axially, while in other embodiments, ridges (18) extend helically along tube (12) at a helix angle (30) with respect to a tube shaft (28). Furthermore, the ridges (18) have a base width (32) at a base (38) of the ridge (18), an upper width (34) at a tip (40), or the portion most radially inward of the ridge (18), with a groove width (36) that spaces between the adjacent ridges (18) at the base of the adjacent ridges (18). Furthermore, each ridge (18) extends from the base (38) to the tip (40) defining a ridge height (42), and the sides (44) of each ridge (18) may converge at a ridge angle ( 46), called the vertex angle of the ridge (18). With reference to fig. 4, it should be appreciated that, in some embodiments, each ridge (18) includes an upper thread (52) between the tip (40) and the sides (44). In such embodiments, the top width (34) is defined in this application as a distance along the tip (40) to a theoretical intersection between the tip (40) and the sides (44). Similarly, in some embodiments, a base fillet (54) can connect the sides (44) and the groove (56). Base width (32) and groove width (36) are similarly defined using a theoretical point of intersection between sides (44) and groove (56). It should be appreciated that, although circular tubes having inner and outer diameters are described in this application, the present disclosure can also be applied to tubes (12) with non-circular cross sections.
Todas las características particulares de los tubos (12) y las crestas (18) descritas en esta solicitud se refieren al estado postexpandido del tubo (12), o las dimensiones y las características de los tubos (12) y las crestas (18) después de que los tubos (12) hayan sido expandidos, asegurando los tubos (12) a las aletas (14).All the particular characteristics of the tubes (12) and the ridges (18) described in this application refer to the post-expanded state of the tube (12), or the dimensions and characteristics of the tubes (12) and the ridges (18) after that the tubes (12) have been expanded, securing the tubes (12) to the fins (14).
Una realización de tubo expandido (12) tiene un área de la superficie interna, o área de la superficie interna por unidad de longitud definida como:An expanded tube embodiment (12) has an internal surface area, or internal surface area per unit length defined as:
(1) A = N*[2h / eos (a / 2) a c](1) A = N * [2h / eos (a / 2) a c]
donde A = el área de la superficie por unidad de longitudwhere A = the surface area per unit length
N = el número de crestas en el tuboN = the number of ridges in the tube
h = la altura de cresta (42)h = the peak height (42)
a = el ángulo de cresta (46)a = the crest angle (46)
a = anchura superior de cresta (34) ya = upper ridge width (34) and
c = anchura de acanaladura (36). c = groove width (36).
Un tubo no aumentado (12) tiene un área de la superficie interna por unidad de longitud (A). Cuando (A) se divide por (ID), se obtiene como resultado una relación de aumento de la superficie, (Z). En una realización del diseño del tubo (12), (Z) se refiere a una relación del grosor de pared de tubo (48) y el diámetro exterior (22) mediante la expresión:A non-enlarged tube (12) has an internal surface area per unit length (A). When (A) is divided by (ID), a surface increase ratio, (Z), is obtained. In one embodiment of the tube design 12, (Z) refers to a ratio of the tube wall thickness 48 and the outside diameter 22 by the expression:
(2) £ > 30.0 * (Tw/ OD)(2) £> 30.0 * (Tw / OD)
donde Tw = grosor de pared (48) ywhere Tw = wall thickness (48) and
OD = diámetro interior (22).OD = inner diameter (22).
Los tubos (12) que satisfacen este requisito en el estado postexpandido logran suficiente apriete entre el tubo (12) y la aleta (14) para rendimiento térmico y para asegurar el tubo (12) a la aleta (14), garantizando al mismo tiempo degradación mínima del rendimiento térmico debido a la distorsión de las superficies interiores del tubo (12), tales como la acanaladura (36) y la estructura de la cresta (18).The tubes (12) that satisfy this requirement in the post-expanded state achieve sufficient tightness between the tube (12) and the fin (14) for thermal performance and to secure the tube (12) to the fin (14), while ensuring Minimal degradation of thermal performance due to distortion of the interior surfaces of the tube (12), such as the groove (36) and the ridge structure (18).
La distribución y contención de la capa líquida dentro del área con crestas, o las áreas individuales entre las crestas (18), está directamente relacionada con el tamaño de esta área y tiene un impacto inmediato sobre el coeficiente de transferencia de calor o la resistencia térmica del refrigerante monofásico o bifásico que fluye dentro de los tubos (12). El volumen interno libre por unidad de longitud del tubo (12), (S), o la porción del interior (20) confinada entre las crestas (18) puede expresarse como:The distribution and containment of the liquid layer within the ridged area, or the individual areas between the ridges (18), is directly related to the size of this area and has an immediate impact on the heat transfer coefficient or thermal resistance of the single-phase or two-phase refrigerant flowing into the pipes (12). The free internal volume per unit length of the tube (12), (S), or the portion of the interior (20) confined between the ridges (18) can be expressed as:
para tubos aumentados axialmente.for axially enlarged tubes.
Además, para que el tubo (12) tenga un coeficiente de transferencia de calor interno o una resistencia térmica deseados, se requiere que en el estado postexpandido, una relación de (S) a un cuadrado del diámetro exterior (22) sea mayor o igual al 4 %, o:Furthermore, in order for the tube (12) to have a desired internal heat transfer coefficient or thermal resistance, it is required that in the post-expanded state, a ratio of (S) to one square of the outer diameter (22) be greater than or equal to 4%, or:
(4) S /(O D )2> 0.040(4) S / (O D) 2> 0.040
Además, la correcta expansión mecánica del tubo (12) y el apriete o el contacto entre el tubo (12) y la aleta (14) es crítica para el rendimiento general del intercambiador de calor (10). La resistencia de contacto térmico define la medida en que el tubo (12) se expande correctamente sobre un casquillo de aleta (50) (mostrado en la fig. 1). La expansión insuficiente conducirá a contacto deficiente, mientras que el exceso de expansión dará lugar a excesiva contracción del tubo y puede conducir a que el casquillo de aleta externo (50) se raje, lo que reducirá el área de la superficie de contacto entre el tubo (12) y la aleta (14) para la transferencia de calor. Un cambio en el diámetro interno (24) está relacionado directamente con la deformación de la superficie interna del tubo. Por lo tanto, el proceso de expansión debería controlarse de modo que la deformación de la superficie interna del tubo (12) se reduzca y se mantenga un correcto contacto entre el tubo (12) y la aleta (14). Tal proceso optimizado producirá una relación de postexpansión del diámetro exterior (22) al diámetro interior (24) que será inferior o igual a 1,185 oFurthermore, the correct mechanical expansion of the tube (12) and the tightness or contact between the tube (12) and the fin (14) is critical to the overall performance of the heat exchanger (10). Thermal contact resistance defines the extent to which tube (12) expands correctly on a fin bushing (50) (shown in Fig. 1). Insufficient expansion will lead to poor contact, while excess expansion will lead to excessive contraction of the tube and can lead to the outer fin bushing (50) cracking, which will reduce the area of the contact surface between the tube (12) and the fin (14) for heat transfer. A change in the internal diameter (24) is directly related to the deformation of the internal surface of the tube. Therefore, the expansion process should be controlled so that the deformation of the internal surface of the tube (12) is reduced and correct contact is maintained between the tube (12) and the fin (14). Such an optimized process will produce a post-expansion ratio of the outside diameter (22) to the inside diameter (24) that will be less than or equal to 1,185 or
(5) O D /ID <1.185.(5) O D / ID <1,185.
Una cantidad de área de la superficie disponible para contacto con una bala de expansión (no mostrada) utilizada en el interior (20) del tubo (12) es crítica en la determinación de una fuerza axial requerida que se aplicará a la bala de expansión para lograr la expansión necesaria del tubo (12). Se desea lograr la expansión con la menor fuerza posible para evitar la deformación excesiva de las crestas (18), el pandeo y/o la excoriación de las superficies y características del tubo interior (12), por lo que se desea tener crestas más anchas (18) en comparación con el diámetro interior (24), de modo que se requiera una fuerza de expansión axial más baja para lograr una expansión radial uniforme deseada del tubo (12). Como tal, se desea que una relación de la anchura superior de cresta (34) al diámetro interior (24) multiplicada por el número de crestas (18) sea mayor o igual que 1,60 oAn amount of surface area available for contact with an expansion bullet (not shown) used inside tube 20 (12) is critical in determining a required axial force to be applied to the expansion bullet to achieve the necessary expansion of the tube (12). It is desired to achieve the expansion with the least possible force to avoid excessive deformation of the ridges (18), buckling and / or abrasion of the surfaces and characteristics of the inner tube (12), for which it is desired to have wider ridges (18) compared to the inside diameter (24), so that a lower axial expansion force is required to achieve a desired uniform radial expansion of the tube (12). As such, it is desired that a ratio of the top ridge width (34) to the inside diameter (24) multiplied by the number of ridges (18) be greater than or equal to 1.60 or
(6) a * N / ID >1.60 (6) a * N / ID> 1.60
El ángulo de cresta (46) es la clave para determinar la relación de aumento de superficie (Z), el volumen libre (S) contenido entre las crestas (18) y un peso del tubo (12). La relación de aumento de superficie (Z) y el volumen libre (S) impulsan el rendimiento térmico del tubo (12), mientras que el peso del tubo afecta el coste del tubo (12). El ángulo de cresta (46) debe diseñarse para que produzca resultados óptimos dadas estas restricciones competitivas, y define un ángulo de la sección transversal de las crestas (18). Las relaciones deseadas del tamaño de la cresta (18) al diámetro interior (24) se expresan de la siguiente manera:The crest angle (46) is the key to determine the surface increase ratio (Z), the free volume (S) contained between the crests (18) and a weight of the tube (12). The ratio of surface increase (Z) and free volume (S) drive the thermal performance of the tube (12), while the weight of the tube affects the cost of the tube (12). The ridge angle (46) should be designed to produce optimal results given these competitive constraints, and defines an angle of the ridge cross section (18). The desired ratios of ridge size (18) to inside diameter (24) are expressed as follows:
(7) [(a b) * h * 0 ,5/(ID )2] > 0,0014 y(7) [(a b) * h * 0.5 / (ID) 2]> 0.0014 and
(8) h / ID > 0.045(8) h / ID> 0.045
En una realización del tubo (12), el diámetro exterior (22) es aproximadamente 7 mm, con un diámetro interior (24) de 5,8 mm, dando como resultado un grosor de pared (48) de aproximadamente 0,6 mm. El tubo (12) tiene 50 crestas (18), teniendo cada cresta (18) una altura de cresta (42) de aproximadamente 0,32 mm, una anchura de base (32) de aproximadamente 0,212 mm y una anchura superior (34) de aproximadamente 0,185 mm. El ángulo de cresta (46) es aproximadamente 4,8 grados.In one embodiment of the tube (12), the outer diameter (22) is approximately 7mm, with an inner diameter (24) of 5.8mm, resulting in a wall thickness (48) of approximately 0.6mm. The tube (12) has 50 ridges (18), each ridge (18) having a ridge height (42) of approximately 0.32 mm, a base width (32) of approximately 0.212 mm, and an upper width (34) approximately 0.185 mm. The crest angle (46) is approximately 4.8 degrees.
En esta realización, utilizando la ecuación (2), que requiere que Z * (O D /T w ) s 30,0, el resultado es 33,4. La ecuación (4), que requiere que S / (OD)2 sea mayor o igual a 0,040, produce el resultado 0,047. La ecuación (5), que requiere que Od / ID <1,185, da como resultado una relación de 1,181. La relación de la anchura superior de aumento (34) al diámetro interior (24) multiplicado por el número de crestas, que se requiere que sea mayor o igual a 1,60 por la expresión (6), da un resultado de 1,655. Las ecuaciones (7) y (8) producen resultados de 0,0016 y 0,046 en comparación con los requisitos de ser mayor o igual a 0,0014 y mayor o igual a 0,045, respectivamente.In this embodiment, using equation (2), which requires that Z * (OD / T w ) s 30.0, the result is 33.4. Equation (4), which requires S / (OD) 2 to be greater than or equal to 0.040, produces the result 0.047. Equation (5), which requires that Od / ID <1.185, results in a ratio of 1.181. The ratio of the upper width of increase (34) to the inner diameter (24) multiplied by the number of ridges, which is required to be greater than or equal to 1.60 by expression (6), gives a result of 1,655. Equations (7) and (8) produce results of 0.0016 and 0.046 compared to the requirements of being greater than or equal to 0.0014 and greater than or equal to 0.045, respectively.
Aunque la invención se ha descrito en detalle en relación con solo un número limitado de realizaciones, debería entenderse fácilmente que la invención no está limitada a tales realizaciones descritas. Más bien, la invención se puede modificar para incorporar cualquier número de variaciones, alteraciones, sustituciones o disposiciones equivalentes que no se hayan descrito hasta este momento, pero que estén dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.Although the invention has been described in detail in relation to only a limited number of embodiments, it should be readily understood that the invention is not limited to such described embodiments. Rather, the invention may be modified to incorporate any number of variations, alterations, substitutions, or equivalent arrangements that have not been described heretofore, but are within the scope of the appended claims.
Además, aunque se han descrito diversas realizaciones de la invención, ha de entenderse que los aspectos de la invención pueden incluir solo algunas de las realizaciones descritas. Por consiguiente, la invención no debe verse como limitada por la descripción anterior, sino que solo está limitada, como se mencionó anteriormente, por el alcance de las reivindicaciones adjuntas. Furthermore, although various embodiments of the invention have been described, it is to be understood that aspects of the invention may include only some of the described embodiments. Accordingly, the invention should not be seen as limited by the foregoing description, but is only limited, as mentioned above, by the scope of the appended claims.
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