一種內翅片管換熱器制造技術

本發明專利技術提供了一種翅片管換熱器，換熱器包括上集管、下集管和連接上集管和下集管的翅片管，翅片管基管的內壁設置翅片，所述翅片的高度可以隨著流體流動的方向上逐漸增大。本發明專利技術將翅片管的結構進行優化，使其達到換熱效率最大化，以節約能源，達到環保節能的目的。

【技術實現步驟摘要】
一種內翅片管換熱器
本專利技術屬于換熱器領域，尤其涉及一種供暖用的換熱器。
技術介紹
家庭供暖的終端設備，熱源一般為城市集中供暖、小區自建鍋爐房、家用壁掛爐等，通過熱傳導、輻射、對流把熱量散熱出來，讓居室的溫度得到提升。換熱器中，目前廣泛的適用翅片管換熱器，通過翅片可以擴大散熱面積，增強換熱效果，但是翅片管的換熱器類型、以及翅片管參數的設定都影響者散熱效果的好壞，而且目前在能源危機的情況下，急需要節約能源，滿足社會的可持續發展，因此需要開發一種新的翅片管，同時需要將翅片管的結構進行優化，使其達到換熱效率最大化，以節約能源，達到環保節能的目的。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題在于提供一種新的直線型封閉式翅片管換熱器。為了實現上述目的，本專利技術的技術方案如下:一種封閉式結構的翅片管換熱器，包括上集管、下集管和連接上集管和下集管的翅片管，所述翅片管包括圓形基管和第一翅片、第二翅片，第一翅片和第二翅片設置在基管的外部并且第一翅片和第二翅片的延長線相交于基管的圓心所在的基管的中心軸線，第一翅片和第二翅片沿著通過基管中心軸線的第一平面鏡像對稱；所述翅片管包括第三翅片和第四翅片，所述第三翅片、第四翅片沿著第二平面分別與第一翅片和第二翅片鏡像對稱，所述第二平面與第一平面垂直而且經過基管的中心軸線；所述第一翅片和第二翅片之間設置第一連接片，所述第三翅片和第四翅片之間設置第二連接片，第一連接片和 第二連接片為圓弧型金屬板；第一翅片、第二翅片與相鄰翅片管的第三翅片和第四翅片形成空間；所述圓弧形金屬板的圓心所在的中心軸線與基管的中心軸線重合；所述基管為直管，所述相鄰的基管的中心軸線互相平行；相鄰基管的第一翅片互相平行。所述第一翅片和第二翅片之間的夾角為A，第一翅片和第二翅片的長度為L，基管的外半徑為R，沿著基管軸向上的翅片高度H，上述四者的關系滿足如下公式: Sin (A/2) =a* (L/R) 2+b* (L/R) +cH/(R*10)= e*Sin(A/2) 2-f*Sin(A/2)+h 其中，A 單位為角度，60。<A<110°， L的尺寸為mm, 12臟<L〈8Ctam， R 的單位為 mm, 10mm〈R〈80mm， H 的單位為 mm, 800mm〈R〈1200mm， a、b、c、e、f、h為系數，a的范圍為0.04-0.042，b的范圍為0.266-0.28，c的范圍為0.36-0.37，e 的范圍為 21-23，f 的范圍是 44-45，h 是 23-25。參數的最佳結果為:a為 0.0412，b 為 0.02715，c 為 0.03628，e 為 22，f 為 44.37，h 為 23.86。作為一個優選，相鄰基管中心軸線之間的距離為S=d* (L+R)*sin(A/2)，其中d為1.1-1.2。d的優化結果是1.118。所述基管和翅片的材料是鋁合金，所述鋁合金的組分的質量百分比如下:3.0%Cu , 1.9% Mg , 1.6% Ag ,0.6% Mn ,0.25% Zr ,0.3% Ce ,0.23% Ti,0.38% Si，其余為Al。所述基管的管內部設置防腐層，基管的外部涂覆耐磨層，防腐層、基管以及耐磨層的熱膨脹系數依次增加。所述換熱器還包括控制系統，所述控制系統根據室內溫度控制進入換熱器中水的流速。所述控制系統包括:溫度傳感器、流量控制器和中央控制器，流量控制器控制進入換熱器的流速；所述溫度傳感器用于測量室內溫度，當室內溫度達到第一溫度時，中央控制器控制流量控制器達到第一流速，當室內溫度達到高于第一溫度的第二溫度時，中央控制器控制流量控制器達到低于第一流速的第二流速，當室內溫度達到高于第二溫度的第三溫度時，中央控制器控制流量控制器達到低于第二流速的第三流速，當室內溫度達到高于第三溫度的第四溫度時，中央控制器控制流量控制器達到低于第三流速的第四流速；當室內溫度達到高于第四溫度的第五溫度時，中央控制器將流量控制器關閉，阻止水進入換熱器。所述防腐層由如下成分組成: 片狀鋅粉8.3 %，氧化鋁為8 %，硼酸為7.3 %，丙烯酸為0.7 %，潤濕分散劑為0.4 %，增稠劑為0.15%，消泡劑為0.23%，余量的水。所述潤濕分散劑為平平加系列中的SA-20，所述的增稠劑選用羥乙基纖維素；所述的消泡劑選用磷酸三丁酯。在基管的軸向上靠近上集管和下集管的部分沒有翅片。基管靠近下集管的部分的沒有翅片的部分的長度要大于靠近上翅片的沒有翅片部分的長度。上集管內流體的流通面積沿著流體流動方向逐漸減小。上集管的內部設置導流板，所述導流板從換熱器入口管的位置向上集管的下部傾斜延伸。上集管的上部壁面從換熱器入口管的位置向上集管的下部傾斜延伸。[0021 ] 導流片的形狀是直板形狀或者弧形板的形狀。與現有技術相比較，本專利技術具有如下的優點: I)本專利技術提供了一種新的翅片管，而且因為翅片管的翅片的延伸線與基管的圓心重合，從而使得換熱效果達到最好。2)本專利技術通過多次試驗，設計了不同管徑、不同高度、夾角的翅片進行試驗，從而得到一個最優的翅片優化結果，并且通過試驗進行了驗證，從而證明了結果的準確性。3)通過對鋁合金的組分的質量百分比的合理分配，提高翅片管的高耐熱性和高導熱性。4)防腐層、基管以及耐磨層的熱膨脹系數依次增加，保證在通熱水的時候，各層的膨脹率相同，保證各層的緊密結合，防止脫落。5)通過控制系統，自動控制進入換熱器的水的流速，保持室溫達到一個穩定的數值。6)通過在基管的軸向上靠近上集管和下集管的部分沒有翅片，保證了基管下部的空氣能夠順利進行翅片管的空隙中，達到了好的抽吸效果，同時也能保證空氣技術的向上部對流，增加對流換熱的效果。7)通過基管靠近下集管的部分的沒有翅片的部分的長度要大于靠近上翅片的沒有翅片部分的長度，可以增加對流效果。8)通過上集管內流體的流通面積的逐漸縮小，使得流體流量流速保持最大，強化傳熱。9)通過電加熱器的智能控制，實現節能。【附圖說明】圖1是本專利技術換熱器的示意圖； 圖2是翅片管的橫截面示意圖； 圖3是換熱器控制系統的示意圖； 圖4是圖3從左側看的不意圖； 圖5是具有導流板的換熱器示意圖； 圖6是上集管截面積逐漸收縮的換熱器示意圖； 圖7是本專利技術第二個實施例的切面圖； 圖8是基管內翅片的示意圖。附圖標記如下: I上集管，2基管中沒有翅片的部分，3下集管，4翅片管，5基管，6水第一翅片，7空隙部分，8第一連接片，9第二翅片，10第四翅片，11第三翅片，12第二連接片，13中央控制器，14流量控制器，15溫度傳感器，16溫度傳感器，17換熱器，18入口管，19出口管，20導流板，21上集管上表面，22抽真空管，23溫度控制器，24翅片，25加熱棒，26內翅片，27切口，28凸塊。【具體實施方式】下面結合附圖對本專利技術的【具體實施方式】做詳細的說明。本文中，如果沒有特殊說明，涉及公式的，“/”表示除法，“ X 表示乘法。一種封閉式結構的翅片管換熱器17，包括上集管1、下集管3和連接上集管I和下集管3的翅片管4,所述翅片管4包括圓形基管5和第一翅片6、第二翅片9,第一翅片6和第二翅片9設置在基管5的外部并且第一翅片6和第二翅片9的延長線相交本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種封閉式結構的翅片管換熱器，包括上集管、下集管和連接上集管和下集管的翅片管，所述翅片管包括圓形基管和第一翅片、第二翅片，第一翅片和第二翅片設置在基管的外部并且第一翅片和第二翅片的延長線相交于基管的圓心所在的基管的中心軸線，第一翅片和第二翅片沿著通過基管中心軸線的第一平面鏡像對稱；所述翅片管包括第三翅片和第四翅片，所述第三翅片、第四翅片沿著第二平面分別與第一翅片和第二翅片鏡像對稱，所述第二平面與第一平面垂直而且經過基管的中心軸線；所述第一翅片和第二翅片之間設置第一連接片，所述第三翅片和第四翅片之間設置第二連接片，第一連接片和第二連接片為圓弧型金屬板；第一翅片、第二翅片與相鄰翅片管的第三翅片和第四翅片形成空間；所述圓弧形金屬板的圓心所在的中心軸線與基管的中心軸線重合；所述基管為直管，所述相鄰的基管的中心軸線互相平行。

【技術特征摘要】
1.一種封閉式結構的翅片管換熱器，包括上集管、下集管和連接上集管和下集管的翅片管，所述翅片管包括圓形基管和第一翅片、第二翅片，第一翅片和第二翅片設置在基管的外部并且第一翅片和第二翅片的延長線相交于基管的圓心所在的基管的中心軸線，第一翅片和第二翅片沿著通過基管中心軸線的第一平面鏡像對稱；所述翅片管包括第三翅片和第四翅片，所述第三翅片、第四翅片沿著第二平面分別與第一翅片和第二翅片鏡像對稱，所述第二平面與第一平面垂直而且經過基管的中心軸線；所述第一翅片和第二翅片之間設置第一連接片，所述第三翅片和第四翅片之間設置第二連接片，第一連接片和第二連接片為圓弧型金屬板；第一翅片、第二翅片與相鄰翅片管的第三翅片和第四翅片形成空間；所述圓弧形金屬板的圓心所在的中心軸線與基管的中心軸線重合；所述基管為直管，所述相鄰的基管的中心軸線互相平行。2.根據權利要求1所述的翅片管換熱器，其特征在于，基管的內壁設置翅片，所述內翅片的高度在流體流動的方向上逐漸增大。3.根據權利要求2所述的翅片管換熱器，其特征在于，沿著內翅片延伸...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉漢濤，仝志輝，常建忠，李海橋，秦清風，蘇鐵熊，董小瑞，吳玉祥，趙煒，
申請(專利權)人：中北大學，
類型：發明
國別省市：