一種集管流通面積逐步變化的換熱器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種集管流通面積逐步變化的換熱器，本發(fā)明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，上集管的內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)流板，所述導(dǎo)流板呈傾斜狀態(tài)，從上集管的上部一直延伸到上集管的下部，使得上集管的流體流通面積從換熱器入口管開(kāi)始逐漸減少。本發(fā)明對(duì)換熱器結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，使其達(dá)到換熱效率最大化，以節(jié)約能源，達(dá)到環(huán)保節(jié)能的目的。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種集管流通面積逐步變化的換熱器
[0001] 本發(fā)明是申請(qǐng)?zhí)枮?01310483171. X，發(fā)明名稱(chēng)為"一種內(nèi)翅片管換熱器"的發(fā)明專(zhuān) 利的分案申請(qǐng)。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明屬于換熱器領(lǐng)域，尤其涉及一種供暖用的換熱器。

【背景技術(shù)】
[0003] 家庭供暖的終端設(shè)備，熱源一般為城市集中供暖、小區(qū)自建鍋爐房、家用壁掛爐 等，通過(guò)熱傳導(dǎo)、輻射、對(duì)流把熱量散熱出來(lái)，讓居室的溫度得到提升。
[0004] 換熱器中，目前廣泛的適用翅片管換熱器，通過(guò)翅片可以擴(kuò)大散熱面積，增強(qiáng)換熱 效果，但是翅片管的換熱器類(lèi)型、以及翅片管參數(shù)的設(shè)定都影響者散熱效果的好壞，而且目 前在能源危機(jī)的情況下，急需要節(jié)約能源，滿足社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，因此需要開(kāi)發(fā)一種新的 翅片管，同時(shí)需要將翅片管的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，使其達(dá)到換熱效率最大化，以節(jié)約能源，達(dá)到 環(huán)保節(jié)能的目的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種新的直線型封閉式翅片管換熱器。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種封閉式結(jié)構(gòu)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(shè)置在基管的外部并且第一翅片和第二翅片的延長(zhǎng)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(guò)基管中心軸線的第一 平面鏡像對(duì)稱(chēng)；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(duì)稱(chēng)，所述第二平面與第一平面垂直而且經(jīng)過(guò)基管的中 心軸線；所述第一翅片和第二翅片之間設(shè)置第一連接片，所述第三翅片和第四翅片之間設(shè) 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。
[0007] 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(zhǎng)度為L(zhǎng)，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(guān)系滿足如下公式： Sin(A/2)=aX (L/R)2+bX (L/R)+c, H/ (RX 10) =e X Sin (A/2) 2-f X Sin (A/2) +h, 其中，A單位為角度，60° <A〈110°， L的尺寸為謹(jǐn)，12謹(jǐn)<L〈8Ctam， R 的單位為 _，10mm〈R〈80mm, Η 的單位為 mm，800mm〈R〈1200mm， a、b、c、e、f、h為系數(shù)，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。
[0008] 參數(shù)的最佳結(jié)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。
[0009] 作為一個(gè)優(yōu)選，相鄰基管中心軸線之間的距離為S=dX (L+R) Xsin(A/2)，其中d 為 1· 1-1. 2。
[0010] d的優(yōu)化結(jié)果是1· 118。
[0011] 所述基管和翅片的材料是鋁合金，所述鋁合金的組分的質(zhì)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 A1。
[0012] 所述基管的管內(nèi)部設(shè)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(shù)依次增加。
[0013] 所述換熱器還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)根據(jù)室內(nèi)溫度控制進(jìn)入換熱器中水的 流速。
[0014] 所述控制系統(tǒng)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(jìn)入 換熱器的流速；所述溫度傳感器用于測(cè)量室內(nèi)溫度，當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到第一溫度時(shí)，中央控制 器控制流量控制器達(dá)到第一流速，當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到高于第一溫度的第二溫度時(shí)，中央控制 器控制流量控制器達(dá)到低于第一流速的第二流速，當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到高于第二溫度的第三溫 度時(shí)，中央控制器控制流量控制器達(dá)到低于第二流速的第三流速，當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到高于第 三溫度的第四溫度時(shí)，中央控制器控制流量控制器達(dá)到低于第三流速的第四流速；當(dāng)室內(nèi) 溫度達(dá)到高于第四溫度的第五溫度時(shí)，中央控制器將流量控制器關(guān)閉，阻止水進(jìn)入換熱器。
[0015] 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(rùn)濕分散劑為0. 4%，增稠劑 為0. 15%，消泡劑為0. 23%，余量的水。
[0016] 所述潤(rùn)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。
[0017] 在基管的軸向上靠近上集管和下集管的部分沒(méi)有翅片。
[0018] 基管靠近下集管的部分的沒(méi)有翅片的部分的長(zhǎng)度要大于靠近上翅片的沒(méi)有翅片 部分的長(zhǎng)度。
[0019] 上集管內(nèi)流體的流通面積沿著流體流動(dòng)方向逐漸減小。
[0020] 上集管的內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)流板，所述導(dǎo)流板從換熱器入口管的位置向上集管的下部?jī)A 斜延伸。
[0021] 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?jī)A斜延伸。
[0022] 導(dǎo)流片的形狀是直板形狀或者弧形板的形狀。
[0023] 與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)： 1) 本發(fā)明提供了一種新的翅片管，而且因?yàn)槌崞艿某崞难由炀€與基管的圓心重 合，從而使得換熱效果達(dá)到最好； 2) 本發(fā)明通過(guò)多次試驗(yàn)，設(shè)計(jì)了不同管徑、不同高度、夾角的翅片進(jìn)行試驗(yàn)，從而得到 一個(gè)最優(yōu)的翅片優(yōu)化結(jié)果，并且通過(guò)試驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證，從而證明了結(jié)果的準(zhǔn)確性； 3) 通過(guò)對(duì)鋁合金的組分的質(zhì)量百分比的合理分配，提高翅片管的高耐熱性和高導(dǎo)熱 性； 4) 防腐層、基管以及耐磨層的熱膨脹系數(shù)依次增加，保證在通熱水的時(shí)候，各層的膨脹 率相同，保證各層的緊密結(jié)合，防止脫落； 5) 通過(guò)控制系統(tǒng)，自動(dòng)控制進(jìn)入換熱器的水的流速，保持室溫達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的數(shù)值； 6) 通過(guò)在基管的軸向上靠近上集管和下集管的部分沒(méi)有翅片，保證了基管下部的空氣 能夠順利進(jìn)行翅片管的空隙中，達(dá)到了好的抽吸效果，同時(shí)也能保證空氣技術(shù)的向上部對(duì) 流，增加對(duì)流換熱的效果； 7) 通過(guò)基管靠近下集管的部分的沒(méi)有翅片的部分的長(zhǎng)度要大于靠近上翅片的沒(méi)有翅 片部分的長(zhǎng)度，可以增加對(duì)流效果； 8) 通過(guò)上集管內(nèi)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(qiáng)化傳 執(zhí). 9) 通過(guò)電加熱器的智能控制，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024] 圖1是本發(fā)明換熱器的示意圖。
[0025] 圖2是翅片管的橫截面示意圖。
[0026] 圖3是換熱器控制系統(tǒng)的示意圖。
[0027] 圖4是圖3從左側(cè)看的示意圖。
[0028] 圖5是具有導(dǎo)流板的換熱器不意圖。
[0029] 圖6是上集管截面積逐漸收縮的換熱器示意圖。
[0030] 圖7是本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例的切面圖。
[0031] 圖8是基管內(nèi)翅片的示意圖。
[0032] 附圖標(biāo)記如下： 1上集管，2基管中沒(méi)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(dǎo) 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(nèi)翅片，27切 口，28凸塊。

【具體實(shí)施方式】
[0033] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說(shuō)明。
[0034] 一種封閉式結(jié)構(gòu)的翅片管換熱器17,包括上集管1、下集管3和連接上集管1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(shè)置在基管5的外部并且第一翅片6和第二翅片9的延長(zhǎng)線相交于基管5的圓 心所在的基管的中心軸線，第一翅片6和第二翅片9沿著通過(guò)基管中心軸線的第一平面B 鏡像對(duì)稱(chēng)；所述翅片管包括第三翅片11和第四翅片10,所述第三翅片11、第四翅片10沿著 第二平面C分別與第一翅片6和第二翅片9鏡像對(duì)稱(chēng)，所述第二平面C與第一平面B垂直 而且經(jīng)過(guò)基管5的中心軸線；所述第一翅片6和第二翅片9之間設(shè)置第一連接片8,所述第 三翅片11和第四翅片10之間設(shè)置第二連接片12,第一連接片8和第二連接片12為圓弧型 金屬板；所述圓弧形金屬板的中心軸線與基管5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。
[0035] 優(yōu)選的是，相鄰基管的第一翅片互相平行，表示相鄰基管的第二翅片也互相平行， 同理，第三翅片、第四翅片也互相平行。此特征表明翅片管是按照相同方向排列的。
[0036] 需要解釋的是，如圖2所示，基管的中心軸線就是基管5的橫切面上的圓心點(diǎn)的集 合形成的一條線，圓弧形金屬板的中心軸線就是橫切面上圓弧形金屬板的圓心點(diǎn)的集合形 成的一條線。所述圓弧形金屬板的中心軸線與基管5的中心軸線重合就是指在橫切面上， 圓弧形金屬板和基管是同心圓。
[0037] 優(yōu)選的是，所有翅片管的尺寸都相同。
[0038] 通過(guò)上述的設(shè)置，使得翅片與連接片之間形成一個(gè)空隙部分7,在對(duì)流換熱的時(shí) 候，空隙部分7就形成了一種煙筒效應(yīng)，能夠增強(qiáng)換熱。
[0039] 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，該空間形成 一定的空隙，能夠形成煙筒效應(yīng)，加強(qiáng)對(duì)流，強(qiáng)化傳熱。
[0040] 所述第一翅片6和第二翅片9之間的夾角為A，第一翅片6和第二翅片9的長(zhǎng)度 為L(zhǎng)，基管的外半徑為R，當(dāng)然，因?yàn)殓R像對(duì)稱(chēng)，第三翅片11和第四翅片10的長(zhǎng)度也自然是 L。但是在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，換熱過(guò)程中.如果翅片夾角過(guò)小，則會(huì)阻礙換熱，因?yàn)槌崞瑠A角過(guò)小 的話，導(dǎo)致第一翅片、第二翅片的距離太近，則溫度邊界層在封閉區(qū)域內(nèi)隨著基管高度的方 向上開(kāi)始重合，氣體溫度接近管壁溫度而逐漸接近熱飽和，流動(dòng)阻力增大，最終反而惡化換 熱，外翅片的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮不出來(lái)，同樣的原因，隨著夾角的不斷地增大，使得連接片距離基管 的距離原來(lái)越近，同樣使得溫度邊界層在封閉區(qū)域內(nèi)隨著基管高度的方向上開(kāi)始重合，氣 體溫度接近管壁溫度而逐漸接近熱飽和，流動(dòng)阻力增大，最終反而惡化換熱，因此夾角具有 一個(gè)最佳值。
[0041] 對(duì)于翅片長(zhǎng)度，如果太長(zhǎng)，則因?yàn)榛艿臒崃繜o(wú)法及時(shí)到達(dá)翅片的端部或者即使 達(dá)到效果也不明顯，如果太短，則擴(kuò)展換熱面積太小，無(wú)法達(dá)到一個(gè)好的換熱效果，因此翅 片的高度也有一個(gè)最佳值。
[0042] 對(duì)于兩個(gè)翅片管之間的距離，首先如果距離太近或者完全靠近，則兩個(gè)翅片管的 連接片之間距離的空間（參見(jiàn)圖1)太小，則空氣無(wú)法通過(guò)翅片之間的間隙進(jìn)入翅片管之間 形成的空隙，此時(shí)的換熱只能依靠從換熱器底部進(jìn)入空氣，無(wú)法達(dá)到很好的對(duì)流換熱效果， 同樣的原因，如果距離太遠(yuǎn)，則翅片管的第一第二第三第四翅片無(wú)法形成有效煙筒效果的 空隙，從而導(dǎo)致?lián)Q熱效果變差，因此對(duì)于兩個(gè)翅片管之間的距離也需要一個(gè)合適的數(shù)值。
[0043] 如圖4所示，對(duì)于翅片沿著基管5軸向上的高度H，也需要具有一個(gè)合適的數(shù)值，如 果翅片高度太高，則在翅片的上部，因?yàn)檫吔鐚釉诜忾]區(qū)域內(nèi)隨著基管高度的方向上開(kāi)始 重合，導(dǎo)致?lián)Q熱的惡化，同理，高度太低，則換熱沒(méi)有充分發(fā)揮，從而影響換熱效果。
[0044] 因此，本發(fā)明是通過(guò)多個(gè)不同尺寸的換熱器的試驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)出的最佳的換熱器的 翅片管的尺寸關(guān)系。因?yàn)槌崞苓€有夾角A、翅片長(zhǎng)度L、翅片高度Η這三個(gè)變量，因此，弓丨 入兩個(gè)無(wú)量綱量sin(A/2)、L/R、H/R，這里R是基管的半徑，從換熱效果中的散熱量最大出 發(fā)，計(jì)算了近200種形式。所述的尺寸關(guān)系如下： 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(zhǎng)度為L(zhǎng)，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(guān)系滿足如下公式： Sin(A/2)=aX (L/R)2+bX (L/R)+c, H/(RX10)= eXSin(A/2) 2-f X Sin (A/2)+h, 其中，A單位為角度，60° <A〈110°， L的尺寸為謹(jǐn)，12謹(jǐn)<L〈8Ctam， R 的單位為 _，10mm〈R〈80mm, Η 的單位為 mm，800mm〈R〈1200mm， a、b、c、e、f、h為系數(shù)，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。
[0045] 通過(guò)計(jì)算結(jié)果后再進(jìn)行試驗(yàn)，通過(guò)計(jì)算邊界以及中間值的數(shù)值，所得的結(jié)果基本 上與公式相吻合，誤差基本上在4%以?xún)?nèi)，最大的相對(duì)誤差不超過(guò)6%，平均誤差是2%。
[0046] 系數(shù)優(yōu)化的最佳結(jié)果是：a為0. 0412, b為0. 02715, c為0. 03628, e為22, f為 44. 37, h 為 23. 86。
[0047] 優(yōu)選的是，相鄰基管中心軸線之間的距離為S=dX (L+R) Xsin(A/2)，其中d為 1. 1-1. 2。
[0048] 如圖2所示，相鄰基管中心軸線之間的距離就是橫切面上兩個(gè)基管圓心之間的距 離。
[0049] d的優(yōu)化結(jié)果是1. 118。
[0050] 基管和翅片的材料是鋁合金，所述鋁合金的組分的質(zhì)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 A1。
[0051] 鋁合金的制造方法為：采用真空冶金熔煉，氬氣保護(hù)澆注成圓坯，經(jīng)過(guò)600°C均勻 化處理，在400°C，采用熱擠壓成棒材，然后再經(jīng)過(guò)580°C固溶淬火后，在200°C進(jìn)行人工時(shí) 效處理。導(dǎo)熱系數(shù)為大于250W/(m*k)。
[0052] 基管和翅片可以一體制造，也可以分體制造，基管和翅片也可以是不同的材料，例 如基管是前面提到的鋁合金，翅片則可以采用其他合金，其中其他合金組成如下： 質(zhì)量百分比如下：Ni 30% ;Cr 20% ;A1 6% ;C 0· 03% ;B 0· 016% ;Co 2% ;Ti 3% ;Nb 0· 1% ;La 0· 2% ;Ce 0· 2% ;Fe 余量。
[0053] 合金的制造方法為：通過(guò)在真空感應(yīng)爐中按照電熱合金的成分熔煉澆注成錠，然 后在1200-90(TC將合金錠熱鍛成棒材，在1200-900°C熱軋成盤(pán)材，再在室溫冷拔成不同規(guī) 格的絲材。
[0054] 經(jīng)測(cè)試，上述合金具有很高的導(dǎo)熱系數(shù)。
[0055] 所述基管5的管內(nèi)部設(shè)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(shù)依次增加。之所以如此設(shè)置是因?yàn)樵诠岬倪^(guò)程中，翅片管的內(nèi)部的防腐 層先受熱，先膨脹，然后依次向外是第二層、第三層受熱膨脹，因此從內(nèi)向外三層膨脹次數(shù) 依次增加可以保證膨脹率基本保持一致，保證各層連接的緊密性和穩(wěn)定性。
[0056] 如圖3所示，所述換熱器還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)根據(jù)室內(nèi)溫度控制進(jìn)入 換熱器中水的流速。
[0057] 所述控制系統(tǒng)包括：溫度傳感器（圖3中沒(méi)有示出）、流量控制器14和中央控制器 13,流量控制器14控制進(jìn)入換熱器的水的流速；所述溫度傳感器用于測(cè)量室內(nèi)溫度，當(dāng)室 內(nèi)溫度低于第一溫度時(shí)，流量控制器全部打開(kāi)，當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到第一溫度時(shí)，中央控制器控 制流量控制器達(dá)到第一流速，第一流速要低于全部打開(kāi)的流速，當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到高于第一 溫度的第二溫度時(shí)，中央控制器控制流速達(dá)到低于第一流速控制器的第二流速，當(dāng)室內(nèi)溫 度達(dá)到高于第二溫度的第三溫度時(shí)，中央控制器控制流量控制器達(dá)到低于第二流速的第三 流速，當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到高于第三溫度的第四溫度時(shí)，中央控制器控制流量控制器達(dá)到低于 第三流速的第四流速；當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到高于第四溫度的第五溫度時(shí)，中央控制器將流量控 制器關(guān)閉，阻止水進(jìn)入換熱器。
[0058] 第五溫度就是出于很高的溫度，例如25°C以上，第一溫度就是較低溫度，例如 15°C以下。通過(guò)上述的設(shè)置，可以根據(jù)溫度控制換熱器的更熱量，達(dá)到節(jié)約能源的效果，尤 其是下一步要發(fā)展根據(jù)熱量計(jì)費(fèi)，因此必然會(huì)受到歡迎。
[0059] 此外，可以設(shè)置溫度傳感器15、16用來(lái)測(cè)量進(jìn)入和出去換熱器的水的溫度。
[0060] 所述控制系統(tǒng)可以是一個(gè)單片機(jī)，可以設(shè)置控制面板，控制面板設(shè)置在換熱器的 上部或者下部，也可以設(shè)置在進(jìn)入換熱器的管道上。
[0061] 所述防腐層是由涂覆防腐涂料生成，防腐涂料由如下成分組成：片狀鋅粉8. 3%， 氧化鋁為8%，硼酸為7. 3%，丙烯酸為0. 7%，潤(rùn)濕分散劑為0. 4%，增稠劑為0. 15%，消泡劑為 0. 23%，余量的水。
[0062] 一種制備上述水性防腐涂料的方法，該方法按照以下步驟實(shí)施， a、 按涂料總質(zhì)量百分比，分別稱(chēng)取一定量的水、0. 4%的潤(rùn)濕分散劑和0. 23%的消泡劑， 然后混合到一起，充分?jǐn)嚢枋怪芙庵瞥赏苛匣旌弦篈1，再向混合液A1中加入占涂料總質(zhì) 量的8. 3%的片狀金屬粉，攪拌均勻制成涂料混合液A2 ; b、 按涂料總質(zhì)量百分比，稱(chēng)取7. 3%硼酸，組成混合液，加入到20-40%的水中充分溶解 制成無(wú)機(jī)酸混合液B1，再向混合液B1中加入8%的氧化物粉，攪拌至無(wú)沉淀制成無(wú)機(jī)酸混合 液B2 ; c、 按涂料總質(zhì)量百分比，稱(chēng)取0. 7%的丙稀酸，加入到5-15%的水中，充分?jǐn)嚢杈鶆蛑瞥?還原劑混合液C ; d、 按涂料總質(zhì)量百分比，稱(chēng)取0. 15%的增稠劑羥乙基纖維素，加入到2. 5-15%的水中， 攪拌至溶解呈半透明狀且無(wú)凝膠出現(xiàn)即停止攪拌制成增稠劑混合液D ; e、 將配制的無(wú)機(jī)酸混合液B2加入到涂料混合液A2中，然后加入還原劑混合液C配制 量的1/5-1/2,邊攪拌邊加入增稠劑混合液D，再加入余量的水，繼續(xù)攪拌30?90分鐘，直 到涂料混合液均勻一致無(wú)團(tuán)聚顆粒為止，最后再加入剩余的還原劑混合液C，再攪拌10-40 分鐘，即得。
[0063] 該種涂料通過(guò)噴涂、刷涂、浸涂施涂于翅片管表面，80±10°C烘干10-60分鐘， 280±40°C固化燒結(jié)30-60分鐘，形成良好耐蝕涂層。
[0064] 所述潤(rùn)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。
[0065] 如圖1所示，在基管5的軸向上靠近上集管和下集管的部分沒(méi)有翅片。這樣可以 保證下部的空氣能夠進(jìn)入翅片之間形成的空隙中，同時(shí)從空氣上部出來(lái)，加強(qiáng)對(duì)流效果。 [0066] 如圖4所示，基管5靠近下集管的部分的沒(méi)有翅片的部分的長(zhǎng)度要大于靠近上翅 片的沒(méi)有翅片部分的長(zhǎng)度。主要因?yàn)槭窍虏靠諝饷婷芏却螅梢员ＷC更多的空氣的進(jìn)入，上 部空氣密度小，空氣更容易上升，因此可以保持空氣進(jìn)入和出去翅片管量基本保持一致。
[0067] 優(yōu)選的，下部沒(méi)有翅片的部分的長(zhǎng)度占基管5的長(zhǎng)度的5%，上部沒(méi)有翅片的部分 的長(zhǎng)度占基管5的長(zhǎng)度的3%。
[0068] 如圖8所示，基管5的內(nèi)壁可以設(shè)置翅片26,例如可以設(shè)置直翅片或者螺旋翅片， 所述翅片的1?度可以隨著流體流動(dòng)的方向上逐漸增大，最1?的翅片1?度是最低的1.05-1. 1 倍。主要原因是隨著流體流動(dòng)的方向，流體的溫度逐漸下降，使其換熱效果逐漸降低，通過(guò) 增加內(nèi)部翅片的高度設(shè)置不同，可以增強(qiáng)流體流動(dòng)方向上的換熱，從而使得換熱效果沿著 流體流動(dòng)方向整體上保持一致。
[0069] 如圖8所示，沿著內(nèi)翅片延伸的方向，內(nèi)翅片26的頂部有間隔設(shè)置有切口 27。
[0070] 優(yōu)選的是，切口 27的深度為內(nèi)翅片26高度的0.2-0. 4倍。切口的寬度為內(nèi)翅片 總長(zhǎng)度的30-60%。
[0071] 優(yōu)選的是，隨著流體流動(dòng)的方向，切口 27的深度逐漸的增加。優(yōu)選的是，最深處為 最淺處1. 05-1. 15倍。
[0072] 優(yōu)選的是，隨著流體流動(dòng)的方向，切口 27的密度逐漸的增加。優(yōu)選的是，最密處為 最疏處1. 03-1. 12倍。
[0073] 優(yōu)選的，內(nèi)翅片為螺旋內(nèi)翅片，與基管5的中心軸線的螺旋角為30-60°。
[0074] 因?yàn)樯霞軆?nèi)沿著流體的流動(dòng)方向上，流體的流動(dòng)壓力越來(lái)越小，從而使的翅片 管內(nèi)的流體的分配不均勻，使得后部翅片管內(nèi)的流體流速下降，因此為了保證上集管內(nèi)的 流體的壓力保持不變，本發(fā)明設(shè)計(jì)了使得上集管1內(nèi)流體的流通面積沿著流體流動(dòng)方向逐 漸減小，這樣可以使得進(jìn)入翅片管中的流體的流速盡量保持的大，尤其是位于流體流動(dòng)下 游的翅片管，從而強(qiáng)化傳熱。
[0075] 作為一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，如圖5所示，上集管1的內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)流板20,所述導(dǎo)流板 20呈傾斜狀態(tài)，從上集管1的上部一直延伸到上集管1的下部，使得上集管的流體流通面積 從換熱器入口管18開(kāi)始逐漸減少，這樣可以保證上集箱沿著流體流動(dòng)方向上的壓力保持 一致性，從而使得進(jìn)入翅片管中的流體的流速盡量保持的大，從而強(qiáng)化傳熱。
[0076] 導(dǎo)流片20與上集管的左右兩個(gè)壁面連接，其中在左壁面，換熱器入口管18和上集 管1相連接的位置處，導(dǎo)流板20位于入口管與集熱器連接處的上部。
[0077] 作為一個(gè)可以代替的實(shí)施例，可以取消導(dǎo)流片，直接將上集管1的上部壁面21設(shè) 置為傾斜狀，如圖6所示，從入口管的位置向著上集管1的下部?jī)A斜延伸，從而使得上集管 1內(nèi)，沿著流體的流動(dòng)方向，流體流通面積從換熱器入口管18開(kāi)始逐漸減少。
[0078] 上集管的上部可以是直板狀的，也可以是弧形結(jié)構(gòu)。
[0079] 作為另外一個(gè)實(shí)施例，如圖7所示，所述換熱器17可以是電加熱換熱器。
[0080] 圖7換熱器兩端部的基管只設(shè)置內(nèi)側(cè)的翅片，對(duì)于外側(cè)，沒(méi)有設(shè)置翅片，主要原因 是充分利用散熱空間，因?yàn)閮?nèi)側(cè)設(shè)置翅片可以使得相鄰的翅片管的翅片之間形成抽吸通 道，對(duì)于外側(cè)的翅片，無(wú)法形成抽吸通道，因此將外側(cè)翅片刪除可以節(jié)省空間，同時(shí)將空間 充分留給內(nèi)側(cè)翅片，可以強(qiáng)化傳熱。該特征同樣也適用于前面的實(shí)施例。
[0081] 換熱器的上集管1、下集管3和翅片管4組成了流體流通的通道。上集管上設(shè)置 了抽真空管22,真空泵通過(guò)抽真空口管22,將上集管1、下集管3和翅片管4的內(nèi)腔抽成真 空，然后通過(guò)抽真空管22灌入適量的超導(dǎo)液，超導(dǎo)液最后流入到下集管3中。待超導(dǎo)液的 注入量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)容量后，再將抽真空管22進(jìn)行密封。
[0082] 作為傳熱介質(zhì)的超導(dǎo)液在50-60°C時(shí)霧化，其導(dǎo)熱快、節(jié)能、安全，且超導(dǎo)液本身無(wú) 毒、無(wú)味、在封閉的管道內(nèi)霧化，自身循環(huán)，不需使用管路循環(huán)。超導(dǎo)液對(duì)翅片管的側(cè)壁工作 壓力小，且無(wú)腐蝕性、無(wú)放射性，達(dá)到了使用壽命長(zhǎng)，安全使用的目的。
[0083] 在下集管3中設(shè)置加熱棒25,并且在下集管3的一端部設(shè)置溫度控制器23,用于 控制換熱器的溫度。使用時(shí)，插上電源，扭動(dòng)溫度控制器23上的按鈕到合適的溫度，加熱棒 25通電加熱，受熱后超導(dǎo)液在真空狀態(tài)下迅速霧化，充滿于各翅片管、上下集管，達(dá)到快速 持續(xù)取暖的目的。當(dāng)達(dá)到溫度控制器23設(shè)置的溫度，溫度控制器控制加熱棒停止加熱，當(dāng) 低于溫度控制器23設(shè)置的溫度，溫度控制器23控制加熱棒進(jìn)行加熱。
[0084] 加熱棒25的外部設(shè)置又翅片24,用于增加換熱面積，強(qiáng)化傳熱。
[0085] 當(dāng)然，作為替換，換熱器中的換熱流體可以設(shè)置為水，通過(guò)抽真空使水在50_60°C 時(shí)霧化，防止因?yàn)樗臏囟忍?，?dǎo)致?lián)Q熱器外壁太熱。
[0086] 為了達(dá)到更好的供暖效果，可以設(shè)置控制系統(tǒng)，根據(jù)室內(nèi)溫度來(lái)自動(dòng)控制加熱棒 25的加熱功率。所述控制系統(tǒng)包括：溫度傳感器和中央控制器，所述溫度傳感器用于測(cè)量 室內(nèi)溫度，中央控制器根據(jù)室內(nèi)溫度的數(shù)值來(lái)自動(dòng)調(diào)整加熱功率?！揪唧w實(shí)施方式】如下： 當(dāng)室內(nèi)溫度低于第一溫度時(shí)，加熱棒25以第一功率進(jìn)行加熱，當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到第一溫 度時(shí)，中央控制器加熱棒25以小于第一功率的第二功率進(jìn)行加熱，當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到高于第 一溫度的第二溫度時(shí)，中央控制器控制加熱棒25以小于第二功率的第三功率進(jìn)行加熱，當(dāng) 室內(nèi)溫度達(dá)到高于第二溫度的第三溫度時(shí)，中央控制器控制加熱棒25以小于第三功率的 第四功率進(jìn)行加熱，當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到高于第三溫度的第四溫度時(shí)，中央控制器控制加熱棒 25以小于第四功率的第五功率進(jìn)行加熱；當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到高于第四溫度的第五溫度時(shí)，中 央控制器將控制加熱棒25停止加熱。
[0087] 對(duì)于【具體實(shí)施方式】前面所描述的內(nèi)容，例如翅片管的材料、涂層，同樣也適用于圖 7的實(shí)施例。
[〇〇88] 雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù) 人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng) 當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1. 一種封閉式結(jié)構(gòu)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(shè)置在基管的 外部并且第一翅片和第二翅片的延長(zhǎng)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(guò)基管中心軸線的第一平面鏡像對(duì)稱(chēng)；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(duì)稱(chēng)，所述 第二平面與第一平面垂直而且經(jīng)過(guò)基管的中心軸線；所述第一翅片和第二翅片之間設(shè)置第 一連接片，所述第三翅片和第四翅片之間設(shè)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，基管的內(nèi)壁設(shè)置內(nèi)翅片，沿著內(nèi)翅片延伸的方向，內(nèi)翅片的頂部 有間隔設(shè)置有切口；其特征在于，上集管的內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)流板，所述導(dǎo)流板呈傾斜狀態(tài)，從上 集管的上部一直延伸到上集管的下部，使得上集管的流體流通面積從換熱器入口管開(kāi)始逐 漸減少。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的翅片管換熱器，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(zhǎng)度為L(zhǎng)，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(guān)系滿足如下公式： Sin(A/2)=aX (L/R)2+bX (L/R)+c H/(RX10)= eXSin(A/2) 2-f X Sin (A/2)+h ； 其中，A單位為角度，60° <A〈110°， L 的尺寸為 mm，12mm<L<80mm, R的單位為謹(jǐn)，lCtam〈R〈8Ctam， H 的單位為 mm，800mm〈H〈1200mm， a、b、c、e、f、h為系數(shù)，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。
【文檔編號(hào)】F28F21/08GK104101242SQ201410308568
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2013年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月16日
【發(fā)明者】仝志輝, 劉漢濤 申請(qǐng)人:中北大學(xué)