專利名稱：一種結(jié)構(gòu)優(yōu)化的散熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及建筑采暖設(shè)備。
目前生產(chǎn)使用的散熱器中，串片式散熱器由于耐壓抗腐蝕，外形整潔，安裝方便，則一直廣泛地得到采用，但該產(chǎn)品耗鋼材成本高。中國(guó)專利申請(qǐng)——《一種帶對(duì)流罩的串片式散熱器》(申請(qǐng)?zhí)?0206829.6)和《一種串片式散熱器的翅片》(申請(qǐng)?zhí)?0206913.6)，提出了兩種強(qiáng)化傳熱結(jié)構(gòu)用于翅片上，并且散熱器加置對(duì)流罩，指出了改進(jìn)串片式散熱器、提高散熱量、降低成本的方向。但是由于該種散熱器的傳熱過(guò)程復(fù)雜，即使采用了先進(jìn)的強(qiáng)化傳熱結(jié)構(gòu)，如果結(jié)構(gòu)尺寸(如翅片面積、片距)設(shè)計(jì)不合理，其耗鋼成本非但沒(méi)有降低，反而會(huì)增高。
本實(shí)用新型的目的在于通過(guò)實(shí)驗(yàn)和分析，對(duì)散熱器的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使得散熱器不僅單位米長(zhǎng)的散熱量非常高，而且衡量散熱器的經(jīng)濟(jì)性的金屬熱強(qiáng)度值也極高，大大地降低了鋼材成本。
中國(guó)專利申請(qǐng)－－《一種帶對(duì)流罩的串片式散熱器》(申請(qǐng)?zhí)?0206829.6)和《一種串片式散熱器的翅片》(申請(qǐng)?zhí)?0206913.6)提出的兩種用于翅片上的強(qiáng)化傳熱結(jié)構(gòu)是叉列短肋形結(jié)構(gòu)與百葉窗式短肋形結(jié)構(gòu)，它們強(qiáng)化傳熱原理是連續(xù)破壞換熱面上的氣流邊界層，使換熱面總處于氣流邊界層的初始段，利用邊界層初始段薄，傳熱強(qiáng)度大的特點(diǎn)，達(dá)到強(qiáng)化傳熱的目的。叉列短肋形結(jié)構(gòu)特征是；翅片的主要換熱部分被切成一條條的短肋條，各短肋條之間相互叉開(kāi)排列成兩列或數(shù)列，如附圖1所示(短肋條可以被壓成傾斜狀，如附圖2所示，也可以被壓成彎曲形，如附圖3所示)。百葉窗式短肋形結(jié)構(gòu)與叉列短肋形結(jié)構(gòu)類似，翅片的主要換熱部分被切成一條條的短肋條，但各短肋條被壓成傾斜狀或彎曲形，使得每相鄰的短肋條，下短肋條的上邊緣和上短肋條的下邊緣相互分開(kāi)，如附圖4、5、6所示。
把散熱片(1)設(shè)置在對(duì)流罩(2)內(nèi)，如附圖7所示。由于對(duì)流罩的抽吸作用，空氣流速增大，因而提高了散熱量。在空氣流速較高的條件下，上面所述的短肋形結(jié)構(gòu)強(qiáng)化傳熱效果更為顯著，因而將翅片采用了短肋形結(jié)構(gòu)的串片散熱片加置對(duì)流罩，其散熱量能的到更為明顯的提高。對(duì)流罩的抽吸強(qiáng)度和對(duì)流罩內(nèi)得空氣溫度成正比，如果對(duì)流罩采取保溫措施(比如加置保溫層(3)，如附圖8所示)，使對(duì)流罩內(nèi)的空氣保持高的溫度，則能強(qiáng)化抽吸力，提高散熱量。由于散熱器的安裝是緊靠建筑物墻壁，因而，對(duì)流罩的背面可以部分或全部省掉，對(duì)流罩背面是開(kāi)口的，這樣可以節(jié)省材料。
加置有對(duì)流罩的串片式散熱器的散熱量與金屬?gòu)?qiáng)度，不僅和它們的結(jié)構(gòu)形式有關(guān)，而且還和它們的結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)，其主要影響因素有串管的形狀和規(guī)格，翅片面積和片距，短肋條寬b。串管的形狀可以各種各樣，僅從傳熱過(guò)程來(lái)說(shuō)，橢圓形和扁形管最好，但從工藝加工，保證翅片串孔翻邊與串管有良好配合，圓形管比較容易。翅片面積的選取應(yīng)和串管尺寸規(guī)格聯(lián)系在一起，在此引入一參數(shù)－－翅片的散熱面積與翅片上的串孔周長(zhǎng)(如果翅片有數(shù)個(gè)串孔，則周長(zhǎng)為這數(shù)個(gè)串孔周長(zhǎng)的和)的比值β，比值β大說(shuō)明翅片面積大。翅片面積，更準(zhǔn)確地說(shuō)，比值β，不能過(guò)大，也不能過(guò)小。如果過(guò)大，會(huì)由于翅片的肋效率低下而降低金屬熱強(qiáng)度，如果過(guò)小，會(huì)由于散熱面積小，散熱量低，則影響金屬熱強(qiáng)度的提高。片距的選取也是在一定的范圍內(nèi)，太大了，會(huì)由于翅片數(shù)少，則散熱面積小，降低金屬熱強(qiáng)度，如果片距太小，會(huì)由于流動(dòng)阻力太大，傳熱強(qiáng)度太低，則金屬熱強(qiáng)度低。短肋條寬度b的影響，僅從傳熱過(guò)程來(lái)說(shuō)，短肋條寬b越小，傳熱強(qiáng)化程度越高，但是流動(dòng)阻力也隨之迅速上升，因而對(duì)于散熱器這種自然對(duì)流問(wèn)題，短肋條寬b不能太小。通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化選取得出，要得到高的金屬熱強(qiáng)度，比值β取值在40－140毫米之間，片距在4－8毫米之間，短肋條寬b在3－10毫米之間。


圖1、圖2、圖3為叉列短肋形結(jié)構(gòu)特征示意圖。
圖4、圖5、圖6為百葉窗式短肋形結(jié)構(gòu)特征示意圖。
圖7、圖8為散熱器結(jié)構(gòu)特征示意圖。
1——散熱片，2——對(duì)流罩，3——保溫層。
實(shí)施例串管采用外徑為Φ21mm的焊接管，翅片尺寸為100×146mm，均勻分布有四根串管。片距為5.5mm，翅片采用叉列短肋形結(jié)構(gòu)，短肋寬b取6.6mm，對(duì)流罩尺寸寬×高×長(zhǎng)為150×700×1000mm，內(nèi)鋪設(shè)有3mm厚的泡沫塑料。其標(biāo)準(zhǔn)散熱量可達(dá)2千多瓦，金屬熱強(qiáng)度為1.4瓦／公斤·度之多，是現(xiàn)同類產(chǎn)品的兩倍，即說(shuō)明可節(jié)省鋼材成本一半。
權(quán)利要求1.一種用于建筑室內(nèi)采暖的散熱器，包括有散熱片(1)，對(duì)流罩(2)，其特征在于散熱片是串片式結(jié)構(gòu)，翅片采用了短肋形結(jié)構(gòu)，短肋條寬b在3至10毫米之間選取，翅片的散熱面積與翅片上的串孔周長(zhǎng)的比值β選取在40至140毫米之間，片距在4至8毫米之間選取。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱器，其特征在于翅片所采用的短肋形結(jié)構(gòu)為叉列短肋形結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱器，其特征在于翅片所采用的短肋形結(jié)構(gòu)為百葉窗式短肋形結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型是一種帶對(duì)流罩的串片式散熱器，翅片采用了短肋形強(qiáng)化傳熱結(jié)構(gòu)(叉列短肋結(jié)構(gòu)、百葉窗式短肋形結(jié)構(gòu))。通過(guò)試驗(yàn)與分析對(duì)翅片面積和短肋尺寸，以及片距進(jìn)行優(yōu)化選取，設(shè)計(jì)出的散熱器，單位米長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)散熱量可達(dá)2千多瓦，金屬熱強(qiáng)度1.4瓦/公斤·度之多，是同類現(xiàn)產(chǎn)品的兩倍，同時(shí)由于散熱器加置有對(duì)流罩，外形美觀，衛(wèi)生安全性得到改善。
文檔編號(hào)F28D1/04GK2085514SQ9120376
公開(kāi)日1991年9月25日 申請(qǐng)日期1991年3月16日 優(yōu)先權(quán)日1991年3月16日
發(fā)明者秦彪 申請(qǐng)人:秦彪