一种铝合金材料换热器制造技术

本发明专利技术提供了一种铝合金材料的翅片管换热器，换热器包括上集管、下集管和连接上集管和下集管的翅片管，翅片管包括翅片和基管，所述基管和翅片的材料是铝合金。本发明专利技术将翅片管的材料进行优化，使其达到换热效率最大化，以节约能源，达到环保节能的目的。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种铝合金材料的翅片管换热器，换热器包括上集管、下集管和连接上集管和下集管的翅片管，翅片管包括翅片和基管，所述基管和翅片的材料是铝合金。本专利技术将翅片管的材料进行优化，使其达到换热效率最大化，以节约能源，达到环保节能的目的。【专利说明】一种铝合金材料换热器本专利技术是申请号为201310483171.X，专利技术名称为“一种内翅片管换热器”的专利技术专利的分案申请。
本专利技术属于换热器领域，尤其涉及一种供暖用的换热器。
技术介绍
家庭供暖的终端设备，热源一般为城市集中供暖、小区自建锅炉房、家用壁挂炉等，通过热传导、辐射、对流把热量散热出来，让居室的温度得到提升。换热器中，目前广泛的适用翅片管换热器，通过翅片可以扩大散热面积，增强换热效果，但是翅片管的换热器类型、以及翅片管参数的设定都影响者散热效果的好坏，而且目前在能源危机的情况下，急需要节约能源，满足社会的可持续发展，因此需要开发一种新的翅片管，同时需要将翅片管的结构进行优化，使其达到换热效率最大化，以节约能源，达到环保节能的目的。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种新的直线型封闭式翅片管换热器。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下:一种封闭式结构的翅片管换热器，包括上集管、下集管 和连接上集管和下集管的翅片管，所述翅片管包括圆形基管和第一翅片、第二翅片，第一翅片和第二翅片设置在基管的外部并且第一翅片和第二翅片的延长线相交于基管的圆心所在的基管的中心轴线，第一翅片和第二翅片沿着通过基管中心轴线的第一平面镜像对称；所述翅片管包括第三翅片和第四翅片，所述第三翅片、第四翅片沿着第二平面分别与第一翅片和第二翅片镜像对称，所述第二平面与第一平面垂直而且经过基管的中心轴线；所述第一翅片和第二翅片之间设置第一连接片，所述第三翅片和第四翅片之间设置第二连接片，第一连接片和第二连接片为圆弧型金属板；第一翅片、第二翅片与相邻翅片管的第三翅片和第四翅片形成空间；所述圆弧形金属板的圆心所在的中心轴线与基管的中心轴线重合；所述基管为直管，所述相邻的基管的中心轴线互相平行；相邻基管的第一翅片互相平行。所述第一翅片和第二翅片之间的夹角为A，第一翅片和第二翅片的长度为L，基管的外半径为R，沿着基管轴向上的翅片高度H，上述四者的关系满足如下公式:Sin(A/2)=aX (L/R)2+bX (L/R) +c, H/ (RX 10) =e X Sin (A/2) 2-fXSin (A/2) +h, 其中，A单位为角度，60° <A<110°， L的尺寸为謹，12謹<L〈8Ctam， R 的单位为 mm, 10mm〈R〈80mm,H 的单位为 mm, 800mm〈R〈 1200mm， a、b、c、e、f、h为系数，a的范围为0.04-0.042，b的范围为0.266-0.28，c的范围为0.36-0.37，e 的范围为 21-23，f 的范围是 44-45，h 是 23-25。参数的最佳结果为:a为 0.0412，b 为 0.02715，c 为 0.03628，e 为 22，f 为 44.37，h 为 23.86。作为一个优选，相邻基管中心轴线之间的距离为S=dX (L+R) Xsin(A/2)，其中d为 1.1-1.2。d的优化结果是1.118。所述基管和翅片的材料是铝合金，所述铝合金的组分的质量百分比如下:3.0%Cu,1.9%Mg, 1.6%Ag, 0.6%Mn, 0.25%Zr, 0.3%Ce,0.23%Ti，0.38%Si，其余为 Al。所述基管的管内部设置防腐层，基管的外部涂覆耐磨层，防腐层、基管以及耐磨层的热膨胀系数依次增加。所述换热器还包括控制系统，所述控制系统根据室内温度控制进入换热器中水的流速。所述控制系统包括:温度传感器、流量控制器和中央控制器，流量控制器控制进入换热器的流速；所述温度传感器用于测量室内温度，当室内温度达到第一温度时，中央控制器控制流量控制器达到第一流速，当室内温度达到高于第一温度的第二温度时，中央控制器控制流量控制器达到低于第一流速的第二流速，当室内温度达到高于第二温度的第三温度时，中央控制器控制流量控制器达到低于第二流速的第三流速，当室内温度达到高于第三温度的第四温度时，中央控制器控制流量控制器达到低于第三流速的第四流速；当室内温度达到高于第四温度的第五温度时，中央控制器将流量控制器关闭，阻止水进入换热器。所述防腐层由如下成分组成: 片状锌粉8.3%，氧化铝为8%，硼酸为7.3%，丙烯酸为0.7%，润湿分散剂为0.4%，增稠剂为0.15%，消泡剂为0.23%，余量的水。所述润湿分散剂为平平加系列中的SA-20，所述的增稠剂选用羟乙基纤维素，所述的消泡剂选用磷酸三丁酯。在基管的轴向上靠近上集管和下集管的部分没有翅片。基管靠近下集管的部分的没有翅片的部分的长度要大于靠近上翅片的没有翅片部分的长度。上集管内流体的流通面积沿着流体流动方向逐渐减小。上集管的内部设置导流板，所述导流板从换热器入口管的位置向上集管的下部倾斜延伸。上集管的上部壁面从换热器入口管的位置向上集管的下部倾斜延伸。导流片的形状是直板形状或者弧形板的形状。与现有技术相比较，本专利技术具有如下的优点: 1)本专利技术提供了一种新的翅片管，而且因为翅片管的翅片的延伸线与基管的圆心重合，从而使得换热效果达到最好； 2)本专利技术通过多次试验，设计了不同管径、不同高度、夹角的翅片进行试验，从而得到一个最优的翅片优化结果，并且通过试验进行了验证，从而证明了结果的准确性； 3)通过对铝合金的组分的质量百分比的合理分配，提高翅片管的高耐热性和高导热性； 4)防腐层、基管以及耐磨层的热膨胀系数依次增加，保证在通热水的时候，各层的膨胀率相同，保证各层的紧密结合，防止脱落； 5)通过控制系统，自动控制进入换热器的水的流速，保持室温达到一个稳定的数值； 6)通过在基管的轴向上靠近上集管和下集管的部分没有翅片，保证了基管下部的空气能够顺利进行翅片管的空隙中，达到了好的抽吸效果，同时也能保证空气技术的向上部对流，增加对流换热的效果； 7)通过基管靠近下集管的部分的没有翅片的部分的长度要大于靠近上翅片的没有翅片部分的长度，可以增加对流效果； 8)通过上集管内流体的流通面积的逐渐缩小，使得流体流量流速保持最大，强化传执.9)通过电加热器的智能控制，实现节能。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术换热器的示意图。图2是翅片管的横截面示意图。图3是换热器控制系统的示意图。图4是图3从左侧看的示意图。图5是具有导流板的换热器不意图。图6是上集管截面积逐渐收缩的换热器示意图。图7是本专利技术第二个实施例的切面图。图8是基管内翅片的示意图。附图标记如下: I上集管，2基管中没有翅片的部分，3下集管，4翅片管，5基管，6水第一翅片，7空隙部分，8第一连接片，9第二翅片，10第四翅片，11第三翅片，12第二连接片，13中央控制器，14流量控制器，15温度传感器，16温度传感器，17换热器，18入口管，19出口管，20导流板，21上集管上表面，22抽真空管，23温度控制器，24翅片，25加热棒，26内翅片，27切口，28凸块。【具体实施方式】下面结合附图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种封闭式结构的翅片管换热器，包括上集管、下集管和连接上集管和下集管的翅片管，所述翅片管包括圆形基管和第一翅片、第二翅片，第一翅片和第二翅片设置在基管的外部并且第一翅片和第二翅片的延长线相交于基管的圆心所在的基管的中心轴线，第一翅片和第二翅片沿着通过基管中心轴线的第一平面镜像对称；所述翅片管包括第三翅片和第四翅片，所述第三翅片、第四翅片沿着第二平面分别与第一翅片和第二翅片镜像对称，所述第二平面与第一平面垂直而且经过基管的中心轴线；所述第一翅片和第二翅片之间设置第一连接片，所述第三翅片和第四翅片之间设置第二连接片，第一连接片和第二连接片为圆弧型金属板；第一翅片、第二翅片与相邻翅片管的第三翅片和第四翅片形成空间；所述圆弧形金属板的圆心所在的中心轴线与基管的中心轴线重合；所述基管为直管，所述相邻的基管的中心轴线互相平行，基管的内壁设置内翅片，沿着内翅片延伸的方向，内翅片的顶部有间隔设置有切口；其特征在于，所述基管和翅片的材料是铝合金。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘汉涛，常建忠，仝志辉，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：山西;14