小管徑翅片管式換熱器的翅片及翅片管式換熱器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及的是一種熱交換領域的設備，具體是一種小管徑翅片結構及應用這種翅片結構的換熱器。
【背景技術】
[0002]在空調制冷系統中，小管徑(4?6mm)換熱器的結構緊湊，不僅能夠減少用銅量，降低材料成本，而且能夠提高換熱器的換熱性能，有利于提高換熱器的性價比。
[0003]翅片結構主要由管間距Pt和排間距Pl決定。Pt指翅片安裝孔在高度方向上的管間距；P1指單排翅片的寬度，也是多排換熱器的排間距。翅片的Pt和Pl對管翅式換熱器的性能有很大的影響；Pt越小，換熱器在高度方向上布置的銅管越多，換熱器的換熱性能越好，但是換熱器銅管部分的成本也越高。Pi越大，翅片換熱面積越大，換熱器性能越好，但是換熱器翅片部分的成本也越大。管翅式換熱器銅管部分的成本約占換熱器整個成本的90%左右，翅片部分成本占10%左右。因此若管翅式換熱器的成本固定，必然存在一組最優的Pt和Pl使得換熱器的性能達到最佳；若管翅式換熱器的成本變化，使換熱器性能最優的Pt、Pl也隨之變化。隨著市場產品的多元化，高性能高成本以及低性能低成本的換熱器同時存在，但不論哪種換熱器，均存在一個最優的翅片結構設計。
[0004]經過對現有技術的檢索發現，中國專利文獻號CN102435085，公開日2012.05.02，記載了一種管翅式換熱器及設置了該管翅式換熱器的空調機，管翅式換熱器具有多片的板狀翅片和傳熱管；該多片的板狀翅片按氣體能夠通過的方式相互隔開規定的間隔平行地層疊配置；該傳熱管按貫通該板狀翅片并且彎曲行進的方式構成，制冷劑通過其內部。
[0005]中國專利文獻號CN201764870，公開日2011.03.16，記載了用于小管徑翅片管式熱交換器的翅片及熱交換器，所述翅片上開設有多個相互平行的換熱管穿裝孔，翅片的寬度為11.6mm±0.1mm，且相鄰兩個換熱管穿裝孔之間的翅片上分別沿長度方向壓制有由若干條形橋片組成的橋片組。
[0006]但上述現有技術沒有提供任一成本下性能最佳的翅片應該具有的結構，也并沒有提供如何獲得任一成本下性能最佳的翅片。
【實用新型內容】
[0007]本實用新型針對現有技術存在的上述不足，提供一種翅片結構及應用這種翅片結構的換熱器，提供不同材料成本下換熱性能最優的翅片結構。
[0008]本實用新型是通過以下技術方案實現的:
[0009]本實用新型涉及一種翅片，其管間距Pt和排間距Pl由擬合曲線和關聯計算式確定選擇區間，其中:擬合曲線和關聯計算式由以下方式獲得:換熱器材料成本確定的情況下，通過數據擬合，得到各個換熱器材料成本與對應的最優的管間距Pt和排間距Pl之間的關系以及換熱器材料成本、管間距Pt和排間距Pl之間的關系式；
[0010]所述的關聯計算式具體為95E彡Pt彡1.05Ε ；0.95F彡(Pt/Pl)彡1.05F，其中:E = a^+a^+a^+a^C+a,, F = b1*C4+b2*C3+b3*C2+b4*C+b5, C = 1781.6676/Pt+2.3677*P1，C為換熱器材料成本，E為對應材料成本下的取值區間，F為對應材料成本下的Pt/Pl的取值區間，ap a2、a3、a4、a5以及b p b2、b3、b4、b5為待定系數。
[0011]所述的關聯計算式中的待定系數a2、a3、a4、次為:1.3395X 10—6、- 7.507X 10 —4、0.157819、- 14.8654,551.08977 ；b0 b2、b3、b4、b5^c 次為:-1.520525X 10 —7、8.18935X 10 —5、- 1.62498Χ 10 —2、1.387436、- 40.997876。
[0012]所述的擬合曲線的波動區間為±5%。
[0013]所述的數據擬合所采用的算法是最小二乘法。
[0014]所述的擬合曲線為:C = 1781.6676/Pt+2.3677*P1，其中:管間距Pt是指翅片的安裝孔在高度方向上的間距；排間距Pl是指單排翅片的寬度或多排翅片的排間距。
[0015]所述的翅片的結構包括:平翅片、波紋翅片、橋片或開窗片。
[0016]本實用新型涉及一種銅管管徑為4?6_的換熱器，包括:翅片，該翅片的管間距Pt和排間距Pl由上述方法確定。
[0017]本實用新型確定各種換熱器材料成本下，管間距Pt和排間距Pl選擇區間，使得各種材料成本的換熱器能夠獲得最佳的翅片結構，保證良好的換熱性能。
【附圖說明】
[0018]圖1為各材料成本下最優的Pt區間；
[0019]圖2為各材料成本下最優的翅片Pt/Pl區間；
[0020]圖3為銅管外徑5mm，Pt為20.39mm低材料成本換熱器時最優的翅片結構；
[0021]圖4為銅管外徑5mm，Pt為16.7mm高材料成本換熱器時最優的翅片結構。
【具體實施方式】
[0022]下面對本實用新型的實施例作詳細說明，本實施例在以本實用新型技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保護范圍不限于下述的實施例。
[0023]實施例1
[0024]本實用新型提供各材料成本下的最優翅片結構，其管間距Pt和排間距Pl由擬合曲線和關聯計算式確定選擇區間，其中:擬合曲線和關聯計算式由以下方式獲得:換熱器材料成本確定的情況下，通過數據擬合，得到各個換熱器材料成本與對應的最優的管間距Pt和排間距Pl之間的關系以及換熱器材料成本、管間距Pt和排間距Pl之間的關系式；
[0025]所述的關聯計算式具體為:0.95E < Pt < 1.05E ;0.95F < (Pt/Pl) ^ 1.05F,其中:E = a^+a^+a^+a^C+a,, F = b1*C4+b2*C3+b3*C2+b4*C+b5, C = 1781.6676/Pt+2.3677*P1，C為換熱器材料成本，E為對應材料成本下的取值區間，F為對應材料成本下的Pt/Pl的取值區間，ap a2、a3、a4、a5以及b p b2、b3、b4、b5為待定系數。
[0026]所述的關聯計算式中的待定系數a2、a3、a4、次為:1.3395X 10—6、- 7.507X 10 —4、0.157819、- 14.8654,551.08977 ；b0 b2、b3、b4、b5^c 次為:-1.520525X 10 —7、8.18935X 10 —5、- 1.62498Χ 10 —2、1.387436、- 40.997876。
[0027]所述的擬合曲線的波動區間為±5%。
[0028]所述的數據擬合所采用的算法是最小二乘法。
[0029]所述的擬合曲線為:C = 1781.6676/Pt+2.3677*P1，其中:管間距Pt是指翅片的安裝孔在高度方向上的間距；排間距Pl是指單排翅片的寬度或多排翅片的排間距。
[0030]所述的翅片的結構包括:平翅片、波紋翅片、橋片或開窗片。
[0031]本實施例設計低材料成本換熱器時，即假定銅管外徑5mm，Pt選擇20.39mm，通過圖1得到橫坐標為120時，此時Pl為13.78mm，Pt/Pl為1.4797。因此在Pt選擇為20.39mm的低材料成本換熱器時，最優翅片為20.39*13.78_，其翅片結構如圖3所示。
[0032]將橫坐標120帶入關聯計算式可得在該材料成本下最優Pt區間為19.37?21.41mm，最優的Pt/Pl區間為1.4057?1.5537。因此最優翅片為20.39*13.78mm時，最優翅片Pt區間為19.37?21.41mm，最優的Pl區間為12.47?15.23mm。
[0033]實施例2
[0034]當設計高材料成本換熱器時，即假定銅管外徑5mm，Pt選擇16.7mm，通過圖1得到橫坐標為150時，此時Pl為18.4mm，Pt/Pl為0.907。因此在Pt選擇為16.7mm的高材料成本換熱器時，最優翅片為16.7*18.4_，其翅片結構如圖4所示。
[0035]將橫坐標150帶入關聯計算式可得在該材料成本下最優Pt區間為15.86?17.53mm，最優的Pt/Pl區間為0.862?0.952。因此最優翅片為16.7*18.4mm時，最優翅片Pt區間為15.86?17.53mm，最優的Pl區間為17.48?19.32mm。
【主權項】
1.一種翅片，其特征在于，該翅片上的安裝孔在高度方向上的間距，即管間距Pt以及單排翅片的寬度或多排翅片的排間距，即排間距Pl分別滿足:0.95E 彡 Pt 彡 1.05E ；0.95F ( (Pt/Pl) ( 1.05F，其中:E = a^+a^+a^+a^C+a,,F = b1*C4+b2*C3+b3*C2+b4*C+b5, C = 1781.6676/Pt+2.3677*P1，a” a2、a3、a4、已5依次為:1.3395X 10—6、- 7.507X 10 —4、0.157819、- 14.8654,551.08977 ；b0 b2、b3、b4、b5^c 次為:-1.520525X 10 —7、8.18935X 10 —5、- 1.62498Χ 10 —2、1.387436、- 40.997876。
2.—種換熱器，其特征在于，包括:平翅片、波紋翅片、橋片或開窗片結構的翅片， 所述的翅片上的安裝孔在高度方向上的間距，即管間距Pt以及單排翅片的寬度或多排翅片的排間距，即排間距Pl，分別滿足:0.95Ε彡Pt彡1.05Ε ；0.95F ^ (Pt/Pl) ( 1.05F，其中:E = a^+a^+a^+a^C+a,, F = b1*C4+b2*C3+b3*C2+b4*C+b5, C = 1781.6676/Pt+2.3677*Pl，a1、a2、a3、a4、a5依次為:1.3395X 10 -6、- 7.507X 10—4、0.157819、- 14.8654、.551.08977 九、b2、b3、b4、b5依次為:-1.520525X 10 —7、8.18935X 10 —5、- 1.62498X 10 —2、.1.387436、- 40.997876。
【專利摘要】本實用新型小管徑翅片管式換熱器的翅片及翅片管式換熱器涉及一種熱交換領域的翅片結構及應用這種翅片結構的換熱器，其翅片的管間距Pt和排間距Pl由擬合曲線和關聯計算式確定選擇區間，其中：擬合曲線和關聯計算式由以下方式獲得：換熱器材料成本確定的情況下，通過數據擬合，得到各個換熱器材料成本與對應的最優的管間距Pt和排間距Pl之間的關系以及換熱器材料成本、管間距Pt和排間距Pl之間的關系式。本實用新型提供不同材料成本下換熱性能最優的翅片結構。
【IPC分類】F28F1-32
【公開號】CN204359184
【申請號】CN201420683654
【發明人】丁國良, 馬小魁, 任滔, 吳國明, 王利
【申請人】上海交通大學, 江森自控樓宇設備科技(無錫)有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2014年11月14日