[发明专利]一种沿流动方向内翅片高度变化的换热器

说明书

本发明是申请号为201310483171.X，发明名称为“一种内翅片管换热器”的发明专利的分案申请。

技术领域

本发明属于换热器领域，尤其涉及一种供暖用的换热器。 

背景技术

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。

发明内容

本发明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，本发明的技术方案如下：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)=a×(L/R)²+b×(L/R)+c，

H/(R×10)=e×Sin(A/2)²-f×Sin(A/2)+h，

其中，A单位为角度，60°<A<110°，

L的尺寸为mm，12mm<L<80mm，

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=d×(L+R)×sin(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。