本發(fā)明屬于換熱器領域，尤其涉及一種冷卻啤酒的換熱器，屬于F28D的換熱器領域。

背景技術：
本申請主要是直接用于在啤酒分裝之前的啤酒的冷卻。在桶中運輸的啤酒是利用二氧化碳在一定壓力下保存的，啤酒中二氧化碳的溶解度隨溫度和壓強的不同而變化，啤酒中二氧化碳的溶解度增加至達到在液體啤酒的冰點中的最大值。但是液體啤酒中二氧化碳溶解度隨著啤酒的壓強的減少而減少。在對啤酒的高需求期間會超過提供冰啤酒的系統(tǒng)的能力，伴隨的結果是分裝的啤酒的溫度超過了期望范圍。結果由于供應的啤酒沒有足夠的冷凍而引起廣大客戶的不滿，并且該系統(tǒng)中啤酒的過量泡沫，易導致啤酒輸送系統(tǒng)的“凍結”，這將導致整個啤酒輸送系統(tǒng)的關閉。

技術實現要素：
本發(fā)明提供了一種啤酒冷卻器，所供應的啤酒的溫度可以更低，在耗費相同冷源的情況下使得啤酒達到更好的冷卻效果。為了實現上述目的，本發(fā)明的技術方案如下：一種管殼式換熱器，所述換熱器包括殼體和蛇形管、啤酒入口、啤酒出口、冷源入口和冷源出口，所述殼體內設置蛇形管，所述蛇形管為多排，所述每排蛇形管的上下端頭分別從殼體的上端和下端伸出并分別與啤酒入口集箱和啤酒出口集箱連通，啤酒入口集箱和出口集箱分別與啤酒入口和啤酒出口連接；所述蛇形管包括彎管部分和直管部分，所述直管部分互相平行，所述彎管將相鄰的直管部分連通起來以形成連通的一排蛇形管；所述冷源入口和冷源出口分別設置在殼體的兩側，冷源從冷源入口進入，在殼體內冷卻蛇形管內的啤酒，然后從冷源出口流出；所述蛇形管的直管部分為翅片管，翅片管的材料是鋁合金，所述鋁合金的組分的質量百分比如下：15.3％Cu，1.9％Mg，1.6％Ag，0.6％Mn，0.25％Zr，5.78％Ce，0.23％Ti，0.38％Si，其余為Al。一種管殼式換熱器，所述換熱器包括殼體和蛇形管、啤酒入口、啤酒出口、冷源入口和冷源出口，所述殼體內設置蛇形管，所述蛇形管為多排，所述每排蛇形管的上下端頭分別從殼體的上端和下端伸出并分別與啤酒入口集箱和啤酒出口集箱連通，啤酒入口集箱和出口集箱分別與啤酒入口和啤酒出口連接；所述蛇形管包括彎管部分和直管部分，所述直管部分互相平行，所述彎管將相鄰的直管部分連通起來以形成連通的一排蛇形管；所述冷源入口和冷源出口分別設置在殼體的兩側，冷源從冷源入口進入，在殼體內冷卻蛇形管內的啤酒，然后從冷源出口流出；所述蛇形管的直管部分為翅片管，翅片管包括主翅片和從主翅片延伸的副翅片，主翅片的寬度為b4，副翅片的寬度為b2，其中2.0*b2<b4<2.3*b2。一種管殼式換熱器，所述換熱器包括殼體和蛇形管、啤酒入口、啤酒出口、冷源入口和冷源出口，所述殼體內設置蛇形管，所述蛇形管為多排，所述每排蛇形管的上下端頭分別從殼體的上端和下端伸出并分別與啤酒入口集箱和啤酒出口集箱連通，啤酒入口集箱和出口集箱分別與啤酒入口和啤酒出口連接；所述蛇形管包括彎管部分和直管部分，所述直管部分互相平行，所述彎管將相鄰的直管部分連通起來以形成連通的一排蛇形管；所述冷源入口和冷源出口分別設置在殼體的兩側，冷源從冷源入口進入，在殼體內冷卻蛇形管內的啤酒，然后從冷源出口流出；所述換熱器還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)根據啤酒的輸出溫度控制進入換熱器中冷源的流速；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，流量控制器控制進入換熱器的冷源的流速；所述溫度傳感器用于測量啤酒的輸出溫度，當輸出溫度達到第一溫度時，中央控制器控制流量控制器達到第一流速，當輸出溫度達到低于第一溫度的第二溫度時，中央控制器控制流量控制器達到低于第一流速的第二流速，當輸出溫度達到低于第二溫度的第三溫度時，中央控制器控制流量控制器達到低于第二流速的第三流速，當輸出溫度達到低于第三溫度的第四溫度時，中央控制器控制流量控制器達到低于第三流速的第四流速；當輸出溫度達到低于第四溫度的第五溫度時，中央控制器將流量控制器關閉，阻止冷源進入換熱器。一種管殼式換熱器，所述換熱器包括殼體和蛇形管、啤酒入口、啤酒出口、冷源入口和冷源出口，所述殼體內設置蛇形管，所述蛇形管為多排，所述每排蛇形管的上下端頭分別從殼體的上端和下端伸出并分別與啤酒入口集箱和啤酒出口集箱連通，啤酒入口集箱和出口集箱分別與啤酒入口和啤酒出口連接；所述蛇形管包括彎管部分和直管部分，所述直管部分互相平行，所述彎管將相鄰的直管部分連通起來以形成連通的一排蛇形管；所述冷源入口和冷源出口分別設置在殼體的兩側，冷源從冷源入口進入，在殼體內冷卻蛇形管內的啤酒，然后從冷源出口流出；所述蛇形管的直管部分為翅片管，翅片管的基管為正方形，翅片的寬度與正方形的邊的長度關系為0.03*L0<b4<0.05*L0。一種管殼式換熱器，所述換熱器包括殼體和蛇形管、啤酒入口、啤酒出口、冷源入口和冷源出口，所述殼體內設置蛇形管，所述蛇形管為多排，所述每排蛇形管的上下端頭分別從殼體的上端和下端伸出并分別與啤酒入口集箱和啤酒出口集箱連通，啤酒入口集箱和出口集箱分別與啤酒入口和啤酒出口連接；所述蛇形管包括彎管部分和直管部分，所述直管部分互相平行，所述彎管將相鄰的直管部分連通起來以形成連通的一排蛇形管；所述冷源入口和冷源出口分別設置在殼體的兩側，冷源從冷源入口進入，在殼體內冷卻蛇形管內的啤酒，然后從冷源出口流出；所述蛇形管的直管部分為翅片管，翅片之間的距離是按照一定的規(guī)律進行變化，具體規(guī)律是從基管邊的中點開始，向邊的兩端，翅片的之間的距離越來越小。優(yōu)選的，所述蛇形管的直管部分為翅片管，所述翅片管包括位于中心位置的長方體基管以及位于長方體外圍的翅片組，所述長方體基管的橫截面是正方形，所述翅片組包括從四個正方形的對角向外延伸的主翅片和從主翅片向外延伸的第一副翅片，所述翅片組還包括從正方形的四邊向外延伸的第二副翅片，所述同一主翅片的向同一方向延伸的第一副翅片互相平行，并且與向同一方向延伸的第二副翅片互相平行,所述主翅片和副翅片延伸的端部形成等邊八邊形；所述的第一副翅片與主翅片之間的夾角為45°，所述的相鄰的副翅片的距離為L1，所述正方形的邊長為L0，所述主翅片的高度為L2，上述三者的關系滿足如下公式：L1/L0=a*ln(L2/L0)+b，其中l(wèi)n是對數函數，0.025<a<0.05,0.05<b<0.06，150mm<=L0<=180mm,3mm<=L1<=8mm,55mm<=L2<=85mm;0.02<L1/L0<0.05,0.30<L2/L0<0.55;0.1<L1/H<=0.22;直管部分的長度為H，800mm<H<1500mm。與現有技術相比較，本發(fā)明的啤酒冷卻器具有如下的優(yōu)點：1）本發(fā)明提供了一種新的啤酒冷卻器，而且因為冷卻器可以布置更多的散熱翅片，因此具有很好的散熱效果。2）創(chuàng)造性的將八邊形翅片管應用于啤酒冷卻，并取得了很好的冷卻效果。3）本發(fā)明通過多次試驗，得到一個啤酒冷卻的最優(yōu)的冷卻器翅片管優(yōu)化結果，并且通過試驗進行了驗證，從而證明了結果的準確性。4）通過翅片所形成的邊界部分為正八邊形，可以使得同一排翅片之間在任何位置可以互相組合，能夠提高傳熱效果。5）通過多排蛇形管排列，可以使得蛇形管的翅片管的翅片互相緊密接觸，從而使相鄰四個翅片管之間形成空間，該空間可以滿足足夠多的冷源的充分流動。附圖說明圖1是管殼式啤酒冷卻器的截面示意圖；圖2是一個直管部分實施例的主視結構示意圖；圖3是圖2的局部放大示意圖；圖4是直管部分的1/8結構示意圖；圖5是多排直管部分互相排列在一起的示意圖。附圖標記如下：1.長方體管，2.翅片組，3.主翅片,4第二副翅片，5第一副翅片，6啤酒入口，7啤酒出口，8直管部分，9彎管部分，10冷源入口，11冷源出口，12入口集箱，13出口集箱。下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式做詳細的說明。本文中，如果沒有特殊說明，涉及公式的，“/”表示除法，“×”、“*”表示乘法。一種冷卻啤酒的管殼式冷卻器，所述冷卻器包括殼體和蛇形管、啤酒入口6、啤酒出口7、冷源入口10和冷源出口11，所述殼體內設置蛇形管，所述蛇形管為多排，所述每排蛇形管的上下端頭分別從殼體的上端和下端伸出并分別與啤酒入口集箱和啤酒出口集箱連通，所述入口集箱和出口集箱分別連通啤酒入口6和啤酒出口7，（或者作為優(yōu)選，沒有集箱，直接和啤酒入口和出口相連，如圖1所示），所述蛇形管包括彎管部分9和直管部分8，所述直管部分8互相平行，所述彎管部分9將相鄰的直管部分8連通起來以形成連通的一排蛇形管；所述冷源入口10和冷源出口11分別設置在殼體的兩側，冷源從冷源入口進入，在殼體內冷卻蛇形管內的啤酒，然后從冷源出口流出。優(yōu)選的，所述多排蛇形管可以設置一個總的集箱，通過集箱分配流體進入每排蛇形管。直管部分是翅片管，所述翅片管包括位于中心位置的長方體管1以及位于長方體管外圍的翅片組2，所述長方體管1的橫截面是正方形，從橫截面上看，所述翅片組2包括從四個正方形的對角向外延伸的主翅片3和從主翅片3向外延伸的第一副翅片5，所述翅片組2還包括從正方形的四邊向外延伸的第二副翅片4，所述同一主翅片3的向同一方向延伸的第一副翅片5互相平行，并且與向同一方向延伸的第二副翅片4互相平行,所述主翅片3和副翅片4、5延伸的端部形成等邊八邊形。優(yōu)選的，如圖3所示，翅片管沿著正方形對角線所形成的平面鏡像對稱，同時沿著正方形的兩條對邊的中點所在的線形成的平面也是鏡像對稱。優(yōu)選的，如圖3所示，主翅片3的中心線與等邊八邊形的一條邊垂直且與等邊八邊形的連接點位于等邊八邊形的邊的中點。如圖3所示，優(yōu)選的，第二副翅片2”、2’設置在正方形的對角的位置處。如圖3-4所示，1’、2’,1”、2”所指的副翅片為第二副翅片，3’、4’、5’,3”、4”、5”所指的副翅片為第一副翅片。第一副翅片的長度隨著距離主翅片對角的距離越來越短。正方形的邊的長度一定的情況下，主翅片和副翅片越長，則理論上換熱效果越好，在試驗過程中發(fā)現，當主翅片和副翅片達到一定長度的時候，則換熱效果就增長非常不明顯，主要因為隨著主翅片和副翅片長度增加，在翅片末端的溫度也越來越接近冷源溫度，隨著溫度降低到一定程度，則會導致換熱效果不明顯，相反還增加了材料的成本，同時，換熱過程中，如果副翅片之間的間距太小，也容易造成換熱效果的惡化，因為隨著高度的增加，邊界層變厚，造成相鄰翅片之間邊界層互相重合，惡化傳熱，副翅片之間的間距太大造成換熱面積減少，影響了熱量的傳遞，因此在相鄰的副翅片的距離、正方形的邊長、主翅片的長度之間滿足一個最優(yōu)化的尺寸關系。因此，本發(fā)明是通過多個不同尺寸的翅片管的上千次試驗數據總結出的最佳的翅片管的尺寸優(yōu)化關系。所述的第一副翅片與主翅片之間的夾角為45°，所述的相鄰的副翅片的距離為L1，所述正方形的邊長為L0，所述主翅片的高度為L2，上述三者的關系滿足如下公式：L1/L0=a*ln(L2/L0)+b，其中l(wèi)n是對數函數，0.025<a<0.05,0.05<b<0.06，150mm<=L0<=180mm,3mm<=L1<=8mm,55mm<=L2<=85mm;0.02<L1/L0<0.05,0.30<L2/L0<0.55;0.1<L1/H<=0.22;直管部分的長度為H，800mm<H<1500mm。作為優(yōu)選，a=0.038，b=0.055。需要說明的是，相鄰副翅片的距離L1是從副翅片的中心開始算起的距離。通過計算結果后再進行試驗，通過計算邊界以及中間值的數值，所得的結果基本上與公式相吻合，誤差基本上在2%以內，最大的相對誤差不超過3.5%，平均誤差是1.6%。與自然對流相比，因為管殼式冷卻器具有更高的換熱系數，因此需要的翅片管的翅片長度比自然對流情況下要少。這樣也可以滿足啤酒冷卻，而且還可以節(jié)約材料和空間，達到更高的單位質量的冷卻量，達到更好的制冷效果。優(yōu)選的，所述的相鄰的副翅片的距離相同。其中第一副翅片5與主翅片4之間的夾角為45°意味著副翅片5垂直于主翅片對角的一條邊，同時因為副翅片互相平行，使得第二副翅片垂直于其延伸的正方形的邊。主要是為減小流動死區(qū)充分散熱，棱柱形翅片管周圍的翅片設計成與中間長方體的四個邊分別垂直的形式。作為優(yōu)選，主翅片的寬度要大于副翅片的寬度。優(yōu)選的，主翅片的寬度為b4，副翅片的寬度為b2，其中2.0*b2<b4<2.3*b2;作為優(yōu)選,主翅片的寬度與正方形的邊的長度關系為0.03*L0<b4<0.05*L0。作為優(yōu)選，長方體管的管壁厚度為1-3mm，優(yōu)選2mm。作為優(yōu)選，翅片管為一體化制造，翅片管的材料是鋁合金，所述鋁合金的組分的質量百分比如下：15.3％Cu，1.9％Mg，1.6％Ag，0.6％Mn，0.25％Zr，5.78％Ce，0.23％Ti，0.38％Si，其余為Al。鋁合金的制造方法為：采用真空冶金熔煉，氬氣保護澆注成圓坯，經過623℃均勻化處理，在412℃，采用熱擠壓成棒材，然后再經過560℃固溶淬火后，在210℃進行人工時效處理。導熱系數為大于270W/(m*k）。與以前的研究相比，通過加大Cu和Ce含量，可以極大的優(yōu)化鋁合金材料的抗腐蝕性，同時還具有極高的導熱系數。作為優(yōu)選，彎管部分也采用和直管部分相同的材料制成。優(yōu)選的，對于副翅片之間的距離是按照一定的規(guī)律進行變化，具體規(guī)律是從正方形的邊的中點開始，向邊的兩端的與正方形的所述的邊垂直的副翅片的之間的距離越來越小。例如如圖3所示，位于長方體邊的中點兩側的相臨的兩個副翅片（編號為1’、1”）間距為m，其他副翅片間距隨著距邊的中點的距離變大而逐漸變小。優(yōu)選的，相鄰副翅片間距減小的幅度相同。例如翅片1’、1”距離為m，1”,2”之間的距離m-n,2”,3”之間的距離m-2n,3”,4”之間的距離m-3n,依次類推。上面的n、m的單位為mm。在滿足前面的優(yōu)化公式的條件下，n優(yōu)選的距離為1mm。翅片間距呈現中間大兩頭小，其主要目的是優(yōu)化該片區(qū)域翅片的流場同時又盡量增大翅片的換熱面積。即在不過分降低換熱系數的前提下盡可能增大換熱面積以便盡可能降低結溫。如圖5所示，直管部分緊密靠在一起，其相應的直管部分的翅片之間也互相連接，從而形成冷源的通道。因為多個翅片管靠在一起，從而使相鄰四個翅片管之間形成了正方形空間，此正方形空間可以使得冷源從中間流過，從而在流動過程中分布到相鄰的翅片管的翅片之間，保證了足夠的冷源，以避免冷卻不足。作為優(yōu)選，冷源為乙二醇。通過實驗證明，在上述的尺寸關系下，乙二醇會取得最佳的冷卻效果。作為優(yōu)選，所述冷卻器還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)根據啤酒的輸出溫度控制進入冷卻器中冷源的流速；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，流量控制器控制進入冷卻器的冷源的流速；所述溫度傳感器用于測量啤酒的輸出溫度，當輸出溫度達到第一溫度時，中央控制器控制流量控制器達到第一流速，當輸出溫度達到低于第一溫度的第二溫度時，中央控制器控制流量控制器達到低于第一流速的第二流速，當輸出溫度達到低于第二溫度的第三溫度時，中央控制器控制流量控制器達到低于第二流速的第三流速，當輸出溫度達到低于第三溫度的第四溫度時，中央控制器控制流量控制器達到低于第三流速的第四流速；當輸出溫度達到低于第四溫度的第五溫度時，中央控制器將流量控制器關閉，阻止冷源進入冷卻器。上述的溫度傳感器設置在啤酒出口的位置，流量控制器設置在冷源的入口的位置。所述控制系統(tǒng)可以是一個單片機，可以設置控制面板，控制面板設置在散熱器的上部或者下部，也可以設置在進入散熱器的管道上。作為優(yōu)選，蛇形管5的內壁上設置有凸起，用于強化傳熱，所述凸起的分布按照一定的規(guī)律。優(yōu)選的是，沿著啤酒的流動方向，凸起的分布越來越密，這樣，是隨著啤酒流動的方向，啤酒的溫度逐漸下降，使其制冷效果逐漸降低，通過增加內部翅片的凸起的密度，可以增強啤酒流動方向上的制冷，從而使得政冷效果沿著啤酒流動方向整體上保持一致。優(yōu)選的另一個方式是凸起的高度隨著啤酒流動的方向上逐漸增大，其中最高的是最低的1.03-1.10倍。與前面的換熱原理相同，主要原因是隨著啤酒流動的方向，啤酒的溫度逐漸下降，使其制冷效果逐漸降低，通過增加內部凸起的高度設置不同，可以增強啤酒流動方向上的換熱，從而使得制冷效果沿著流體流動方向整體上保持一致。雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領域技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，均可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保護范圍應當以權利要求所限定的范圍為準。