一種節(jié)能型礦用換熱器表面結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本【實(shí)用新型內(nèi)容】屬于礦井空氣調(diào)節(jié)及降溫技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種換熱器表面，特別是一種節(jié)能型礦用換熱表面結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著礦井開(kāi)采深度的增加和采掘機(jī)械化程度的提高，礦井熱環(huán)境對(duì)深部資源有效開(kāi)采的制約作用愈發(fā)明顯。礦井熱害問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，已成為與礦井瓦斯、火、粉塵、礦壓、水并列的六大災(zāi)害之一，熱害已嚴(yán)重影響井下作業(yè)人員的身體健康、工作效率和礦山經(jīng)濟(jì)效益?！睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定，井下超溫地點(diǎn)必須有制冷降溫設(shè)施。采用空調(diào)系統(tǒng)是礦井降溫的主要措施之一，空調(diào)系統(tǒng)的冷凝器及蒸發(fā)器等都屬于換熱設(shè)備。《我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展十二五規(guī)劃綱要》中明確指出，應(yīng)加快建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)，開(kāi)發(fā)節(jié)能型礦用換熱器表面屬于建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)的范疇，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了應(yīng)對(duì)礦井越發(fā)嚴(yán)重的熱害問(wèn)題并節(jié)約能源，本實(shí)用新型的目的是提供一種節(jié)能型礦用換熱器表面結(jié)構(gòu)，該換熱器表面通過(guò)在平直翅片上開(kāi)縫及減小圓管外徑實(shí)現(xiàn)節(jié)能，同時(shí)該換熱器表面結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于生產(chǎn)。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種節(jié)能型礦用換熱器表面結(jié)構(gòu)，其特征是:該換熱器表面由7mm的兩排銅管及帶有縫條的鋁制肋片組成一個(gè)換熱單元，一個(gè)換熱單元長(zhǎng)40mm，寬度15mm，縫條寬度2mm，縫條間距2mm;其中肋片焊接在銅管上，縫條有一對(duì)，與銅管相對(duì)應(yīng)，銅管內(nèi)為制冷工質(zhì)。
[0005]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:(I)減少了材料成本。由于銅價(jià)格遠(yuǎn)高于鋁的價(jià)格，減小銅管尺寸從整體上減少了材料成本。(2)節(jié)能效果明顯。銅管外徑分別為7.0mm、8.0mm、9.0mm三種表面比管徑為1mm時(shí)減少的壓降分別為38 %、29 %、21 %，同時(shí)減少的換熱量分別僅為8 %、5.5 %、3 %。
【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1是本實(shí)用新型的計(jì)算單元結(jié)構(gòu)尺寸示意圖。
[0007]圖2是縫條結(jié)構(gòu)尺寸示意圖。
[0008]圖3是本實(shí)用新型在不同管徑時(shí)壓降對(duì)比圖，其中橫坐標(biāo)為進(jìn)口風(fēng)速，縱坐標(biāo)為壓降。
[0009]圖4是本實(shí)用新型在不同管徑時(shí)換熱量對(duì)比圖，其中橫坐標(biāo)為進(jìn)口風(fēng)速，縱坐標(biāo)為換熱量。
[0010]圖5是本實(shí)用新型在換熱能力相同條件下不同管徑時(shí)壓降對(duì)比圖，其中橫坐標(biāo)為換熱量，縱坐標(biāo)為壓降。
[0011]圖6是本實(shí)用新型在換熱能力相同條件下不同管徑時(shí)需要消耗的栗功對(duì)比圖，其中橫坐標(biāo)為換熱量，縱坐標(biāo)為栗功。
[0012]圖1中各數(shù)字標(biāo)號(hào)的名稱(chēng)分別是:1_銅管，2-縫條，3-肋片。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0014]圖1為整體換熱器表面的一個(gè)單元平面結(jié)構(gòu)及尺寸，井下空氣自左往右或自右往左流動(dòng)，肋片(3)焊接在銅管(I)上，縫條(2)有一對(duì)，與銅管(I)相對(duì)應(yīng)，銅管內(nèi)為制冷工質(zhì)。
[0015]選取換熱表面的一個(gè)計(jì)算單元，以常見(jiàn)的外徑為1mm的兩排管開(kāi)縫片為基準(zhǔn)，通過(guò)改變銅管外徑的大小，比較各管徑在不同進(jìn)口風(fēng)速條件下的流動(dòng)與換熱特性。用于擇優(yōu)選擇的管外徑分別為6.0mm、7.0mm、8.0mm以及9.0mm四種形式。
[0016]圖2為一組縫條的結(jié)構(gòu)及尺寸，其與肋片(3)連成整體，用以破壞熱邊界層及增加擾動(dòng)，從而起到強(qiáng)化換熱的效果。
[0017]圖3為在進(jìn)口風(fēng)速分別為0.5m/s，1.0m/s，1.5m/s，2.0m/s，2.5m/s，3.0m/s時(shí)，不同銅管管徑下壓降的對(duì)比圖，從圖中可以看出隨著進(jìn)口風(fēng)速的增大，銅管管徑越小壓降值減少越明顯，即節(jié)能效果越好。
[0018]圖4為在進(jìn)口風(fēng)速分別為0.5m/s，1.0m/s，1.5m/s，2.0m/s，2.5m/s，3.0m/s時(shí)，不同銅管管徑下?lián)Q熱量的對(duì)比圖，從圖中可以看出隨著進(jìn)口風(fēng)速的增大，銅管管徑越小換熱效果越差，不利于強(qiáng)化換熱。
[0019]由圖5和圖6數(shù)據(jù)可知，在所計(jì)算的進(jìn)口風(fēng)速范圍內(nèi)，四種小管徑換熱表面相對(duì)于銅管管徑為1mm的換熱表面都能起到節(jié)能的效果。在低進(jìn)口風(fēng)速情況下，管徑越小，節(jié)能效果越明顯；當(dāng)銅管管徑為1mm的換熱表面進(jìn)口風(fēng)速為2.0m/s所對(duì)應(yīng)的換熱量以上，四種小管徑換熱表面節(jié)能效果趨于一致，尤其是6.0mm外徑的表面，節(jié)能效果不如7.0mm外徑表面。從總壓降和總換熱量的角度來(lái)分析，外徑分別為7.0mm、8.0mm、9.0mm三種表面比目前常用的外徑為10.0mm的換熱表面減少的壓降分別為38%、29%、21 %，減少的換熱量分別為8%、5.5%、3%。另一方面，管徑減小會(huì)導(dǎo)致管內(nèi)流動(dòng)壓降增大，增加壓縮機(jī)功耗。礦用換熱器的進(jìn)口風(fēng)速一般在lm/s?2m/s，所以本實(shí)用新型選擇的銅管管外徑為7mm。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種節(jié)能型礦用換熱器表面結(jié)構(gòu)，其特征是:該換熱器表面由7mm的兩排銅管(I)及帶有縫條(2)的招制肋片(3)組成一個(gè)換熱單元，一個(gè)換熱單元長(zhǎng)40mm，寬度15mm，縫條寬度2mm，縫條間距2mm;其中肋片(3)焊接在銅管(I)上，縫條(2)有一對(duì)，與銅管(I)相對(duì)應(yīng)，銅管內(nèi)為制冷工質(zhì)。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種節(jié)能型礦用換熱器表面結(jié)構(gòu)，該換熱器表面由7mm的兩排銅管及帶有縫條的鋁制肋片組成一個(gè)換熱單元，一個(gè)換熱單元長(zhǎng)40mm，寬度15mm，縫條寬度2mm，縫條間距2mm。該換熱器表面通過(guò)在平直翅片上開(kāi)縫及減小圓管外徑實(shí)現(xiàn)節(jié)能，同時(shí)該換熱器表面結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于生產(chǎn)。
【IPC分類(lèi)】F25B39/00
【公開(kāi)號(hào)】CN205119570
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520807978
【發(fā)明人】張京兆
【申請(qǐng)人】西安科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2015年10月19日