散熱器內(nèi)散熱管(散熱元件)的制造影響因素
作為對流散熱器,散熱元件的優(yōu)劣是 影響因素,有以下幾個問題值得考慮:
1、合理選管、適應系統(tǒng)散熱管是由銅管外串鋁片、通過脹管使之緊密結合而制成的。所用銅管的管徑,目前有φ16,φ21,φ27mm多種,相當于焊接鋼管的DN15,DN20,DN25。細管多根有利于傳熱的均勻,可提高散熱管的散熱效率,但容易引起熱媒水的雜質(zhì)造成管道堵塞。就我國目前熱媒水的實際狀況而言,這一問題還是應當充分重視的。而在經(jīng)濟發(fā)展水平很高的 ,可能出現(xiàn)堵塞的幾率較少。除此而外,還應考慮散熱器在采暖系統(tǒng)中的連接方式。對于雙管并聯(lián)系統(tǒng)(垂直或水平)而言,由于流經(jīng)散熱器的水量很少(進出水溫差為25℃),散熱管徑的選擇不宜過大。而對于單管串聯(lián)系統(tǒng)(垂直或水平)而言,在無閉合管的情況下,整個串聯(lián)環(huán)路的全部熱媒水通過各組散熱器。這時隨著串聯(lián)組數(shù)的增加,散熱器內(nèi)銅管的水流量也相應增加?,F(xiàn)行設計手冊的中單管串聯(lián)的層數(shù)為十二層,所以采暖設計時要控制接管直徑,以控制系統(tǒng)管道流速。采暖系統(tǒng)的阻力值包括摩擦阻力和局部阻力兩部分,其中局部阻力約占全阻力的50%上下。局部阻力與管內(nèi)水流速的平方成正比。采暖系統(tǒng)的阻力計算中,對于散熱器形成的阻力是作為局部阻力計算的。其值等于局部阻力系數(shù)乘以動壓頭。動壓頭計算所用的水流速為散熱器外接管道的水流速,而不是散熱器內(nèi)散熱管的水流速。這樣一個固定的局部阻力系數(shù)不能反映不同長度散熱器阻力的差別。此外,采暖系統(tǒng)的配管,考慮了靜度和排氣的要求,所配管徑較大,管內(nèi)水流速較低。如果出現(xiàn)配管大于散熱器管口的情況,則散熱器阻力計算依據(jù)的水流速,應改為散熱器接管口的水流速。在此情況下,不僅使散熱器阻力增大,而且由于散熱器內(nèi)水流速較高,會引起震動和噪聲,在工程設計中這是不適宜的。在以局部阻力系數(shù)表示散熱器本身阻力大小的情況下,應當給出不同散熱器長度的修正系數(shù),否則很難散熱器本身阻力計算的準確。誤差過大會使整個采暖系統(tǒng)阻力計算失準,給系統(tǒng)配管及運行調(diào)節(jié)造成 的困難。室外熱網(wǎng)留給建筑物 的資用壓頭,一般為5.Om,而允許建筑物內(nèi)采暖系統(tǒng)耗用的壓頭 小,一般為2.0m上下。所以對于單管串聯(lián)系統(tǒng)的情況,散熱器所用銅管的直徑不宜過小,以求散熱管內(nèi)的水流速不致過高,要與串聯(lián)組數(shù)、所配立管直徑相調(diào)協(xié)。雖然從傳熱學的角度講,高流速可傳熱,但局部阻力按管內(nèi)水流速的平方倍率變化的規(guī)律對散熱器內(nèi)的水阻力計算也是同樣的,這也是工程設計中 注意的問題。生產(chǎn)廠在訂貨、供貨時也應當了解供出產(chǎn)品的設計使用條件,避免出現(xiàn)難以調(diào)控的困難,以使該散熱器能在適宜的采暖系統(tǒng)設計及運行條件下正常工作。
至于銅管的材質(zhì),以選用TP2紫銅管為主,壁厚可按工作壓力選定,大都在0.6~1.0的范圍。其連接彎頭可以采用成品彎頭或銅管彎管,但應注意彎管后對壁厚的減薄,彎頭用管的壁厚應比直管增加 的厚度,數(shù)值應根據(jù)工藝及實際情況決定。
2、片型選擇、注意清理:對各種對流換熱器中對流片的 已很充分。
對空調(diào)所用的強制對流表冷器 ,已證明對光片、波紋片、切口片三種基本片型的散熱效率相差很大,大致為100%,115%,130%,切口片散熱效率 高。這一趨勢在自然對流時也是一致的,但差別的百分數(shù)大小會不同。從熱工和使用多種因素綜合考慮,建議按波紋片采用。因為它比光片提高了散熱效率,同時也能減少污物積存和便于清理。切口片在清理方而 困難一些。
3、嚴格脹管、緊密管與片的緊密結合是實現(xiàn)傳熱、減小熱阻、散熱器正常散熱的關鍵,生產(chǎn)企業(yè) 。脹管量除了考慮銅管外徑偏差、串片間隙、鋁片沖孔的內(nèi)徑偏差外,還應增加過盈量。這樣在過盈脹管后再加上鋁片的回彈,就能夠管片的緊密結合。脹管方式以機械脹管為宜。長期生產(chǎn)時,模具會磨損,要及時修整或 換。有的企業(yè),其產(chǎn)品在生產(chǎn)一段時間后其散熱量就達不到初始時的數(shù)值,究其原因,如果除去人為的片型尺寸變化及其他原因之外,管與片的結合緊密度不能可能是主要原因。至于擅自增大片距、減小片的尺寸等等則不應納于正??紤]的范圍,因為那已超出技術分析的范疇。
綜上所述,為了銅管鋁片對流散熱器在我國健康的發(fā)展, 先是產(chǎn)品要做好,能夠符合“ 、輕薄美新”的綜合要求,能夠被人們所接受;其次是要調(diào)整測試方法,能夠為工程設計和選用提供方便可行、的技術數(shù)據(jù),包括水阻、溫度修正、流速修正、污損修正等各方面;其三是工程設計人員應正確計算和選用。對這些問題,本文僅提供一些建議和看法,以供同行參考,不當之處,望指正。