CN109724443A - 一种采用电磁强化换热的螺旋横翅式换热器翅片管 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用电磁强化换热的螺旋横翅式换热器翅片管，包括换热管和横掠在换热管外壁上的螺旋翅片，所述换热管和螺旋翅片均采用非导磁材料制成；螺旋翅片的横切面呈三角形结构，并由第一翅片和第二翅片沿其螺旋形排布方向焊装而成；在螺旋翅片中设有沿其螺旋形排布方向布置的螺旋线圈，螺旋线圈的两个引线端对应连接输出电流可调节的稳压电源；在螺旋翅片的内腔与螺旋线圈构成的间隙中填充有导热硅胶；本发明基于电磁强化换热理论，实现了不同流体在不同换热模式下横翅式换热器达到最佳电磁强化换热工艺，可有效提高除霜效率，有效抑制了换热器上生物性污垢的形成。
Description
技术领域
本发明涉及一种换热器翅片管，尤其是一种采用电磁强化换热的螺旋横翅式换热器翅片管。
背景技术
当前，换热器是一种以传热为其主要过程或目的的设备，在动力机械、冶金、暖通空调及石油化工等领域中的应用极为普遍，其中以翅片管换热器的应用最为广泛，在化工工业中90%以上的冷却负荷均由该形式的换热器来承担。
随着科学技术的发展和能源问题的日益突出，采取先进技术或改进结构设计以提高和强化换热器的传热效率具有重要的现实意义。常规的强化传热方法有：改变流体流动状态、改变流体物性及优化换热表面结构等措施。研究表明适宜强度的电磁场及超声波处理可以有效提高换热器的换热性能，然而针对较为广泛使用的翅片管换热器，利用外界物理场协同作用，提高换热性能的商品化产品仍是一片空白。大量研究证实了适宜强度的电磁场作用不仅可以对流体（极性水分子或磁流体）的运动状态产生影响，而且可以通过影响分子间的氢键，改变流体的物性。此外，适宜强度的磁场还可以有效杀菌，从而抑制生物性污垢的形成，有利于换热器的高效使用。因此，设计一种具有电磁强化换热性能的翅片管换热器具有非常重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种采用电磁强化换热的螺旋横翅式换热器翅片管，采用这种翅片管的换热器换热性能得到有效提高，并有效提高了除霜效率，还可以有效杀菌，从而抑制生物性污垢的形成。
本发明的具体方案是：一种采用电磁强化换热的螺旋横翅式换热器翅片管，包括换热管和横掠在换热管外壁上的螺旋翅片，其特征是：所述换热管和螺旋翅片均采用非导磁材料制成；螺旋翅片的横切面呈三角形结构，并由第一翅片和第二翅片沿其螺旋形排布方向焊装而成；在螺旋翅片中设有沿其螺旋形排布方向布置的螺旋线圈，螺旋线圈的两个引线端对应连接输出电流可调节的稳压电源；在螺旋翅片的内腔与螺旋线圈构成的间隙中填充有导热硅胶。
本发明中所述换热管采用圆形铜管，圆形铜管内通入换热流体，换热流体包括制冷剂、高温或低温水、磁流体等；所述第一翅片和第二翅片均采用铝质材料制成；所述螺旋线圈采用漆包线圈。
本发明中所述稳压电源向螺旋线圈输出的电流类型为恒定电流、交变电流或脉冲电流。在实际生产中，可根据不同流体的性质，设置不同类型的电流形式，根据电磁感应定律，可在换热管内形成不同类型的磁场。通过调节稳压电源输出，可实现不同流体下的最佳电磁强化换热工艺，其中在流体为磁流体时，电磁强化传热效果最佳。
一般情况下，在低温流体换热时，稳压电源则输出微弱的电流（脉冲电流），形成的弱磁场可忽略其产生的热效应，而由于磁场力的作用则流体中的极性分子扰动更加剧烈，有利于换热效果。
若高温流体换热时，稳压电源可以输出大小及频率较高的电流，此时可产生较强的电磁热效应，使流体中的极性分子剧烈震荡，不仅换热效果增强，而且产生了额外热量。
当换热器处于制冷状态时，换热器翅片的表面极易结霜。基于电磁热效应，该装置还可以实现除霜功能，由于螺旋线圈均匀的缠绕在圆形铜管表面，当稳压电源输出较大电流时，螺旋线圈会释放热量，将附着在螺旋翅片及换热管外的霜层融化。
本发明的有益效果如下：
(1)本发明基于电磁强化换热理论，在实际生产中，通过调节稳压电源向螺旋线圈输出不同类型的电流，实现了不同流体在不同换热模式下横翅式换热器达到最佳电磁强化换热工艺；
(2)本发明在换热管外采用独特的螺旋翅片设计，可使空气与翅片两侧充分地进行接触，有效提高了换热性能；
(3)本发明可用于换热器的均匀除霜，可有效提高除霜效率，起到节能的效果；
(4)本发明通过适宜强度的磁场还用于实现杀菌，从而有效抑制了换热器上生物性污垢的形成。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的剖面结构示意图。
图中：1—换热管，2—螺旋翅片，2a—第一翅片，2b—第二翅片，3—螺旋线圈，4—稳压电源，5—导热硅胶。
具体实施方式
参见图1-2，一种采用电磁强化换热的螺旋横翅式换热器翅片管，包括换热管1和横掠在换热管1外壁上的螺旋翅片2，所述换热管1和螺旋翅片2均采用非导磁材料制成；螺旋翅片2的横切面呈三角形结构，并由第一翅片2a和第二翅片2b沿其螺旋形排布方向焊装而成；在螺旋翅片2中设有沿其螺旋形排布方向布置的螺旋线圈3，螺旋线圈3的两个引线端对应连接输出电流可调节的稳压电源4；在螺旋翅片2的内腔与螺旋线圈3构成的间隙中填充有导热硅胶5，导热硅胶5对螺旋线圈3起到导热、密封固定及绝缘的作用。
本实施例中所述换热管1采用圆形铜管；所述第一翅片2a和第二翅片2b均采用铝质材料制成；所述螺旋线圈3采用漆包线圈。
本实施例中所述稳压电源4向螺旋线圈3输出的电流类型为恒定电流、交变电流或脉冲电流。如图2所示，根据螺旋线圈3中电流的传输方向，螺旋线圈3内的螺旋电流可在换热管1内产生与其轴向平行的磁感线，其磁场的磁场密度、频率及波形等参数均可通过改变稳压电源4输出的电流来调节，以满足不同的磁场强化传热工艺要求，若流体为磁流体时，效果更佳。
Claims (3)
1.一种采用电磁强化换热的螺旋横翅式换热器翅片管，包括换热管和横掠在换热管外壁上的螺旋翅片，其特征是：所述换热管和螺旋翅片均采用非导磁材料制成；螺旋翅片的横切面呈三角形结构，并由第一翅片和第二翅片沿其螺旋形排布方向焊装而成；在螺旋翅片中设有沿其螺旋形排布方向布置的螺旋线圈，螺旋线圈的两个引线端对应连接输出电流可调节的稳压电源；在螺旋翅片的内腔与螺旋线圈构成的间隙中填充有导热硅胶。
2.根据权利要求1所述的一种采用电磁强化换热的螺旋横翅式换热器翅片管，其特征是：所述换热管采用圆形铜管；所述第一翅片和第二翅片均采用铝质材料制成；所述螺旋线圈采用漆包线圈。
3.根据权利要求1或2所述的一种采用电磁强化换热的螺旋横翅式换热器翅片管，其特征是：所述稳压电源向螺旋线圈输出的电流类型为恒定电流、交变电流或脉冲电流。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN107606719A (zh) * | 2017-10-27 | 2018-01-19 | 润壤科技（黄石）有限公司 | 一种一体式多功能无霜换热器 |
| CN110849201A (zh) * | 2019-10-16 | 2020-02-28 | 东南大学 | 一种特种工况下基于霍尔效应的强化换热方法 |
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2017
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Legal Events
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |