一種新型結(jié)構(gòu)熱水型散熱器

摘 要：傳統(tǒng)熱水型散熱器在制造過(guò)程中焊接工藝復(fù)雜，焊接工作量大，且散熱器出現(xiàn)故障時(shí)檢修困難，本文提出一種新型結(jié)構(gòu)的熱水型散熱器，該散熱器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，大大降低了焊接工作量，焊接難度以及故障率。

關(guān)鍵詞：散熱器；空氣加熱機(jī)組；新型結(jié)構(gòu)

空氣加熱機(jī)組主要用于煤礦企業(yè)冬季礦井送熱風(fēng)，調(diào)節(jié)井口作業(yè)溫度以達(dá)到防凍目的專業(yè)設(shè)備，其中，散熱器是空氣加熱機(jī)組的核心部件，傳統(tǒng)熱水型散熱器是由進(jìn)出口法蘭、翅片管、兩端管板、上下頂板以及彎頭組成，其中一組散熱器是由數(shù)行翅片管并聯(lián)而成，每行翅片管都是通過(guò)彎頭連接翅片管端的作用將其串聯(lián)起來(lái)，其換熱方式為：外接熱源通過(guò)進(jìn)口法蘭流經(jīng)翅片管，通過(guò)彎頭的串聯(lián)作用，熱水在散熱器內(nèi)走數(shù)個(gè)回程經(jīng)回水管道排出，室外冷風(fēng)通過(guò)散熱器充分換熱后輸送至用戶。

1 傳統(tǒng)熱水型散熱器加工時(shí)的弊端

傳統(tǒng)熱水型散熱器在加工時(shí)存在以下弊端：

1）由于兩翅片管端間距較小，在焊接彎頭和翅片管端時(shí)存在較大難度；

2）每臺(tái)散熱器彎頭數(shù)量較多，焊接過(guò)程工作量較大；

3）故障率較高，由于彎頭一般采用銅材料制作，彎頭彎曲程度較大，材質(zhì)較軟容易破損，且一個(gè)彎頭出現(xiàn)問(wèn)題便會(huì)影響整個(gè)散熱器的水循環(huán)，設(shè)備檢修極其不方便。

2 新型結(jié)構(gòu)熱水型散熱器介紹

該新型結(jié)構(gòu)散熱器取消了原有散熱器翅片管端彎頭的連接方式，采用儲(chǔ)水槽的連接方式來(lái)實(shí)現(xiàn)散熱器水循環(huán)。如下圖所示（圖1）：

圖中：1-回水出口管道、2-散熱器槽型管板、3-管板左側(cè)蓋板、4-隔板、5-熱水進(jìn)口管道、6-左側(cè)儲(chǔ)水槽、7-翅片管、8-散熱器頂/底板、9-管板右側(cè)蓋板、10-右側(cè)儲(chǔ)水槽、11-熱水進(jìn)口法蘭、12-回水出口法蘭； → 表示水循環(huán)方向。

如圖1所示為新型結(jié)構(gòu)熱水型散熱器：該新型結(jié)構(gòu)散熱器與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)散熱器都共經(jīng)過(guò)4次水循環(huán)后排出。該散熱器取消了原有的翅片管端彎頭的連接方式，采用儲(chǔ)水槽的連接方式代替，將翅片管兩端的散熱器管板加工成槽型板，并在槽形板里從上到下焊接數(shù)塊隔板，再在槽形板上端面焊接蓋板，使其組裝成數(shù)個(gè)小型儲(chǔ)水槽，并在最上端儲(chǔ)水槽處接入熱水進(jìn)口管道，最下端儲(chǔ)水槽處接入回水出口管道。

外接熱源經(jīng)熱水進(jìn)口管道，流入左側(cè)儲(chǔ)水槽中，水槽中的熱水在推動(dòng)力作用下流經(jīng)數(shù)根翅片管后進(jìn)入右側(cè)儲(chǔ)水槽中完成第一次水循環(huán)前半部分，熱水推動(dòng)力作用下逆向流經(jīng)數(shù)根翅片管進(jìn)入左側(cè)第二個(gè)儲(chǔ)水槽完成一次完整的水循環(huán)，并以此類推，熱水經(jīng)過(guò)數(shù)次循環(huán)后經(jīng)回水出口管道排出。

3 新型結(jié)構(gòu)熱水型散熱器的優(yōu)勢(shì)

3.1 散熱器制作成本方面

以某一型號(hào)傳統(tǒng)散熱器為例，連接彎頭市場(chǎng)價(jià)為16元/個(gè)，一臺(tái)空氣加熱機(jī)組有3組散熱器，每組散熱器彎頭數(shù)量為126個(gè)，彎頭焊接人工費(fèi)約為1350元/組，所以就彎頭焊接方面單臺(tái)機(jī)組成本價(jià)約為：

126×16×3+1350×3=10098元

而同種型號(hào)的新型結(jié)構(gòu)散熱器（圖1）可以看出，該散熱器共需10塊隔板，每塊隔板重量約為2.5Kg，鋼板單價(jià)4500元/t，隔板焊接人工費(fèi)為300元/組，所以就隔板焊接方面單臺(tái)機(jī)組成本價(jià)位：

10×2.5×4500×0.001+300×3=1012.5元

所以，在同種型號(hào)的空氣加熱機(jī)組中，新型結(jié)構(gòu)散熱器的單臺(tái)機(jī)組比傳統(tǒng)散熱器在制作成本方面可節(jié)約：

10098-1012.5=9085.5元

3.2 散熱器制作難易程度方面

相同制熱量的加熱機(jī)組，市面上傳統(tǒng)散熱器彎頭間距只有28mm左右，焊接難度大，焊接工藝復(fù)雜，對(duì)焊縫要求極高，而一組散熱器有一百多個(gè)彎頭，勞動(dòng)強(qiáng)度大，即浪費(fèi)時(shí)間，又浪費(fèi)成本。而新型結(jié)構(gòu)熱水型散熱器無(wú)需在狹小的空間內(nèi)焊接幾百個(gè)彎頭，只需在管板兩端焊接幾塊鋼板即可實(shí)現(xiàn)水循環(huán)，焊接難度大大降低，且制作簡(jiǎn)單，節(jié)約工時(shí)。

3.3 散熱器故障率方面

傳統(tǒng)散熱器彎頭材料一般采用銅質(zhì)材料，而銅材料質(zhì)軟，在散熱器使用過(guò)程中極易出現(xiàn)破損故障，繼而影響整個(gè)水循環(huán)。而新型結(jié)構(gòu)熱水型散熱器焊接鋼板簡(jiǎn)單方便，且鋼板面積較大，沒(méi)有彎曲產(chǎn)生的應(yīng)力，有效解決了因彎頭損壞一個(gè)彎頭而影響整個(gè)水循環(huán)的弊端，大大降低故障率。

4 結(jié)論

改進(jìn)后的新型結(jié)構(gòu)熱水散熱器已經(jīng)在我公司車間完成制作，制作難度大大降低，經(jīng)濟(jì)效益極其顯著，而且該散熱器結(jié)構(gòu)堅(jiān)固穩(wěn)定性高，大大減少散熱器故障率，有效減少后期維護(hù)檢修費(fèi)用在散熱器制作行業(yè)極具推廣價(jià)值。

該新型熱水型散熱器已在晉煤集團(tuán)恒源礦井口取得運(yùn)用，使用效果好，至今尚無(wú)故障報(bào)告。近年內(nèi)本新型熱水型散熱器將在各大礦持續(xù)推廣使用，該制造工藝方法會(huì)在散熱器制造行業(yè)進(jìn)行推廣。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：

彭麟朝（1988-），男，山西晉城人，2011年畢業(yè)于太原理工大學(xué)現(xiàn)代科技學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)，助理工程師。