[实用新型]一种结构优化的散热器

说明书

本实用新型涉及建筑采暖设备。

目前生产使用的散热器中，串片式散热器由于耐压抗腐蚀，外形整洁，安装方便，则一直广泛地得到采用，但该产品耗钢材成本高。中国专利申请——《一种带对流罩的串片式散热器》（申请号90206829.6）和《一种串片式散热器的翅片》（申请号90206913.6），提出了两种强化传热结构用于翅片上，并且散热器加置对流罩，指出了改进串片式散热器、提高散热量、降低成本的方向。但是由于该种散热器的传热过程复杂，即使采用了先进的强化传热结构，如果结构尺寸（如翅片面积、片距）设计不合理，其耗钢成本非但没有降低，反而会增高。

本实用新型的目的在于：通过实验和分析，对散热器的结构尺寸进行优化设计，使得散热器不仅单位米长的散热量非常高，而且衡量散热器的经济性的金属热强度值也极高，大大地降低了钢材成本。

中国专利申请－－《一种带对流罩的串片式散热器》（申请号90206829.6）和《一种串片式散热器的翅片》（申请号90206913.6）提出的两种用于翅片上的强化传热结构是：叉列短肋形结构与百叶窗式短肋形结构，它们强化传热原理是：连续破坏换热面上的气流边界层，使换热面总处于气流边界层的初始段，利用边界层初始段薄，传热强度大的特点，达到强化传热的目的。叉列短肋形结构特征是；翅片的主要换热部分被切成一条条的短肋条，各短肋条之间相互叉开排列成两列或数列，如附图1所示（短肋条可以被压成倾斜状，如附图2所示，也可以被压成弯曲形，如附图3所示）。百叶窗式短肋形结构与叉列短肋形结构类似，翅片的主要换热部分被切成一条条的短肋条，但各短肋条被压成倾斜状或弯曲形，使得每相邻的短肋条，下短肋条的上边缘和上短肋条的下边缘相互分开，如附图4、5、6所示。

把散热片（1）设置在对流罩（2）内，如附图7所示。由于对流罩的抽吸作用，空气流速增大，因而提高了散热量。在空气流速较高的条件下，上面所述的短肋形结构强化传热效果更为显著，因而将翅片采用了短肋形结构的串片散热片加置对流罩，其散热量能的到更为明显的提高。对流罩的抽吸强度和对流罩内得空气温度成正比，如果对流罩采取保温措施（比如加置保温层（3），如附图8所示），使对流罩内的空气保持高的温度，则能强化抽吸力，提高散热量。由于散热器的安装是紧靠建筑物墙壁，因而，对流罩的背面可以部分或全部省掉，对流罩背面是开口的，这样可以节省材料。

加置有对流罩的串片式散热器的散热量与金属强度，不仅和它们的结构形式有关，而且还和它们的结构尺寸有关，其主要影响因素有：串管的形状和规格，翅片面积和片距，短肋条宽b。串管的形状可以各种各样，仅从传热过程来说，椭圆形和扁形管最好，但从工艺加工，保证翅片串孔翻边与串管有良好配合，圆形管比较容易。翅片面积的选取应和串管尺寸规格联系在一起，在此引入一参数－－翅片的散热面积与翅片上的串孔周长（如果翅片有数个串孔，则周长为这数个串孔周长的和）的比值β，比值β大说明翅片面积大。翅片面积，更准确地说，比值β，不能过大，也不能过小。如果过大，会由于翅片的肋效率低下而降低金属热强度，如果过小，会由于散热面积小，散热量低，则影响金属热强度的提高。片距的选取也是在一定的范围内，太大了，会由于翅片数少，则散热面积小，降低金属热强度，如果片距太小，会由于流动阻力太大，传热强度太低，则金属热强度低。短肋条宽度b的影响，仅从传热过程来说，短肋条宽b越小，传热强化程度越高，但是流动阻力也随之迅速上升，因而对于散热器这种自然对流问题，短肋条宽b不能太小。通过实验进行优化选取得出，要得到高的金属热强度，比值β取值在40－140毫米之间，片距在4－8毫米之间，短肋条宽b在3－10毫米之间。

附图说明：

图1、图2、图3为叉列短肋形结构特征示意图。

图4、图5、图6为百叶窗式短肋形结构特征示意图。

图7、图8为散热器结构特征示意图。

1——散热片，2——对流罩，3——保温层。

实施例：

串管采用外径为Φ21mm的焊接管，翅片尺寸为100×146mm，均匀分布有四根串管。片距为5.5mm，翅片采用叉列短肋形结构，短肋宽b取6.6mm，对流罩尺寸：宽×高×长为150×700×1000mm，内铺设有3mm厚的泡沫塑料。其标准散热量可达2千多瓦，金属热强度为1.4瓦／公斤·度之多，是现同类产品的两倍，即说明可节省钢材成本一半。