换热器的管径选型方法和换热器与流程
本发明涉及换热器，尤其涉及换热器的管径选型方法和换热器。
背景技术：
1、相关技术中，随着空调行业日趋发展，空调换热器的管径从9mm逐渐发展到8mm、7mm、6mm、5mm，目前大多数行业都是直接选用现有产品相近的管径，未进行详细分析，导致所选管径不是现有机型能力段的最优选择，增加了换热器材料消耗量，导致成本增加，且产品能力并无优势。换热器成本主要包括换热管成本、翅片成本，如何选择管径，使得换热器所需材料最少，价格最低，是相关技术中所未解决的问题。
技术实现思路
1、本发明提供一种换热器的管径选型方法和换热器，用以解决现有技术中存在的缺陷，实现如下技术效果：利用本发明的管径选型方法所选择出来的最优管径，在当前实际风速和实际管长等工况下的单位换热能力成本最低，因此使得所选管径为现有机型能力段的最优选择，避免换热器材料的多余消耗，避免材料和成本的浪费，且产品的换热能力也具有优势。
2、根据本发明第一方面实施例的换热器的管径选型方法，包括：
3、s1，对所述换热器设置多个的风速v和多个的管长l，根据仿真评估计算的计算结果，得到换热器在每个所述风速v和每个所述管长l下的多个单位换热能力成本c0；
4、s2，对所述单位换热能力成本c0、所述风速v和所述管长l进行拟合，得到所述单位换热能力成本c0、所述风速v和所述管长l之间的拟合函数；
5、s3，以多个待选管径多次更换所述换热器的管径，并在每次更换所述换热器的管径后均重复所述步骤s1和步骤s2，得到多个所述拟合函数，其中，每个所述待选管径均对应有一个所述拟合函数；
6、s4，对多个所述拟合函数进行处理，在风速管长坐标系的第一象限中划分多个选型区间，其中，所述风速管长坐标系的横坐标为管长l且其纵坐标为风速v，且每个所述选型区间均对应一个所述待选管径；
7、s5，获取换热器的实际风速v0和实际管长l0，并确定(v0，l0)在所述风速管长坐标系内所对应的实际选型区间，将所述实际选型区间所对应的所述待选管径作为最优管径以实际使用。
8、根据本发明的一个实施例，所述步骤s1，具体包括：
9、s11，在测试工况下，对换热器进行仿真评估计算，得到换热器在每个所述风速v和每个所述管长l下的换热能力q；
10、s12，计算换热器在每个所述管长l下的换热器总成本c；
11、s13，根据每个所述管长l所对应的换热器总成本c和所述换热能力q，计算换热器的多个单位换热能力成本c0。
12、根据本发明的一个实施例，所述步骤s12，具体包括：
13、计算所述换热器在每个所述管长l下的换热器消耗量；
14、获取换热器所用材料的市场实时价格，并根据所述市场实时价格和所述换热器消耗量计算所述换热器总成本。
15、根据本发明的一个实施例，所述计算所述换热器在每个所述管长l下的换热器消耗量的步骤，具体包括：
16、获取所述换热器的管厚度、管间距、翅片尺寸及其材料的物理性质，计算所述换热器在每个所述管长l下的换热器消耗量。
17、根据本发明的一个实施例，在所述步骤s13中，所述单位换热能力成本c0与所述换热器总成本c和所述换热能力q之间的关系为：c0＝c/q。
18、根据本发明的一个实施例，在所述步骤s11之前，换热器的管径选型方法还包括：
19、获取所述换热器的实际使用工况，并将所述实际使用工况作为所述测试工况；
20、且在所述步骤s3之前，还包括：
21、根据所述换热器的实际使用工况，确定所述换热器在所述实际使用工况下的可选的所述待选管径的组成。
22、根据本发明的一个实施例，所述步骤s4，具体包括：
23、根据多个所述待选管径所对应的多个所述拟合函数，计算在数值排序上相邻的每两个所述待选管径所对应的分界点集合；
24、利用所述分界点集合在所述风速管长坐标系中绘制成若干条分界线，并利用所述分界线把所述风速管长坐标系的第一象限分为至少两个选型区间，其中，每个所述选型区间均对应一个所述待选管径。
25、根据本发明的一个实施例，所述拟合函数为：
26、f(v,l)＝p00+p10*v+p01*l+p20*v2+p11*v*l+p02*l2+p21*v2*l+p12*v*l2+p03*l3+p22*v2*l2+p13*v*l3+p04*l4；
27、其中，p00、p10、p01、p20、p11、p02、p21、p12、p03、p22、p13和p04均为计算系数。
28、根据本发明的一个实施例，p00、p10、p01、p20、p11、p02、p21、p12、p03、p22、p13和p04的获取至少根据所述换热器的管径、管厚度、管间距、翅片尺寸、翅片类型和相关波纹、裂隙、开窗、实际使用场景及其材料的物理性质和实际市场价格以进行确定。
29、根据本发明第二方面实施例的换热器，所述换热器根据本发明第一方面实施例所述的换热器的管径选型方法进行管径的选取，其中，所述换热器包括换热管和换热翅片，所述换热器的管径即为所述换热器的管径。
30、本发明提出的一种换热器的管径选型方法，通过仿真计算和公式拟合等手段，将具有不同管径的换热器的对应的换热能力、成本、风速和管长联系起来，拟合出单位换热能力成本同风速、管长之间的多个函数关系式c0＝f(v,l)，并进一步对多个换热器管径多对应的多个函数关系式c0＝f(v,l)进行对比处理，对比不同管径大小下的换热器的单位换热能力成本，从而划分多个选型区间以分别对应多个管径大小，并根据实际风速和实际管长所落入的实际选型区间，确定该实际选型区间所对应的管径作为最优管径以实际使用。
31、可以理解，利用本发明的管径选型方法所选择出来的最优管径，在当前实际风速和实际管长等工况下的单位换热能力成本最低，因此使得所选管径为现有机型能力段的最优选择，避免换热器材料的多余消耗，避免材料和成本的浪费，且产品的换热能力也具有优势。
技术特征：
1.一种换热器的管径选型方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的换热器的管径选型方法，其特征在于，所述步骤s1，具体包括：
3.根据权利要求2所述的换热器的管径选型方法，其特征在于，所述步骤s12，具体包括：
4.根据权利要求3所述的换热器的管径选型方法，其特征在于，所述计算所述换热器在每个所述管长l下的换热器消耗量的步骤，具体包括：
5.根据权利要求2所述的换热器的管径选型方法，其特征在于，在所述步骤s13中，所述单位换热能力成本与所述换热器总成本c和所述换热能力q之间的关系为：c0＝c/q。
6.根据权利要求2所述的换热器的管径选型方法，其特征在于，在所述步骤s11之前，还包括：
7.根据权利要求1至6中任一项所述的换热器的管径选型方法，其特征在于，所述步骤s4，具体包括：
8.根据权利要求1至6中任一项所述的换热器的管径选型方法，其特征在于，所述拟合函数为：
9.根据权利要求8所述的换热器的管径选型方法，其特征在于，p00、p10、p01、p20、p11、p02、p21、p12、p03、p22、p13和p04的获取至少根据所述换热器的管径、管厚度、管间距、翅片尺寸、翅片类型和相关波纹、裂隙、开窗、实际使用场景及其材料的物理性质和实际市场价格以进行确定。
10.一种换热器，其特征在于，所述换热器根据所述权利要求1至9中任一项所述的换热器的管径选型方法进行管径的选取，其中，所述换热器包括换热管和换热翅片，所述换热器的管径即为所述换热器的管径。
技术总结
本发明提供一种换热器的管径选型方法和换热器。方法包括：对换热器设置多个的风速V和多个的管长L，根据仿真评估计算得到换热器在每个风速V和每个管长L下的多个单位换热能力成本C0；对单位换热能力成本C0、风速V和管长L进行拟合以得到拟合函数；多次更换换热器的管径，并在每次更换换热器的管径后均重复上述步骤，得到多个拟合函数；对多个拟合函数进行处理，在风速管长坐标系中划分多个选型区间；获取换热器的实际风速V0和实际管长L0，并确定(V0，L0)的实际选型区间及其所对应的待选管径，得到最优管径。利用本方法得到的最优管径为现有机型能力段的最优选择，避免材料和成本的浪费，且产品的换热能力也具有优势。
技术研发人员：谭雪艳,任滔,阚荣强,王冰
受保护的技术使用者：青岛海尔空调电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23