一种梯级感温变色的翅片式换热器的制作方法

本发明涉及换热器设备领域，更具体地，涉及一种梯级感温变色的翅片式换热器。

背景技术：

换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足工艺条件的需要，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。

适用于不同介质、不同工况、不同温度、不同压力的换热器具有不同的结构形式，其中，翅片式换热器是气体与液体热交换器中使用最为广泛的一种换热设备，它通过在普通的基管上加装翅片来达到强化传热的目的。当一侧介质存在相变的情况下，换热器内部会存在相变区和非相变区，对于相变区和非相变区具有不同温度要求，因此需要有一种物质或设备分别显示不同区域的温度或判断不同区域的温度是否达标。

中国专利公开号CN104192418A公开了一种换热器感温变色钢管，包括底盒，底盒的上方设有顶盒，顶盒与底盒之间设有钢管，钢管的外表面设有由可以感温变色油墨制成的感温变色层。该技术解决了无法显示换热器内部温度的问题，但只能在整体上显示管材内液体温度范围。

中国专利公开号CN202790969U专利名称一种变色管材，公开了一种变色管材，包括中空的管材本体，所述管材本体的外表面上设有感温层，所述感温层的材料采用37～43摄氏度的可逆感温变色油墨，该管材可以显示三个温度段，43摄氏度以上、37～43摄氏度以及37摄氏度以下，感温层在43摄氏度以上是白色，从43摄氏度变到37摄氏度是感温层的颜色从白颜色变成红颜色的过程，到36摄氏度时，感温层的颜色就完全变成红色了。该技术采用三段变色技术解决了无法分段显示温度的问题，但是一种感温变色油墨感应特性是一定的，即发生变色的一系列温度变化点或温度变化区间是一定的，无法严格按照换热器的设计需求显示不同分段的特定温度范围，而且当内部流体温度异常时无调节功能。

因此，有必要对现有技术进行改进。

技术实现要素：

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种不足，提供一种能够分段监控温度的梯级感温变色的翅片式换热器。

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种梯级感温变色的翅片式换热器，包括换热管和设置于换热管上的翅片，所述换热器沿换热管直段轴向分为两个以上分段，不同分段的所述换热器上分别设有感温范围不同的感温层。

本发明的翅片式换热器按照标准设计工况要求对换热器沿换热管直段轴向进行分段设计，每一分段的换热器上设有感温层，每一分段的感温层的感温变色范围与该分段标准设计工况要求的换热介质的温度范围符合，根据该分段换热介质的实时温度显示不同的颜色，根据颜色可以判断该分段是否偏离标准设计工况，每一分段的感温层相对独立，从而实现梯级感温变色，如果换热系统某一分段的运行偏离了标准设计工况，可以通过感温层的颜色直观显示出来，方便测试或运行维护人员直观判断换热系统的运行效果，进而采取相应措施保障换热系统运行稳定性。

为了直观反映换热管内换热介质的实时温度，所述感温层设置于换热管外侧和/或翅片上，既能更快感应到来自换热管内换热介质温度变化又方便测试或运行维护人员从外部直接观察到感温层的颜色及其变化，方便对换热系统的工况进行实时监控并在发生偏离设计工况时及时对系统作出调整，以达到更好的换热效果，甚至可以避免严重偏离带来的危害。

当换热器中换热管及翅片上都设有感温层时，所述换热器同一分段上的换热管和翅片具有一样的感温层，保证换热器同一分段上的换热管和翅片上感温层显示的颜色一致和颜色变化同步，避免给测试或运行维护人员的判断带来困难，尤其是翅化比较大时更加难以辨别。

所述感温层为喷涂在换热管和/或翅片表面的感温涂料、或附着在换热管/或翅片表面的感温薄膜、或掺和在换热管和/或翅片本体材料中的感温变色粉。感温层在特定温度下因电子转移使有机物的分子结构发生变化，从而实现颜色转变。根据每一分段的标准设计工况要求选择特定变色温度的感温涂料或感温薄膜或感温变色粉作为感温层，使其达到分段显色、梯级感温的目的。

所述感温层为二段变色或三段变色感温层。当换热器的标准设计工况只对温度的上限值或下限值中的某一个有要求时采用两端变色的感温层即可满足温度监控的目的，当标准设计工况对温度的上限值和下限值都有严格要求时采用三段变色的感温层更有利于控制温度范围。

所述换热器还设有进口总管，所述换热管的进口端均连接到进口总管，所述进口总管上设有若干个流量调节阀。当某段换热管换热不良导致冷凝后的液体温度超过设定目标温度而使感温层显示偏离标准设计工况的颜色时，通过调节流量调节阀控制相应换热管内的介质流量使其恢复到标准设计工况。

所述换热器还设有出口总管，所述换热管的出口端均连接到出口总管，所述出口总管上设有若干个温度传感器。当某段换热管换热不良导致冷凝后的液体温度超过设定目标温度时，设置在换热器出液管上的温度传感器将发出调节信号传递到换热器相应进气管的流量调节阀上，流量调节阀控制换热管内的介质流量使其恢复到标准设计工况。

所述换热器还包括备用换热管，所述备用换热管的进口端连接进口总管，与进口总管连接的备用换热管上设有备用阀，所述备用换热管的出口端连接出口总管。当某段换热管换热不良导致冷凝后的液体温度超过设定目标温度时，设置在换热器出液管上的温度传感器将发出调节信号传递到换热器相应进气管的流量调节阀上，流量调节阀和备用阀通过调节动作以重新分配进入相应分段换热管和备用换热管内制冷剂流量，达到调节换热管均衡换热的效果。

本发明与现有技术相比较有如下有益效果：换热管和换热翅片上的感温层可以根据换热介质温度显示不同颜色，通过在换热器沿换热管直段轴向上分段设置感温层，在换热管内部相变换热范围内感温层显示颜色与无相变换热范围内感温层显示颜色不同，达到外部感温层变色范围与内部换热工质状态变化相一致目的，解决了现有技术中从整体上显示温度范围不能准确反映换热器沿程温度梯级变化的不足，实现梯级感温变色。

附图说明

图1是实施例1梯级感温变色的翅片式换热器的结构示意图；

图2是实施例2梯级感温变色的翅片式换热器的结构示意图；

图3是实施例3梯级感温变色的翅片式换热器的结构示意图；

附图标记说明：换热管100，翅片200，进口总管300，流量调节阀310，出口总管400，温度传感器410，备用换热管500，备用阀510。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的；附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例1

如图1所示，一种梯级感温变色的翅片式换热器，包括换热管100和设置于换热管上的翅片200，所述换热器沿换热管100直段轴向分为三个分段a、b、c，不同分段的所述换热器上分别设有感温范围不同的感温层。

本实施例的翅片式换热器按照标准设计工况要求对换热器沿换热管100直段轴向进行分段设计，每一分段的换热器上设有感温层，每一分段的感温层的感温变色范围与该分段标准设计工况要求的换热介质的温度范围相符合，根据该分段换热介质的实时温度显示不同的颜色，根据颜色可以判断该分段是否偏离标准设计工况，每一分段的感温层相对独立，从而实现梯级感温变色，如果换热系统某一分段的运行偏离了标准设计工况，可以通过感温层的颜色直观显示出来，方便测试或运行维护人员直观判断换热系统的运行效果，进而采取相应措施保障换热系统运行稳定性。

为了直观反映换热管内换热介质的实时温度，所述感温层设置于换热管外侧和翅片上，既能更快感应到来自换热管内换热介质温度变化又方便测试或运行维护人员从外部直接观察到感温层的颜色及其变化，方便对换热系统的工况的进行实时监控并在发生偏离设计工况时及时对系统作出调整，以达到更好的换热效果，甚至可以避免严重偏离带来的危害。

所述换热器同一分段上的换热管100和翅片200具有一样的感温层，保证换热器同一分段上的换热管100和翅片200上感温层显示的颜色一致和颜色变化同步，避免给测试或运行维护人员的判断带来困难，尤其是翅化比较大时更加难以辨别。

所述感温层为喷涂在换热管100和翅片200表面的感温涂料。感温层在特定温度下因电子转移使有机物的分子结构发生变化，从而实现颜色转变。根据每一分段的标准设计工况要求选择特定变色温度的感温涂料作为感温层，使其达到分段显色、梯级感温的目的。

所述感温层为二段变色感温层。

所述换热器还设有进口总管300，所述换热管的进口端均连接到进口总管300，所述进口总管300上设有若干个流量调节阀310。所述换热器还设有出口总管400，所述换热管的出口端均连接到出口总管400，所述出口总管400上设有若干个温度传感器410。所述换热器还包括备用换热管500，所述备用换热管500的进口端连接进口总管300，与进口总管300连接的备用换热管500上设有备用阀510，所述备用换热管500的出口端连接出口总管400。当某段换热管换热不良导致冷凝后的液体温度超过设定目标温度时，设置在换热器出液管上的温度传感器410将发出调节信号传递到换热器相应进气管的流量调节阀310上，流量调节阀310和备用阀510通过调节动作以重新分配进入相应分段换热管和备用换热管500内制冷剂流量，达到调节换热管均衡换热的效果。

实际使用过程中，将本实施例的梯级感温变色的翅片式换热器作为冷凝器接入风冷式空调的压缩机，从压缩机排入冷凝器中的是高温高压的过热蒸汽，在翅片式换热器冷凝成低温高压的液体，翅片式换热器与外界空气换热过程中，翅片式换热器内部形成过热区、饱和区、过冷区。以内部制冷工质的饱和温度压力对应点为分界线，将对应对翅片式换热器分成三段，在过热区、饱和区、过冷区各段上设置不同的感温层，同时换热管和翅片上的感温层的温度变化范围保持一致。在标准设计工况下，三段换热器上感温层都是显示无色的，当外界空气温度升高或者其他情况导致翅片式换热器的换热效果下降，系统偏离设计工况时，在达到下表1对应的温度范围，冷凝器的过热区显示红色，饱和区显示橙色，过冷区显示黄色，形成了一个温度梯级变化，与内部制冷工质冷凝状态变化一致。测试或维护人员可以非常直观的监测系统的运行效果并进行维护，当采取对应的措施或者外界环境恢复正常后，系统运行工况回到标准设计工况状态，三个区的颜色又重新变回无色。具体调节措施为：当换热器换热条件恶劣，布置在出口总管上的某一温度传感器410检测到温度超过设定目标值的上限偏差范围，调小与之对应的流量调节阀310的开度，同时打开备用阀510，使温度显示正常；当换热器换热恢复正常后，温度传感器410检测到温度低于设定目标值的下限偏差范围，调大流量调节阀410的开度，使对应段换热器颜色显示正常，同时关闭备用阀510，使得所有制冷剂气体通过除备用换热管外的换热管换热，至此所有换热器恢复到正常的无色状态，测试或维护人员只需要观察换热器的颜色就可直观判断出换热效果

表1

实施例2

如图2所示，一种梯级感温变色的翅片式换热器，包括换热管100和设置于换热管上的翅片200，所述换热器沿换热管100直段轴向分为三个分段a、b、c，不同分段的所述换热器上分别设有感温范围不同的感温层。

本实施例的翅片式换热器按照标准设计工况要求对换热器沿换热管100直段轴向进行分段设计，每一分段的换热器上设有感温层，每一分段的感温层的感温变色范围与该分段标准设计工况要求的换热介质的温度范围相符合，根据该分段换热介质的实时温度显示不同的颜色，根据颜色可以判断该分段是否偏离标准设计工况，每一分段的感温层相对独立，从而实现梯级感温变色，如果换热系统某一分段的运行偏离了标准设计工况，可以通过感温层的颜色直观显示出来，方便测试或运行维护人员直观判断换热系统的运行效果，进而采取相应措施保障换热系统运行稳定性。

为了直观反映换热管内换热介质的实时温度，所述感温层设置于换热管外侧，既能更快感应到来自换热管内换热介质温度变化又方便测试或运行维护人员从外部直接观察到感温层的颜色及其变化，方便对换热系统的工况的进行实时监控并在发生偏离设计工况时及时对系统作出调整，以达到更好的换热效果，甚至可以避免严重偏离带来的危害。

所述感温层为附着在换热管100表面的感温薄膜。感温层在特定温度下因电子转移使有机物的分子结构发生变化，从而实现颜色转变。根据每一分段的标准设计工况要求选择特定变色温度的感温薄膜作为感温层，使其达到分段显色、梯级感温的目的。

所述感温层为三段变色感温层。

所述换热器还设有进口总管300，所述换热管的进口端均连接到进口总管300，所述进口总管300上设有若干个流量调节阀310。所述换热器还设有出口总管400，所述换热管的出口端均连接到出口总管400，所述出口总管400上设有若干个温度传感器410。当某段换热管换热不良导致冷凝后的液体温度超过设定目标温度时，设置在换热器出液管上的温度传感器410将发出调节信号传递到换热器相应进气管的流量调节阀310上，流量调节阀310控制换热管内的介质流量使其恢复到标准设计工况。

实施例3

如图3所示，一种梯级感温变色的翅片式换热器，包括换热管100和设置于换热管上的翅片200，所述换热器沿换热管100直段轴向分为两个分段a和b，不同分段的所述换热器上分别设有感温范围不同的感温层。

本实施例的翅片式换热器按照标准设计工况要求对换热器沿换热管100直段轴向进行分段设计，每一分段的换热器上设有感温层，每一分段的感温层的感温变色范围与该分段标准设计工况要求的换热介质的温度范围相符合，根据该分段换热介质的实时温度显示不同的颜色，根据颜色可以判断该分段是否偏离标准设计工况，每一分段的感温层相对独立，从而实现梯级感温变色，如果换热系统某一分段的运行偏离了标准设计工况，可以通过感温层的颜色直观显示出来，方便测试或运行维护人员直观判断换热系统的运行效果，进而采取相应措施保障换热系统运行稳定性。

为了直观反映换热管内换热介质的实时温度，所述感温层设置于翅片上，既能更快感应到来自换热管内换热介质温度变化又方便测试或运行维护人员从外部直接观察到感温层的颜色及其变化，方便对换热系统的工况的进行实时监控并在发生偏离设计工况时及时对系统作出调整，以达到更好的换热效果，甚至可以避免严重偏离带来的危害。

所述感温层为掺和在翅片本体材料中的感温变色粉。感温层在特定温度下因电子转移使有机物的分子结构发生变化，从而实现颜色转变。根据每一分段的标准设计工况要求选择特定变色温度的感温变色粉作为感温层，使其达到分段显色、梯级感温的目的。

所述感温层为二段变色感温层。

所述换热器还设有进口总管300，所述换热管的进口端均连接到进口总管300，所述进口总管300上设有若干个流量调节阀310。当某段换热管换热不良导致冷凝后的液体温度超过设定目标温度而使感温层显示偏离标准设计工况的颜色时，通过调节流量调节阀310控制相应换热管内的介质流量使其恢复到标准设计工况。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。