一种换热螺旋盘管设计方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种换热螺旋盘管设计方法及系统，涉及智能制造设计技术领域，包括：获取当前需换热设备的尺寸信息和换热参数；确定换热螺旋盘管的最小曲率半径；计算换热效率

【技术实现步骤摘要】
一种换热螺旋盘管设计方法及系统


[0001]本专利技术涉及智能制造设计
，具体是涉及一种换热螺旋盘管设计方法及系统。

技术介绍

[0002]螺旋盘管因其独特的结构特征被广泛的应用于各种换热系统中，随着加工制造技术的发展，发展出的交错式双层换热螺旋盘管可用于空间相对更小的环境中，起换热作用。
[0003]虽然交错式双层换热螺旋盘管在相同空间内具有着更高的换热效率，但是其加工成本过高，若针对所有设备均进行交错式双层换热螺旋盘管换热，则会极大的提高换热系统的制造成本，然而现有技术中缺乏针对于换热螺旋盘管的设计方法，在针对某一特定的设备运转时的换热结构的设计时无法快速准确判断出采用单层换热螺旋盘管或交错式双层换热螺旋盘管进行换热，极大的提高了换热系统的设计难度，基于此，本方案提出一种换热螺旋盘管设计方法及系统。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，提供一种换热螺旋盘管设计方法及系统，本技术方案解决了上述的现有技术中缺乏的针对于换热螺旋盘管的设计方法，在针对某一特定的设备运转时的换热结构的设计时无法快速准确判断出采用单层换热螺旋盘管或交错式双层换热螺旋盘管进行换热，极大的提高了换热系统的设计难度，的问题。
[0005]为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案为：一种换热螺旋盘管设计方法，包括：获取当前需换热设备的尺寸信息和换热参数，所述换热参数包括当前需换热设备的无换热运行温度以及当前需换热设备的目标运行温度；根据当前需换热设备的尺寸信息确定换热螺旋盘管的最小曲率半径；根据换热螺旋盘管的最小曲率半径以及换热螺旋盘管管径进行分析，计算出换热盘管在最小曲率半径下的换热效率
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螺距、转数的回归模型；根据当前需换热设备的无换热运行温度以及当前需换热设备的目标运行温度，进行计算出满足当前需换热设备的目标运行温度下的目标换热效率；根据目标换热效率代入换热效率
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螺距、转数的回归模型中，进行计算出螺旋盘管目标尺寸数据；根据螺旋盘管目标尺寸数据与当前需换热设备的尺寸信息，判断螺旋盘管目标尺寸数据是否大于当前需换热设备的尺寸信息，若是，则判定单层换热螺旋盘管无法满足换热需求，若否，则判定单层换热螺旋盘管可以满足换热需求，输出单层换热螺旋盘管设计数据；对于单层换热螺旋盘管无法满足换热需求的情况，则进行交错式双层换热螺旋盘管设计，并输出交错式双层换热螺旋盘管设计数据；
根据单层换热螺旋盘管设计数据或交错式双层换热螺旋盘管设计数据进行单层换热螺旋盘管建模或交错式双层换热螺旋盘管建模；进行单层换热螺旋盘管模型或交错式双层换热螺旋盘管模型的热仿真模拟，并根据热仿真模拟结果判断其是否满足换热效率需求，若是，则输出单层换热螺旋盘管设计数据或交错式双层换热螺旋盘管设计数据，若否，则调整单层换热螺旋盘管设计数据或交错式双层换热螺旋盘管设计数据。
[0006]优选的，所述换热效率
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螺距、转数的回归模型的计算步骤如下：确定换热介质和介质流速信息，按照确定的转数梯度和螺距梯度进行换热螺旋盘管的模拟建模，获得多个不同尺寸参数的换热螺旋盘管的样本模型；根据换热介质参数、介质流速对多个不同尺寸参数的换热螺旋盘管的样本模型进行热交换仿真模拟，获得多个热交换仿真模拟样本数据；根据多个热交换仿真模拟样本数据进行换热效率
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螺距、转数的回归模型的回归系数计算。
[0007]优选的，所述进行换热效率
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螺距、转数的回归模型的回归系数计算包括：首先，建立如下模型：式中，P为换热效率；n为换热螺旋盘管的转数；z为换热螺旋盘管的螺距；b均为系数；之后，根据多个热交换仿真模拟样本数据对系数a、b进行最大似然计算，获得换热效率
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螺距、转数的回归模型的回归系数。
[0008]优选的，所述计算出螺旋盘管目标尺寸数据包括：获取目标换热效率，则需满足：
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不等式1式中，为目标换热效率；获取满足不等式1的所有n、z的值；根据满足不等式1的所有n、z的值进行计算螺旋盘管目标长度范围。
[0009]优选的，所述螺旋盘管目标长度的计算方法为：式中，为螺旋盘管目标长度；为满足不等式1的所有转数值；为满足不等式1的所有螺距值。
[0010]优选的，所述判断螺旋盘管目标尺寸数据是否大于当前需换热设备的尺寸信息具体为：
获取当前需换热设备的高度，判断的范围内的最大值是否大于，若是，则单层螺旋管结构无法满足换热需求，若否，则判定单层换热螺旋盘管可以满足换热需求，则进行单层换热螺旋盘管的尺寸设计。
[0011]其中，所述单层换热螺旋盘管的尺寸设计具体包括：在满足的基础上，确定使取最大值的转数和螺距，以和作为单层换热螺旋盘管设计数据输出。
[0012]优选的，所述进行交错式双层换热螺旋盘管设计具体包括如下步骤：构建如下不等式：
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不等式2计算获取满足不等式2的所有n、z的值；则，交错式双层换热螺旋盘管长度的计算公式为：式中，为交错式双层换热螺旋盘管长度；为满足不等式2的所有转数值；为满足不等式2的所有螺距值。
[0013]优选的，所述交错式双层换热螺旋盘管的尺寸设计具体包括：判断的范围内的最大值是否大于，若是，则交错式双层换热螺旋盘管结构无法满足换热需求，输出换热螺旋盘管设计失败信号，若否，则判定交错式双层换热螺旋盘管结构可以满足换热需求，则进行交错式双层换热螺旋盘管的尺寸设计。
[0014]其中，所述交错式双层换热螺旋盘管的尺寸设计具体包括：在满足的基础上，确定使取最大值的转数和螺距，以和作为交错式双层换热螺旋盘管设计数据输出。
[0015]一种换热螺旋盘管设计系统，用于实现如上述的换热螺旋盘管设计方法，包括：主控模块，主控模块用于控制各模块组件进行工作；计算处理模块，计算处理模块与主控模块电性连接，所述计算处理模块用于进行换热效率
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螺距、转数的回归模型计算、单层换热螺旋盘管结构计算和交错式双层换热螺旋盘管结构计算；数据输入输出模块，数据输入输出模块与主控模块电性连接，所述数据输入输出模块用于进行换热设备的尺寸信息和换热参数输入和单层换热螺旋盘管设计数据或交错式双层换热螺旋盘管设计数据输出；模型生成模块，模型生成模块与主控模块电性连接，模型生成模块用于进行单层换热螺旋盘管设计数据或交错式双层换热螺旋盘管模型生成；热交换仿真模拟模块，热交换仿真模拟模块与主控模块电性连接，热交换仿真模拟模块用于进行热交换仿真模拟。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术基于当前换热设备的尺寸信息对螺旋盘管的曲率半径进行确定，之后通过建立在此曲率半径下的换热效率
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螺距、转数的回归模型，输入设备的无换热运行温度和目标运行温度，计算满足热平衡状态下的目标换热效率，将目标换热效率代入换热效率
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螺距、转数的回归本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种换热螺旋盘管设计方法，其特征在于，包括：获取当前需换热设备的尺寸信息和换热参数，所述换热参数包括当前需换热设备的无换热运行温度以及当前需换热设备的目标运行温度；根据当前需换热设备的尺寸信息确定换热螺旋盘管的最小曲率半径；根据换热螺旋盘管的最小曲率半径以及换热螺旋盘管管径进行分析，计算出换热盘管在最小曲率半径下的换热效率
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螺距、转数的回归模型；根据当前需换热设备的无换热运行温度以及当前需换热设备的目标运行温度，进行计算出满足当前需换热设备的目标运行温度下的目标换热效率；根据目标换热效率代入换热效率
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螺距、转数的回归模型中，进行计算出螺旋盘管目标尺寸数据；根据螺旋盘管目标尺寸数据与当前需换热设备的尺寸信息，判断螺旋盘管目标尺寸数据是否大于当前需换热设备的尺寸信息，若是，则判定单层换热螺旋盘管无法满足换热需求，若否，则判定单层换热螺旋盘管可以满足换热需求，输出单层换热螺旋盘管设计数据；对于单层换热螺旋盘管无法满足换热需求的情况，则进行交错式双层换热螺旋盘管设计，并输出交错式双层换热螺旋盘管设计数据；根据单层换热螺旋盘管设计数据或交错式双层换热螺旋盘管设计数据进行单层换热螺旋盘管建模或交错式双层换热螺旋盘管建模；进行单层换热螺旋盘管模型或交错式双层换热螺旋盘管模型的热仿真模拟，并根据热仿真模拟结果判断其是否满足换热效率需求，若是，则输出单层换热螺旋盘管设计数据或交错式双层换热螺旋盘管设计数据，若否，则调整单层换热螺旋盘管设计数据或交错式双层换热螺旋盘管设计数据。2.根据权利要求1所述一种换热螺旋盘管设计方法，其特征在于，所述换热效率
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螺距、转数的回归模型的计算步骤如下：确定换热介质和介质流速信息，按照确定的转数梯度和螺距梯度进行换热螺旋盘管的模拟建模，获得多个不同尺寸参数的换热螺旋盘管的样本模型；根据换热介质参数、介质流速对多个不同尺寸参数的换热螺旋盘管的样本模型进行热交换仿真模拟，获得多个热交换仿真模拟样本数据；根据多个热交换仿真模拟样本数据进行换热效率
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螺距、转数的回归模型的回归系数计算。3.根据权利要求2所述一种换热螺旋盘管设计方法，其特征在于，所述进行换热效率
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螺距、转数的回归模型的回归系数计算包括：首先，建立如下模型：式中，P为换热效率；n为换热螺旋盘管的转数；z为换热螺旋盘管的螺距；b均为系数；之后，根据多个热交换仿真模拟样本数据对系数a、b进行最大似然计算，获得换热效
率
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螺距、转数的回归模型的回归系数。4.根据权利要求3所述一种换热螺旋盘管设计方法，其特征在于，所述计算出螺旋盘管目标尺寸数据包括：获取目标换热效率，则需满足：
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【专利技术属性】
技术研发人员：李加全，廖亭，雷林海，梅莹，
申请(专利权)人：江苏新恒基特种装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：