本發(fā)明涉及纏繞管，具體為一種熱交換強(qiáng)度高的帶翅片的纏繞管及其使用方法。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)的纏繞管在設(shè)計(jì)上存在局限性，不能有效提升熱交換效率，無法充分增強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與耐腐蝕性，導(dǎo)致其在復(fù)雜或惡劣的使用環(huán)境中性能下降，維護(hù)成本增加，而本技術(shù)的纏繞管可以提高熱交換效率、增強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與耐腐蝕性、精準(zhǔn)監(jiān)控流體狀態(tài)以及實(shí)現(xiàn)智能化控制與管理。

2、現(xiàn)有的纏繞管存在的缺陷是：

3、1、專利文件jp6364992b2公開了一種翅片管，該文件主要考慮如何改善在高溫環(huán)境中使用的翅片管的耐熱性和耐熱疲勞性的問題，并沒有考慮到如何解決提高熱交換效率、增強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與耐腐蝕性、精準(zhǔn)監(jiān)控流體狀態(tài)以及實(shí)現(xiàn)智能化控制與管理的問題；

4、2、專利文件jp6805055b2公開了一種翅片管換熱器，該文件主要考慮如何避免發(fā)生傳熱管的釬焊失效的問題，并沒有考慮到如何解決增強(qiáng)纏繞管的防污能力、提升耐腐蝕性和耐久性以及減少維護(hù)和清潔成本的問題；

5、3、專利文件jp7065235b1公開了一種翅片管制造方法和翅片管制造設(shè)備，該文件主要考慮如何減少當(dāng)通過高頻電流焊接將金屬帶形成為翅片并將金屬帶纏繞在金屬管周圍時(shí)在金屬帶中產(chǎn)生的波紋的問題，并沒有考慮到如何解決降低運(yùn)營(yíng)成本、增強(qiáng)系統(tǒng)自動(dòng)化與智能化水平，并提升纏繞管的安全性和可靠性的問題；

6、4、專利文件cn117329878b公開了一種高效翅片管換熱器，該文件主要考慮如何提高熱交換效率的問題，并沒有考慮到如何解決預(yù)防纏繞管故障、延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命、優(yōu)化能耗管理以及符合可持續(xù)發(fā)展理念的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種熱交換強(qiáng)度高的帶翅片的纏繞管及其使用方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種熱交換強(qiáng)度高的帶翅片的纏繞管及其使用方法，包括基管外層，所述基管外層的外表面周向焊接有翅片，翅片的表面設(shè)置有凸起；

3、所述基管外層的內(nèi)側(cè)連接有基管中間層，基管中間層一的內(nèi)側(cè)連接有基管中間層二，基管中間層二的內(nèi)側(cè)連接有基管內(nèi)層；

4、所述基管內(nèi)層的進(jìn)出口處分別安裝有溫度傳感器、壓力傳感器和流量傳感器，溫度傳感器、壓力傳感器和流量傳感器分別用于檢測(cè)流體在基管內(nèi)層進(jìn)出口的溫度、壓力和流量；

5、溫度傳感器、壓力傳感器和流量傳感器的輸出端連接有智能控制系統(tǒng)，智能控制系統(tǒng)包括監(jiān)控與報(bào)警模塊、優(yōu)化調(diào)節(jié)模塊、故障診斷模塊和能耗管理模塊；

6、監(jiān)控與報(bào)警模塊用于實(shí)時(shí)監(jiān)控流體在基管內(nèi)層的溫度、壓力和流量，當(dāng)檢測(cè)到異常參數(shù)時(shí)觸發(fā)報(bào)警信號(hào)，監(jiān)控與報(bào)警模塊包括數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)分析單元和報(bào)警信號(hào)生成單元；

7、數(shù)據(jù)采集單元通過濾波算法和數(shù)據(jù)壓縮算法，實(shí)時(shí)獲取流體在基管內(nèi)層進(jìn)出口的溫度、壓力和流量參數(shù)，并將這些物理量轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；

8、數(shù)據(jù)分析單元利用數(shù)據(jù)處理技術(shù)、統(tǒng)計(jì)分析算法、機(jī)器學(xué)習(xí)算法和模式識(shí)別算法，對(duì)采集到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分析；

9、報(bào)警信號(hào)生成單元利用信號(hào)處理技術(shù)和報(bào)警機(jī)制設(shè)計(jì)，結(jié)合閾值判斷算法、趨勢(shì)預(yù)測(cè)算法和故障診斷算法，在檢測(cè)到異常參數(shù)時(shí)及時(shí)觸發(fā)報(bào)警信號(hào)；

10、優(yōu)化調(diào)節(jié)模塊用于根據(jù)檢測(cè)參數(shù)調(diào)整熱交換器的工作狀態(tài)，優(yōu)化調(diào)節(jié)模塊包括控制策略選擇單元、控制指令生成單元和執(zhí)行機(jī)構(gòu)接口單元；

11、故障診斷模塊用于數(shù)據(jù)分析識(shí)別并預(yù)測(cè)故障，故障診斷模塊包括故障特征提取單元、故障診斷算法單元和故障預(yù)警與處置建議單元；

12、能耗管理模塊用于管理熱交換器和智能控制系統(tǒng)的能耗，能耗管理模塊包括能耗檢測(cè)單元、能耗分析單元和節(jié)能策略制定與執(zhí)行單元。

13、優(yōu)選的，所述基管外層、基管中間層一、基管中間層二和基管內(nèi)層的材質(zhì)分別為tc4鈦合金、7075鋁合金、321不銹鋼和銅合金。

14、優(yōu)選的，所述基管內(nèi)層的內(nèi)徑為7.93mm，基管外層的直徑為80.656mm，翅片的繞管間距為69mm，翅片的高度為3mm。

15、優(yōu)選的，所述基管外層、基管內(nèi)層和翅片的表面涂覆有防污涂層。

16、優(yōu)選的，所述防污涂層為zs-722耐酸導(dǎo)熱防腐涂料、ep型環(huán)氧樹脂、ep-1001型環(huán)氧樹脂、ep-140型環(huán)氧樹脂、zs-821水性陶瓷防腐涂料和hckj008-11防污自潔涂料中的一種或多種。

17、優(yōu)選的，控制策略選擇單元通過決策樹算法，根據(jù)檢測(cè)到的流體溫度、壓力和流量參數(shù)選擇控制策略；

18、控制指令生成單元利用控制算法和信號(hào)處理技術(shù)，控制算法為pid控制算法、模糊控制算法和自適應(yīng)控制算法中的一種或多種，根據(jù)控制策略選擇單元選定的策略生成控制指令；

19、執(zhí)行機(jī)構(gòu)接口單元利用通信技術(shù)和驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)，通過通信協(xié)議和驅(qū)動(dòng)算法，將控制指令轉(zhuǎn)換為執(zhí)行機(jī)構(gòu)能夠理解的信號(hào)，并驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。

20、優(yōu)選的，故障特征提取單元利用傅里葉變換和獨(dú)立成分分析，從采集到的溫度、壓力和流量參數(shù)中提取出與故障相關(guān)的特征信息；

21、故障診斷算法單元利用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)和故障診斷算法，機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)和故障診斷算法為支持向量機(jī)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、決策樹和隨機(jī)森林中的一種或多種，對(duì)故障特征提取單元提取出的特征信息進(jìn)行深入分析，以識(shí)別并預(yù)測(cè)熱交換器可能發(fā)生的故障類型；

22、故障預(yù)警與處置建議單元利用知識(shí)庫(kù)和推理技術(shù)，結(jié)合專家系統(tǒng)和規(guī)則引擎，根據(jù)故障診斷算法單元的診斷結(jié)果，生成故障預(yù)警信號(hào)和相應(yīng)的處置建議。

23、優(yōu)選的，能耗檢測(cè)單元接收溫度傳感器、壓力傳感器和流量傳感器的檢測(cè)數(shù)據(jù)，結(jié)合數(shù)據(jù)濾波算法和數(shù)據(jù)壓縮算法，實(shí)時(shí)檢測(cè)熱交換裝置和智能控制系統(tǒng)的能耗情況，包括電能和熱能消耗，并將這些能耗數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；

24、能耗分析單元利用數(shù)據(jù)處理技術(shù)、統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，采用統(tǒng)計(jì)分析算法、機(jī)器學(xué)習(xí)算法和模式識(shí)別算法，對(duì)能耗監(jiān)測(cè)單元采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，識(shí)別能耗數(shù)據(jù)的趨勢(shì)和模式，發(fā)現(xiàn)能耗異常點(diǎn)，評(píng)估熱交換裝置和智能控制系統(tǒng)的能耗效率，為節(jié)能策略的制定提供數(shù)據(jù)支持；

25、節(jié)能策略制定與執(zhí)行單元利用控制理論、智能優(yōu)化技術(shù)和通信技術(shù)，結(jié)合控制算法、智能優(yōu)化算法和決策樹算法，控制算法為pid控制算法、模糊控制算法和自適應(yīng)控制算法中的一種或多種，智能優(yōu)化算法為遺傳算法、粒子群優(yōu)化算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化算法中的一種或多種，實(shí)現(xiàn)根據(jù)熱交換裝置和智能控制系統(tǒng)的實(shí)際能耗情況，動(dòng)態(tài)調(diào)整控制參數(shù)和工作模式。

26、優(yōu)選的，帶翅片的纏繞管的使用方法如下：

27、s1、將帶翅片的纏繞管安裝到熱交換裝置中，連接智能控制系統(tǒng)；

28、s2、啟動(dòng)熱交換裝置使流體在纏繞管內(nèi)流動(dòng)，智能控制系統(tǒng)開始工作；

29、s3、結(jié)束使用后，清洗帶翅片的纏繞管。

30、優(yōu)選的，在s2中，還包括如下步驟：

31、s21、通過溫度傳感器、壓力傳感器和流量傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)流體在基管內(nèi)層進(jìn)出口的溫度、壓力和流量，監(jiān)控與報(bào)警模塊實(shí)時(shí)監(jiān)控流體在基管內(nèi)層的溫度、壓力和流量，當(dāng)檢測(cè)到異常參數(shù)時(shí)觸發(fā)報(bào)警信號(hào)；

32、s22、優(yōu)化調(diào)節(jié)模塊根據(jù)檢測(cè)參數(shù)調(diào)整熱交換器的工作狀態(tài)，故障診斷模塊通過數(shù)據(jù)分析識(shí)別并預(yù)測(cè)故障，能耗管理模塊管理熱交換器和智能控制系統(tǒng)的能耗。

33、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

34、1、本發(fā)明通過設(shè)置多層結(jié)構(gòu)的纏繞管，包括基管外層、基管中間層一、基管中間層二和基管內(nèi)層，基管外層、基管中間層一、基管中間層二和基管內(nèi)層的材質(zhì)分別為tc4鈦合金、7075鋁合金、321不銹鋼和銅合金，充分利用每種材料的熱傳導(dǎo)特性，形成梯度熱傳導(dǎo)效應(yīng)，從而增強(qiáng)熱交換的效率。銅合金作為基管內(nèi)層，因其優(yōu)良的導(dǎo)熱性，能迅速將熱量傳遞給流體，選用tc4鈦合金和321不銹鋼作為外層和中間層，在高溫、高壓或腐蝕性環(huán)境中使用時(shí)可以有效提升整個(gè)纏繞管的耐腐蝕性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，同時(shí)在基管內(nèi)層的進(jìn)出口處分別安裝有溫度傳感器、壓力傳感器和流量傳感器，分別用于檢測(cè)流體在基管內(nèi)層進(jìn)出口的溫度、壓力和流量，可以優(yōu)化熱交換過程、預(yù)防過熱或過壓情況、以及確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，溫度傳感器、壓力傳感器和流量傳感器的輸出端連接有智能控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)實(shí)時(shí)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)自動(dòng)調(diào)整操作參數(shù)，包括流速和溫度設(shè)定等，以實(shí)現(xiàn)更高效和更安全的熱交換過程，不僅提高了能源利用效率，還減少了人工干預(yù)的需要，增強(qiáng)了智能控制系統(tǒng)的自動(dòng)化和智能化水平，因此可以解決如何提高熱交換效率、增強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與耐腐蝕性、精準(zhǔn)監(jiān)控流體狀態(tài)以及實(shí)現(xiàn)智能化控制與管理的問題。

35、2、本發(fā)明通過在基管外層、基管內(nèi)層和翅片的表面涂覆防污涂層，防污涂層為zs-722耐酸導(dǎo)熱防腐涂料、ep型環(huán)氧樹脂、ep-1001型環(huán)氧樹脂、ep-140型環(huán)氧樹脂、zs-821水性陶瓷防腐涂料和hckj008-11防污自潔涂料中的一種或多種，防污涂層具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性能，涂覆后能顯著提高帶翅片纏繞管的熱交換效率，并且涂覆的防污涂層具有良好的防污性能，能夠減少污垢在基管外層、基管內(nèi)層和翅片表面的沉積，從而保持翅片間的通道暢通無阻，避免因污垢堵塞而導(dǎo)致的熱交換效率下降，翅片管長(zhǎng)期在高溫、高濕及腐蝕性介質(zhì)等惡劣環(huán)境下工作，極易發(fā)生腐蝕和氧化，同時(shí)涂覆的防污涂層具有優(yōu)異的防腐性能，能夠有效隔絕腐蝕介質(zhì)與金屬基體的直接接觸，延長(zhǎng)翅片管的使用壽命，由于防污涂層能夠減少污垢的沉積和腐蝕的發(fā)生，因此可以降低翅片管的維護(hù)和清潔頻率，從而減少纏繞管的維護(hù)成本，因此可以解決如何增強(qiáng)纏繞管的防污能力、提升耐腐蝕性和耐久性以及減少維護(hù)和清潔成本的問題。

36、3、本發(fā)明通過設(shè)置有監(jiān)控與報(bào)警模塊和優(yōu)化調(diào)節(jié)模塊，通過監(jiān)控與報(bào)警模塊，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控流體在基管內(nèi)層的溫度、壓力和流量，確保這些關(guān)鍵參數(shù)始終處于安全和高效的運(yùn)行范圍內(nèi)，一旦檢測(cè)到任何異常參數(shù)，包括溫度過高、壓力過低或流量不足等，能夠立即觸發(fā)報(bào)警信號(hào)，提醒操作人員及時(shí)采取措施，防止?jié)撛诘陌踩鹿驶蛟O(shè)備損壞，監(jiān)控與報(bào)警模塊不僅提供實(shí)時(shí)監(jiān)控，還能通過數(shù)據(jù)分析單元對(duì)流體狀態(tài)進(jìn)行深度分析，幫助操作人員準(zhǔn)確判斷熱交換器的運(yùn)行狀態(tài)，優(yōu)化調(diào)節(jié)模塊則能夠根據(jù)分析結(jié)果自動(dòng)調(diào)整熱交換器的工作狀態(tài)，包括調(diào)節(jié)流速和溫度設(shè)定等，從而確保熱交換過程始終保持在最優(yōu)狀態(tài)，提高熱交換效率和系統(tǒng)穩(wěn)定性，監(jiān)控與報(bào)警模塊和優(yōu)化調(diào)節(jié)模塊的集成，使得纏繞管和熱交換裝置具備了更高的自動(dòng)化和智能化水平，操作人員可以通過遠(yuǎn)程監(jiān)控界面實(shí)時(shí)查看智能控制系統(tǒng)狀態(tài)，接收?qǐng)?bào)警信息，并可以授權(quán)系統(tǒng)根據(jù)預(yù)設(shè)的控制策略自動(dòng)調(diào)整參數(shù)，無需現(xiàn)場(chǎng)干預(yù)，因此可以解決如何降低運(yùn)營(yíng)成本、增強(qiáng)系統(tǒng)自動(dòng)化與智能化水平，并提升纏繞管的安全性和可靠性的問題。

37、4、本發(fā)明通過設(shè)置有故障診斷模塊和能耗管理模塊，故障診斷模塊能夠通過對(duì)溫度傳感器、壓力傳感器和流量傳感器數(shù)據(jù)的深入分析，識(shí)別并預(yù)測(cè)潛在的故障，有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理纏繞管出現(xiàn)的問題，提高纏繞管的可靠性和安全性，還能夠在故障發(fā)生前或初期階段提供預(yù)警和處置建議，使得維修工作可以更加有針對(duì)性地進(jìn)行，減少了不必要的檢查和維修成本，同時(shí)，及時(shí)維修還可以延長(zhǎng)纏繞管的使用壽命，能耗管理模塊能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)智能控制系統(tǒng)的能耗情況，并通過數(shù)據(jù)分析找出能耗高的環(huán)節(jié)，有助于制定并執(zhí)行節(jié)能策略，從而降低整個(gè)系統(tǒng)的能耗，故障診斷和能耗管理模塊的集成，使得纏繞管能夠自動(dòng)調(diào)整工作狀態(tài)以適應(yīng)不同的運(yùn)行條件，有助于保持熱交換裝置的高效運(yùn)行，減少因故障或能耗問題導(dǎo)致的效率下降，從而提升整體運(yùn)營(yíng)效率，也具備了更高的智能化和自動(dòng)化水平，有助于減少人工干預(yù)，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和決策準(zhǔn)確性，從而進(jìn)一步提升整體性能，同時(shí)，通過優(yōu)化能耗管理和提高設(shè)備可靠性，能夠減少對(duì)環(huán)境的影響，符合可持續(xù)發(fā)展的理念，因此可以解決如何預(yù)防纏繞管故障、延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命、優(yōu)化能耗管理以及符合可持續(xù)發(fā)展理念的問題。