(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211294339.8 (22)申请日 2022.10.21 (71)申请人 江苏新恒基特种装备股份有限公司 地址 210000 江苏省南京市溧水区石湫 镇 石涛路1号 (72)发明人 李加全　廖亭　雷林海　梅莹　 (74)专利代理 机构 成都时誉知识产权代理事务 所(普通合伙) 5125 0 专利代理师 李春彦 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 119/08(2020.01) G06F 119/18(2020.01) (54)发明名称 一种换热螺旋盘管设计方法及系统 (57)摘要 本发明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 ‑螺 距、 转数的回归模型； 计算出目标换热效率； 计算 出螺旋盘管目标尺寸数据； 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； 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； 判断螺旋 盘管是否满足换热效率需求。 本发明的优点在 于， 基于当前换热设备的尺寸信息对螺旋盘管的 曲率半径进行换热效率 ‑螺距、 转数的回归模型 建立， 可根据实际的换热需求进行螺旋盘管最优 结构设计， 可有效的满足各种螺旋盘管式换热系 统设计。 权利要求书3页 说明书8页 附图3页 CN 115358028 A 2022.11.18 CN 115358028 A 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‑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 ‑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 ‑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 ‑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 ‑ 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， 获得换热效权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115358028 A 2率‑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：                                          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。 5.根据权利要求4所述一种换热螺旋盘管设计方法， 其特征在于， 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。 6.根据权利要求5所述一种换热螺旋盘管设计方法， 其特征在于， 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； 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。 7.根据权利要求6所述一种换热螺旋盘管设计方法， 其特征在于， 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：                               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。 8.根据权利要求7所述一种换热螺旋盘管设计方法， 其特征在于， 所述交错式双层换热权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115358028 A 3