許佳佳

近年來，隨著銅價的一路攀升，制冷系統(tǒng)的制造成本問題受到相關(guān)行業(yè)的普遍關(guān)注。而鋁作為銅的替代品之一，價格相對穩(wěn)定、低廉，制造微通道換熱器，可明顯地降低微通道換熱器的生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的市場競爭力。另外，設(shè)計合理有效的包裝也可以為微通道換熱器節(jié)約一部分成本。本文中，筆者就如何設(shè)計微通道換熱器的工業(yè)包裝進(jìn)行詳細(xì)介紹，供業(yè)界參考。

微通道換熱器產(chǎn)品簡介

微通道換熱器由扁管、翅片等部件通過NB釬焊爐焊接成為一體的產(chǎn)品，結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。其采用全鋁基材制成，體積小、重量輕、回收方便、綜合成本低；容積小，冷媒充注量減少40%，有利于環(huán)保和成本節(jié)約；傳熱系數(shù)高，熱交換能力比管翅式換熱器提高30%以上。其因集現(xiàn)代、環(huán)保為一體，而被廣泛應(yīng)用于空調(diào)系統(tǒng)、冷凍冷藏、運輸制冷及其他風(fēng)冷應(yīng)用場合。

微通道換熱器工業(yè)包裝設(shè)計案例

1.設(shè)計要求

（1）在產(chǎn)品流通過程中具備保護(hù)產(chǎn)品、方便儲運裝卸、加速交接和點驗等作用。

（2）確保包裝材料成本具備可競爭力。

（3）最大限度地增加集裝箱裝柜率，降低運輸成本。

（4）生產(chǎn)環(huán)節(jié)操作簡單、方便。

2.設(shè)計方案

（1）被包裝微通道換熱器產(chǎn)品尺寸為：1855mm×574.9mm×18mm，質(zhì)量約為10kg。被包裝產(chǎn)品尺寸示意圖如圖2所示。

（2）被包裝產(chǎn)品在工業(yè)包裝中采用水平放置方式。

（3）根據(jù)40尺高柜集裝箱門高尺寸2580mm、集裝箱內(nèi)堆碼2層，得到每托工業(yè)包裝的高度小于等于1290mm。

（4）確認(rèn)工業(yè)包裝高度尺寸后，根據(jù)被包裝產(chǎn)品寬度、厚度及層與層間隔板的厚度，得出每箱工業(yè)包裝微通道換熱器數(shù)量為56臺，每層排放2臺，擺放28層，凈重約為560kg。

根據(jù)以上信息，得到如圖3所示微通道換熱器工業(yè)包裝設(shè)計方案。

3.設(shè)計過程

在微通道換熱器工業(yè)包裝的設(shè)計過程中，重點對其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及圍框的材質(zhì)選擇作詳細(xì)說明。

（1）選擇微通道換熱器工業(yè)包裝的包裝材料。單個工業(yè)包裝的凈重約為560kg，毛重約為648kg。本設(shè)計方案中圍框為承重部件，起到主要的支撐作用，故圍框選擇AA型重型瓦楞紙箱。倉儲及運輸過程中需要堆碼2層，根據(jù)瓦楞紙箱的堆碼強度Ps和抗壓強度Pc計算公式：Ps=9.81×G×（Nmax-1） （1）Pc=Ps×K （2）其中，G為單個工業(yè)包裝的毛重；Nmax為最大堆碼層數(shù)，K為安全系數(shù)。

將已知數(shù)據(jù)代入公式（1）計算：Ps=9.81×648×（2-1）=6356.88（N）

考慮實際物流環(huán)境的風(fēng)險狀況及產(chǎn)品的價值，此次設(shè)計中選用的安全系數(shù)K為3，按公式（2）計算得出瓦楞紙箱的空箱抗壓強度Pc，如果實際瓦楞紙箱抗壓強度高于Pc，則滿足運輸堆碼要求。

Pc=6356.88×3=19070.64（N）

對比供應(yīng)商提供的實測AA（美卡440/180/220/180/美卡440）瓦楞紙箱的抗壓強度為25369N，故所選的AA紙箱可滿足工業(yè)包裝在流通中的運輸堆碼要求。

（2）設(shè)計微通道換熱器工業(yè)包裝的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如圖4所示。在實際物流運輸過程中，人工裝卸產(chǎn)生的包裝件跌落、陸運結(jié)合海運產(chǎn)生的沖擊振動等風(fēng)險，使得工業(yè)包裝內(nèi)部需要在合適位置放置緩沖襯板，緩沖襯板需要設(shè)計對應(yīng)的卡槽，保證被包裝產(chǎn)品在包裝內(nèi)部固定不發(fā)生移動，產(chǎn)品與產(chǎn)品之間不發(fā)生任何干涉。圖4中的數(shù)字為整套工業(yè)包裝系統(tǒng)的物料編號，物料清單詳見表1。

（3）核算整套工業(yè)包裝的包裝材料成本及運輸成本。其中，包裝材料成本為913.29元（不含稅），平均到每個產(chǎn)品，包裝材料費用為16.31元，占每個產(chǎn)品銷售價格的2.3%；按照合同，40尺高柜海運，每個集裝箱運輸?shù)矫绹馁M用大約為40000元，一個集裝箱可裝1080個產(chǎn)品，平均到每個產(chǎn)品，運輸費用約為37元，約占每個產(chǎn)品銷售價格的5.3%。

4.設(shè)計驗證

微通道換熱器工業(yè)包裝的設(shè)計驗證分為兩種。一種是在工廠內(nèi)部包裝環(huán)節(jié)進(jìn)行的驗證，如表2所示；另一種是根據(jù)ISTA 3E 2009《相同包裝件集合包裝的一般性能模擬試驗》標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行整套工業(yè)包裝的測試。任何新產(chǎn)品在發(fā)給客戶批量品之前，都需要進(jìn)行第一種驗證，驗證過程中如發(fā)現(xiàn)需要優(yōu)化設(shè)計，會再設(shè)計并重新驗證。第二種測試會在以下情況進(jìn)行：與現(xiàn)有測試過的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不同或尺寸差異大；工業(yè)包裝內(nèi)部擺放結(jié)構(gòu)與已有包裝不同；客戶要求。

上述內(nèi)容詳細(xì)探討了如何對微通道換熱器進(jìn)行工業(yè)包裝設(shè)計。根據(jù)相應(yīng)的成本核算、包裝操作及工廠內(nèi)部試裝后的驗證結(jié)果，最終確定此款產(chǎn)品的工業(yè)包裝可以在儲存運輸過程中達(dá)到保護(hù)產(chǎn)品的目的，滿足包裝材料及運輸成本的控制要求且整個包裝過程操作簡單、方便。