微通道換熱器工業包裝設計一例

許佳佳

近年來，隨著銅價的一路攀升，制冷系統的制造成本問題受到相關行業的普遍關注。而鋁作為銅的替代品之一，價格相對穩定、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成本，提高產品的市場競爭力。另外，設計合理有效的包裝也可以為微通道換熱器節約一部分成本。本文中，筆者就如何設計微通道換熱器的工業包裝進行詳細介紹，供業界參考。

微通道換熱器產品簡介

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品，結構示意圖如圖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%，有利于環保和成本節約；傳熱系數高，熱交換能力比管翅式換熱器提高30%以上。其因集現代、環保為一體，而被廣泛應用于空調系統、冷凍冷藏、運輸制冷及其他風冷應用場合。

微通道換熱器工業包裝設計案例

1.設計要求

（1）在產品流通過程中具備保護產品、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）生產環節操作簡單、方便。

2.設計方案

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

（2）被包裝產品在工業包裝中采用水平放置方式。

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

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

根據以上信息，得到如圖3所示微通道換熱器工業包裝設計方案。

3.設計過程

在微通道換熱器工業包裝的設計過程中，重點對其內部結構及圍框的材質選擇作詳細說明。

（1）選擇微通道換熱器工業包裝的包裝材料。單個工業包裝的凈重約為560kg，毛重約為648kg。本設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為單個工業包裝的毛重；Nmax為最大堆碼層數，K為安全系數。

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

考慮實際物流環境的風險狀況及產品的價值，此次設計中選用的安全系數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紙箱可滿足工業包裝在流通中的運輸堆碼要求。

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

（3）核算整套工業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），平均到每個產品，包裝材料費用為16.31元，占每個產品銷售價格的2.3%；按照合同，40尺高柜海運，每個集裝箱運輸到美國的費用大約為40000元，一個集裝箱可裝1080個產品，平均到每個產品，運輸費用約為37元，約占每個產品銷售價格的5.3%。

4.設計驗證

微通道換熱器工業包裝的設計驗證分為兩種。一種是在工廠內部包裝環節進行的驗證，如表2所示；另一種是根據ISTA 3E 2009《相同包裝件集合包裝的一般性能模擬試驗》標準，進行整套工業包裝的測試。任何新產品在發給客戶批量品之前，都需要進行第一種驗證，驗證過程中如發現需要優化設計，會再設計并重新驗證。第二種測試會在以下情況進行：與現有測試過的產品結構不同或尺寸差異大；工業包裝內部擺放結構與已有包裝不同；客戶要求。

上述內容詳細探討了如何對微通道換熱器進行工業包裝設計。根據相應的成本核算、包裝操作及工廠內部試裝后的驗證結果，最終確定此款產品的工業包裝可以在儲存運輸過程中達到保護產品的目的，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。