CN114061332A - 换热翅片布局方法及换热器 - Google Patents

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CN114061332A CN202111384448.4A CN202111384448A CN114061332A CN 114061332 A CN114061332 A CN 114061332A CN 202111384448 A CN202111384448 A CN 202111384448A CN 114061332 A CN114061332 A CN 114061332A
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heat
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范振宇
许霖杰
尤勇利
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Zhejiang Yinlun Machinery Co Ltd
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Abstract

一种换热翅片布局方法及换热器，涉及热交换技术领域。该换热翅片布局方法包括设置并分析第一数量参数组的产品结构参数以获得性能数据，对其性能数据进行响应曲面分析，预测并获得第二数量参数组的性能数据；对第二数量参数组进行分析并获取性能等值线图；对性能等值线图分析并选出倾斜度delta范围。该换热器包括换热翅片；换热翅片的长度方向与空气流入换热翅片方向之间的夹角为delta。本发明的目的在于提供一种换热翅片布局方法及换热器，以在一定程度上解决现有技术中存在的流动空气不容易通过百叶窗间距而降低空气在翅片中的流动效率，导致翅片换热效率不能有效提高的技术问题。

Description

换热翅片布局方法及换热器
技术领域
本发明涉及热交换技术领域，具体而言，涉及一种换热翅片布局方法及换热器。
背景技术
紧凑式换热器由于具有占用空间小、质量轻、换热效率高等技术优点，已被广泛应用于汽车、工程机械、空调电器或电子产品等行业所涉及的散热领域。紧凑式换热器的大量翅片组合在一起可以显著扩大换热器的有效换热面积，因此可以大幅提高换热器的换热效率。
百叶窗式换热器是一种典型的紧凑式换热器，其具有换热流道更小、结构更紧凑、换热效率更高等优点，多被用于轿车、高端电子电器等行业的散热设备中。
百叶窗式换热器的多个百叶窗翅片中，若将百叶窗间距微细化而增加百叶窗的窗数，则散热带的传热系数会因百叶窗的入口效应而提高，可提高传热性能。当将百叶窗间距微细化时，虽然传热系数提高，但同时阻力也会显著增加，降低了空气在百叶窗的流通量。单纯的将百叶窗间距微细化，则实际上难以提升传热性能；并且随着百叶窗间距的减小，使得流动的空气不容易通过百叶窗间距，降低了空气在翅片中的流动效率，导致翅片换热效率不能有效提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种换热翅片布局方法及换热器，以在一定程度上解决现有技术中存在的流动空气不容易通过百叶窗间距而降低空气在翅片中的流动效率，导致翅片换热效率不能有效提高的技术问题。
为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
一种换热翅片布局方法，用于换热翅片，该方法包括：
设置第一数量参数组：设置第一数量参数组的产品结构参数，每组参数组的产品结构参数包括峰距Fp、倾斜度Delta、开窗节距Lp和开窗角度La；
分析第一数量参数组：分析第一数量参数组的各组参数组的产品结构参数，获得各组参数组的性能数据；其中，每组参数组的性能数据包括传热系数KA和气侧压降Dp；
预测第二数量参数组的性能数据：对第一数量参数组的各组参数组的性能数据进行响应曲面分析，并依据响应曲面对第二数量参数组进行性能数据预测，获得第二数量参数组的各组参数组的传热系数KA和气侧压降Dp；其中，所述第二数量参数组的组数大于所述第一数量参数组的组数；
获取性能等值线图：对第二数量参数组的各组参数组的传热系数KA和气侧压降Dp进行性能图分析，并获取该性能图对应的性能等值线图；
分析性能等值线图：对性能等值线图进行分析，选出优化区间的传热系数对应的倾斜度delta范围；
其中，所述换热翅片包括多个基板部和多个连接部，相邻两个所述基板部通过所述连接部连接，沿所述换热翅片的宽度方向，多个所述基板部和多个所述连接部形成波纹状的换热翅片；或者，所述换热翅片包括多个用于与基座顶部或散热管固定连接的基板部，多个所述基板部平行设置以形成片状的换热翅片；
沿所述换热翅片的宽度方向，多个所述基板部依次间隔设置；沿所述换热翅片的长度方向，所述基板部设置有依次间隔设置的多个百叶窗板；
当所述换热翅片为波纹状的换热翅片时，在所述换热翅片的宽度方向上，峰距Fp为相邻两倍波峰到波谷的距离；当所述换热翅片为片状的换热翅片时，在所述换热翅片的宽度方向上，峰距Fp为相邻两个所述基板部之间的距离；
倾斜度Delta为所述换热翅片的长度方向与空气流入换热翅片方向之间的夹角；
开窗节距Lp为同一基板部上的相邻两个百叶窗板之间的距离；
开窗角度La为百叶窗板与基板部之间的夹角。
在上述任一技术方案中，可选地，步骤“获取性能等值线图”包括：
第二数量参数组的各组参数组的传热系数KA和气侧压降Dp生成对应的性能图；
在该性能图中设置下边界线，以下边界线的传热系数KA为基准值；该下边界线用于表示不同气侧压降Dp分别对应的最低的传热系数KA；
第二数量参数组的各组参数组的传热系数差值U与对应的产品结构参数展开以形成第二数量参数组对应的性能云图；其中，传热系数差值U为传热系数KA与基准值的差值；
将所述性能云图转换为关于传热系数差值U的性能等值线图。
在上述任一技术方案中，可选地，所述第二数量参数组对应的性能云图包括：
令峰距Fp和开窗角度La为定值时，传热系数差值U与倾斜度Delta、开窗节距Lp的性能云图；
令峰距Fp和开窗节距Lp为定值时，传热系数差值U与倾斜度Delta、开窗角度La的性能云图；
令开窗节距Lp和开窗角度La为定值时，传热系数差值U与倾斜度Delta、峰距Fp的性能云图。
在上述任一技术方案中，可选地，步骤“分析性能等值线图”包括：
对第二数量参数组的性能图进行分析，选出优化区间的传热系数，获得在优化区间内传热系数对应的传热系数差值U；
对性能等值线图进行分析，选出在优化区间内的传热系数差值U对应的倾斜度delta范围。
在上述任一技术方案中，可选地，优化区间内的传热系数差值U对应的倾斜度delta：0＜delta≤30°。
在上述任一技术方案中，可选地，步骤“分析第一数量参数组”中，采用CFD软件分析第一数量参数组的各组参数组的产品结构参数。
在上述任一技术方案中，可选地，所述第二数量参数组的组数至少大于所述第一数量参数组的组数的50倍；
和/或，所述第一数量参数组的产品结构参数变量范围为：峰距Fp为1.6mm-3.2mm，倾斜度Delta为0-45°，开窗节距Lp为0.5mm-1.4mm，开窗角度La为14°-32°。
一种换热器，包括散热管和换热翅片；
所述换热翅片包括多个基板部和多个连接部；沿所述换热翅片的宽度方向，多个所述基板部依次间隔设置，相邻两个所述基板部通过所述连接部连接，且多个所述基板部和多个所述连接部形成波纹状的换热翅片；沿所述换热翅片的长度方向，所述基板部设置有依次间隔设置的多个百叶窗板；
所述换热翅片设置在相邻两个所述散热管之间，且所述连接部与所述散热管固定连接；
所述换热翅片的长度方向与空气流入所述换热翅片方向之间的夹角delta：0＜delta≤30°。
一种换热器，包括换热翅片；所述换热翅片包括多个基板部；沿所述换热翅片的宽度方向，多个所述基板部依次间隔设置；沿所述换热翅片的长度方向，所述基板部设置有依次间隔设置的多个百叶窗板；
所述换热器还包括基座，所述基座的顶部固定连接有多个平行设置的多个所述基板部；或者，所述换热器还包括散热管，所述散热管穿过多个所述基板部并与所述基板部固定连接；或者，所述换热器还包括散热管，所述基板部固定连接在相邻两个所述散热管之间；
所述换热翅片的长度方向与空气流入所述换热翅片方向之间的夹角delta：0＜delta≤30°。
在上述任一技术方案中，可选地，每个所述基板部包括中间隔板、多个上游百叶窗板和多个下游百叶窗板；多个所述上游百叶窗板和多个所述下游百叶窗板形成多个所述百叶窗板；所述上游百叶窗板的偏转方向与所述下游百叶窗板的偏转方向关于所述中间隔板对称设置，或者，所述上游百叶窗板的偏转方向与所述下游百叶窗板的偏转方向关于所述中间隔板不对称设置；
或者，每个所述基板部包括沿单一方向偏转的多个所述百叶窗板；
或者，所述换热翅片通过滚压或者冲压形成。
本发明的有益效果主要在于：
本发明提供的换热翅片布局方法，可获得优化区间的传热系数对应的倾斜度delta范围，也即获得换热翅片的长度方向与空气流入换热翅片方向之间的夹角范围；通过将换热翅片设置在该倾斜度delta范围内，可有效提高空气流经百叶窗板间距的流动效率，可使空气更容易在百叶窗板间距通过，在相同的阻力目标下，可有效提高换热性能。
本发明提供的换热器，通过令换热翅片的长度方向与空气流入换热翅片方向之间的夹角delta：0＜delta≤30°，可有效提高空气流经百叶窗板间距的流动效率，可使空气更容易在百叶窗板间距通过，在相同的阻力目标下，可有效提高换热性能。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1-1为本发明实施例提供的换热器的结构示意图；
图1-2为本发明实施例提供的换热器的另一视角结构示意图；
图2为本发明实施例提供的换热翅片的剖视图；
图3-1为本发明实施例提供的换热翅片的第一视角结构示意图；
图3-2为图3-1所示的换热翅片的B区放大图；
图4为本发明实施例提供的换热翅片的第二视角结构示意图；
图5-1为本发明实施例提供的换热器的第一变形例的结构简图；
图5-2为图5-1所示的换热器的左视图；
图5-3为图5-2所示的换热器的俯视图；
图6-1为本发明实施例提供的换热器的第二变形例的结构简图；
图6-2为图6-1所示的换热器的左视图；
图6-3为图6-2所示的换热器的俯视图；
图7-1为现有的换热翅片的截面流线图；
图7-2为本发明实施例提供的换热翅片的截面流线图；
图7-3为换热翅片的流动效率示意图；
图8为本发明实施例提供的换热翅片的性能图；
图9-1为本发明实施例提供的换热翅片的U与Delta、Lp的性能云图；
图9-2为本发明实施例提供的换热翅片的U与Delta、Lp的性能等值线图；
图10-1为本发明实施例提供的换热翅片的U与Delta、La的性能云图；
图10-2为本发明实施例提供的换热翅片的U与Delta、La的性能等值线图；
图11-1为本发明实施例提供的换热翅片的U与Delta、Fp的性能云图；
图11-2为本发明实施例提供的换热翅片的U与Delta、Fp的性能等值线图；
图12为本发明实施例提供的换热翅片布局方法的流程图。
图标：100-换热翅片；110-基板部；111-中间隔板；120-连接部；130-百叶窗板；131-上游百叶窗板；132-下游百叶窗板；200-散热管；300-基座。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以采用各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例
本实施例提供一种换热翅片布局方法及换热器；请参照图1-1至图12，图1-1和图1-2为本实施例提供的换热器的两个视角的立体结构示意图；图2为本实施例提供的换热翅片的剖视图，具体为平行于长度与宽度方向所在的平面上的局部截面图，图中所示的基板部110上的齿状物为百叶窗板130。图3-1为本实施例提供的换热翅片的结构示意图，具体为从长度方向观看的换热翅片的正视图，图3-2为图3-1所示的换热翅片的B区放大图；图4为本实施例提供的换热翅片的结构示意图，相当于为图1-1所示的A-A方向的单一基板部110的剖切图。图5-1为本实施例提供的换热器的第一变形例的结构简图，图5-2为图5-1所示的换热器的左视图，图5-3为图5-2所示的换热器的俯视图；图6-1为本实施例提供的换热器的第二变形例的结构简图，图6-2为图6-1所示的换热器的左视图，图6-3为图6-2所示的换热器的俯视图。
图7-1为现有的换热翅片的截面流线仿真图；图7-2为本实施例提供的换热翅片的截面流线仿真图；图7-3为换热翅片的流动效率示意图；图8为本实施例提供的换热翅片的性能图；图9-1为本实施例提供的换热翅片的U与Delta、Lp的性能云图；图9-2为本实施例提供的换热翅片的U与Delta、Lp的性能等值线图；图10-1为本实施例提供的换热翅片的U与Delta、La的性能云图；图10-2为本实施例提供的换热翅片的U与Delta、La的性能等值线图；图11-1为本实施例提供的换热翅片的U与Delta、Fp的性能云图；图11-2为本实施例提供的换热翅片的U与Delta、Fp的性能等值线图。图12为本实施例提供的换热翅片布局方法的流程图。
本实施例提供的换热器，可用于传统汽车、新能源汽车、工程机械、空调电器或电子产品等行业，或者其他行业；本实施例提供的换热翅片布局方法，可用于传统汽车、新能源汽车、工程机械、空调电器或电子产品等行业的换热器的翅片，或者其他换热器的翅片。例如换热翅片用于IT领域的芯片级和PCB板级冷却用翅片,又如换热翅片用于新能源汽车的散热翅片。
参见图1-1至图6-3所示，本实施例提供的换热器包括换热翅片100，换热翅片100可以为波纹状的换热翅片或者片状的换热翅片，或者其他形状换热翅片。
参见图1-1和图1-2所示，换热翅片100为波纹状的换热翅片；本实施例所述的换热器还包括散热管200。
换热翅片100包括多个基板部110和多个连接部120；沿换热翅片100的宽度方向，多个基板部110依次间隔设置，相邻两个基板部110通过连接部120连接，且多个基板部110和多个连接部120形成波纹状的换热翅片100；沿换热翅片100的长度方向，基板部110设置有依次间隔设置的多个百叶窗板130。连接部120的位置分为位于波峰位置的连接部120和位于波谷位置的连接部120；换热翅片100的峰距Fp为在换热翅片100的宽度方向上相邻两倍波峰到波谷的距离，也即在换热翅片100的宽度方向上，峰距Fp为相邻的位于波峰位置的连接部120与位于波谷位置的连接部120之间距离的两倍。
换热翅片100设置在相邻两个散热管200之间；换热翅片100内流动有第一流动介质，散热管200内设置有与第一流动介质进行换热的第二流动介质。例如，换热翅片100内流动的第一流动介质为空气，通过空气给散热管200内的第二流动介质降温。
连接部120与散热管200固定连接；也即在相邻两个散热管200之间，处于波峰的连接部120与顶部的散热管200固定连接，处于波谷的连接部120与底部的散热管200固定连接。
换热翅片100的长度方向与空气流入换热翅片方向之间呈小角度倾斜。可选地，换热翅片100的长度方向与空气流入换热翅片方向之间的夹角delta：0＜delta≤30°。例如delta为5°、15°、20°、28°或30°等，或者其他角度。
本实施例中，波纹状的换热翅片或者片状的换热翅片或者其他形状换热翅片，其换热翅片100的长度方向是相对于宽度方向而言，并非绝对的长度与宽度；可选地，基板部110的长度方向与换热翅片100的长度方向一致，基板部110的高度方向与换热翅片100的高度方向一致。
本实施例中，空气流入换热翅片方向，为换热器内空气流入换热翅片时空气的流动方向。
参见图5-1至图5-3所示，换热翅片100为片状的换热翅片；本实施例所述的换热器还包括散热管200。
换热翅片100包括多个基板部110；沿换热翅片100的宽度方向，多个基板部110依次间隔设置；沿换热翅片100的长度方向，基板部110设置有依次间隔设置的多个百叶窗板130。换热翅片100的峰距Fp为相邻两个基板部110之间的距离，也即峰距Fp为在换热翅片100的宽度方向上相邻两个基板部110之间的距离。可选地，多个基板部110平行设置。
散热管200穿过多个基板部110并与基板部110固定连接，如图5-1所示；或者，基板部110固定连接在相邻两个散热管200之间。换热翅片100内流动有第一流动介质，散热管200内设置有与第一流动介质进行换热的第二流动介质。例如，换热翅片100内流动的第一流动介质为空气，通过空气给散热管200内的第二流动介质降温。
换热翅片100的长度方向与空气流入换热翅片方向之间呈小角度倾斜。可选地，换热翅片100的长度方向与空气流入换热翅片方向之间的夹角delta：0＜delta≤30°。例如delta为5°、15°、20°、28°或30°等，或者其他角度。
参见图6-1至图6-3所示，换热翅片100为片状的换热翅片；本实施例所述的换热器还包括基座300。
换热翅片100包括多个基板部110；沿换热翅片100的宽度方向，多个基板部110依次间隔设置；沿换热翅片100的长度方向，基板部110设置有依次间隔设置的多个百叶窗板130。换热翅片100的峰距Fp为相邻两个基板部110之间的距离，也即峰距Fp为在换热翅片100的宽度方向上相邻两个基板部110之间的距离。
基座300的顶部固定连接有多个平行设置的多个基板部110。换热翅片100之间流动有第一流动介质，第二介质的热量通过基座300传递给换热翅片100并与第一流动介质进行热交换。例如，换热翅片100之间流动的第一流动介质为空气，基座300用于给芯片降温。
换热翅片100的长度方向与空气流入换热翅片方向之间呈小角度倾斜。可选地，换热翅片100的长度方向与空气流入换热翅片方向之间的夹角delta：0＜delta≤30°。例如delta为5°、15°、20°、28°或30°等，或者其他角度。
现有的百叶窗式换热器，其百叶窗间距微细化而增加百叶窗的窗数，相当于本实施例中所述换热翅片100通过减小同一基板部110上的相邻两个百叶窗板130之间的距离，而令同一基板部110上的百叶窗板130的数量增加。采用微细化百叶窗板130间距而增加百叶窗板130的数量，虽然利用前缘效应可以提高传热系数，但同时阻力也会显著增加，降低了空气在百叶窗板130的流通量。因此，单纯的将百叶窗板130间距微细化，则实际上难以提升传热性能；并且随着百叶窗板130间距的减小，使得流动的空气不容易通过百叶窗板130间距，降低了空气在换热翅片100中的流动效率，导致换热翅片100的换热效率不能有效提高。
本实施例中所述换热器，通过令换热翅片100的长度方向与空气流入换热翅片方向之间的夹角delta：0＜delta≤30°，可有效提高空气流经百叶窗板130间距的流动效率，可使空气更容易在百叶窗板130间距通过，在相同的阻力目标下，可有效提高换热性能。
本实施例中所述换热器，通过令换热翅片100的长度方向与空气流入换热翅片方向之间具有夹角delta，有利于排出换热翅片100表面的冷凝水。例如，换热翅片100用于蒸发器或者热泵换热器时，换热翅片100的表面会产生冷凝水，通过令换热翅片100的长度方向与空气流入换热翅片方向之间具有夹角delta，由于冷凝水自身的重力作用，更容易排出冷凝水，进而可有效排出换热翅片100表面的冷凝水。
图7-1所示为现有的换热翅片的截面流线仿真图，图7-2为本实施例提供的换热翅片的截面流线仿真图；从图中可以看出，与现有的换热翅片相比，本实施例提供的换热翅片的空气流动更加均匀，空气可较容易的在百叶窗板130间距通过。
图7-3为换热翅片的流动效率示意图；流动效率η：η＝N/D；其中N是空气实际流过换热翅片的垂直距离，D是空气理想流过换热翅片的垂直距离。例如，通过CFD软件分析计算，本实施例换热翅片的流动效率比现有换热翅片的流动效率高10％-15％。
其中，CFD的英语全称Computational Fluid Dynamics，中文名为计算流体动力学；CFD软件通常指商业化的CFD程序，具有良好的人机交互界面。
参见图1-1至图6-3所示，本实施例的可选方案中，每个基板部110包括中间隔板111、多个上游百叶窗板131和多个下游百叶窗板132；多个上游百叶窗板131和多个下游百叶窗板132形成多个百叶窗板130。
可选地，上游百叶窗板131的偏转方向与下游百叶窗板132的偏转方向关于中间隔板111对称设置，或者，上游百叶窗板131的偏转方向与下游百叶窗板132的偏转方向关于中间隔板111不对称设置。如图4所示，上游百叶窗板131的偏转方向与下游百叶窗板132的偏转方向关于中间隔板111对称设置。
可选地，每个基板部110包括沿单一方向偏转的多个百叶窗板130。例如，单一基板部110的所有百叶窗板130均朝一个方向偏转。图2所示的多个基板部110的局部剖视图中，基板部110上的百叶窗板130均朝同一方向偏转。
本实施例的可选方案中，换热翅片100通过滚压或者冲压形成。滚压或者冲压形成换热翅片100，可降低换热翅片100的加工成本。
参见图12所示，本实施例还提供一种的换热翅片布局方法，适用于上述任一实施例所述的换热器，该方法包括：
S100、设置第一数量参数组：设置第一数量参数组的产品结构参数，每组参数组的产品结构参数包括峰距Fp、倾斜度Delta、开窗节距Lp和开窗角度La；可选地，采用CFD软件分析第一数量参数组的各组参数组的产品结构参数，具体为采用CFD软件分析第一数量参数组的各组参数组的峰距Fp、倾斜度Delta、开窗节距Lp和开窗角度La四个变量，以获得各组参数组的性能数据。
S200、分析第一数量参数组：分析第一数量参数组的各组参数组的产品结构参数，获得各组参数组的性能数据；其中，每组参数组的性能数据包括传热系数KA和气侧压降Dp；具体而言，分析第一数量参数组的各组参数组的峰距Fp、倾斜度Delta、开窗节距Lp和开窗角度La四个变量，获得各组参数组的传热系数KA和气侧压降Dp。
S300、预测第二数量参数组的性能数据：对第一数量参数组的各组参数组的性能数据进行响应曲面分析，并依据响应曲面对第二数量参数组进行性能数据预测，获得第二数量参数组的各组参数组的传热系数KA和气侧压降Dp；其中，第二数量参数组的组数大于第一数量参数组的组数；具体而言，对第一数量参数组的各组参数组的传热系数KA和气侧压降Dp进行响应曲面分析，并依据响应曲面对第二数量参数组进行传热系数KA和气侧压降Dp预测，获得第二数量参数组的各组参数组的传热系数KA和气侧压降Dp。
S400、获取性能等值线图：对第二数量参数组的各组参数组的传热系数KA和气侧压降Dp进行性能图分析，并获取该性能图对应的性能等值线图。
S500、分析性能等值线图：对性能等值线图进行分析，选出优化区间的传热系数对应的倾斜度delta范围；优化区间的传热系数，其传热系数较高，可满足对传热系数的要求。
其中，当换热翅片100为波纹状的换热翅片时，在换热翅片100的宽度方向上，峰距Fp为相邻两倍波峰到波谷的距离；也即在换热翅片100的宽度方向上，峰距Fp为相邻的位于波峰位置的连接部120与位于波谷位置的连接部120之间距离的两倍，如图3-2所示。
当换热翅片100为片状的换热翅片时，在换热翅片100的宽度方向上，峰距Fp为相邻两个基板部110之间的距离。
倾斜度Delta为换热翅片100的长度方向与空气流入换热翅片方向之间的夹角；如图2所示，图中多个平行箭头的方向表示空气流入换热翅片方向，虚线是与换热翅片100的长度方向平行的线。
开窗节距Lp为同一基板部110上的相邻两个百叶窗板130之间的距离；如图4所示。
开窗角度La为百叶窗板130与基板部110之间的夹角；如图4所示。
本实施例所述的换热翅片布局方法，可获得优化区间的传热系数对应的倾斜度delta范围，也即获得换热翅片100的长度方向与空气流入换热翅片方向之间的夹角范围；通过将换热翅片100设置在该倾斜度delta范围内，可有效提高空气流经百叶窗板130间距的流动效率，可使空气更容易在百叶窗板130间距通过，在相同的阻力目标下，可有效提高换热性能。
参见图8所示，本实施例的可选方案中，步骤S400“获取性能等值线图”包括：
第二数量参数组的各组参数组的传热系数KA和气侧压降Dp生成对应的性能图。
在该性能图中设置下边界线，以下边界线的传热系数KA为基准值；该下边界线用于表示不同气侧压降Dp分别对应的最低的传热系数KA。
第二数量参数组的各组参数组的传热系数差值U与对应的产品结构参数展开以形成第二数量参数组对应的性能云图，如图9-1、10-1和11-1所示。其中，传热系数差值U为传热系数KA与基准值的差值，也就是说传热系数差值U为传热系数KA与传热系数KA所在气侧压降Dp对应的最低传热系数KA的差值。
将性能云图转换为关于传热系数差值U的性能等值线图，如图9-1至11-2所示。
本实施例的可选方案中，第二数量参数组对应的性能云图包括：
令峰距Fp和开窗角度La为定值时，传热系数差值U与倾斜度Delta、开窗节距Lp的性能云图，如图9-1所示。图9-2所示的性能等值线图为图9-1所示的性能云图转换而成。
令峰距Fp和开窗节距Lp为定值时，传热系数差值U与倾斜度Delta、开窗角度La的性能云图，如图10-1所示。图10-2所示的性能等值线图为图10-1所示的性能云图转换而成。
令开窗节距Lp和开窗角度La为定值时，传热系数差值U与倾斜度Delta、峰距Fp的性能云图，如图11-1所示。图11-2所示的性能等值线图为图11-1所示的性能云图转换而成。
本实施例的可选方案中，传热系数差值U展开以形成各组参数组(Fp、Lp、La及delta)对应的性能云图，从中可以选出Delta范围。具体而言，步骤S500“分析性能等值线图”包括：
对第二数量参数组的性能图进行分析，选出优化区间的传热系数，获得在优化区间内传热系数对应的传热系数差值U。
对性能等值线图进行分析，选出在优化区间内的传热系数差值U对应的倾斜度delta范围。
例如图8中，“距离2000”的虚线为传热系数差值U＝2000W/℃，在图9-2、图10-2和图11-2所示的三个性能等值线图中，传热系数差值U＝2000W/℃对应的倾斜度delta约在(30°-40°)之间；传热系数差值U≥2000W/℃对应的倾斜度delta约在0至(30°-40°)之间。
本实施例的可选方案中，优化区间内的传热系数差值U对应的倾斜度delta：0＜delta≤30°。例如delta为5°、15°、20°、28°或30°等，或者其他角度。倾斜度delta处于该范围内时，其换热性能较高。
本实施例的可选方案中，第二数量参数组的组数至少大于第一数量参数组的组数的50倍；例如，第二数量参数组的组数大于第一数量参数组的组数倍数为50倍、60倍、66倍或72倍，或者其他倍数。
本实施例的可选方案中，第一数量参数组的产品结构参数变量范围为：峰距Fp为1.6mm-3.2mm，倾斜度Delta为0-45°，开窗节距Lp为0.5mm-1.4mm，开窗角度La为14°-32°。如表1所示，表1中第一数量参数组的组数为31组，通过31组的峰距Fp、倾斜度Delta、开窗节距Lp和开窗角度La四个变量，以获得各组参数组的传热系数KA和气侧压降Dp，对这31组的各组参数组的传热系数KA和气侧压降Dp进行响应曲面分析，并依据响应曲面对2000组进行性能数据预测，获得2000组的各组参数组的传热系数KA和气侧压降Dp。
本领域技术人员可以理解的是，第一数量参数组的产品结构参数还可以采用其他范围。
表1第一数量参数组的产品结构参数
Figure BDA0003362407260000161
Figure BDA0003362407260000171
Figure BDA0003362407260000181
现有技术中，提高换热翅片的换热效率，一般采用调节换热翅片的峰距或开窗间距、角度及长度等，但在提高换热能力的同时流动阻力也会增加过多，导致翅片换热效率不能有效提高。本实施例提供的换热翅片布局方法及换热器，采用换热翅片100倾斜于来风方向布置，并根据不同的峰距Fp、开窗节距Lp和开窗角度La进行匹配优化，使换热翅片具有低阻力、高换热性能等优点。
本实施例提供的换热器，可采用上述的换热翅片布局方法，上述所公开的换热翅片布局方法的技术特征也适用于该换热器，上述已公开的换热翅片布局方法的技术特征不再重复描述。
本实施例提供的换热翅片布局方法，适用于上述的换热器，上述所公开的换热器的技术特征也适用于该换热翅片布局方法，上述已公开的换热器的技术特征不再重复描述。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种换热翅片布局方法，用于换热翅片，其特征在于，该方法包括：
设置第一数量参数组：设置第一数量参数组的产品结构参数，每组参数组的产品结构参数包括峰距Fp、倾斜度Delta、开窗节距Lp和开窗角度La；
分析第一数量参数组：分析第一数量参数组的各组参数组的产品结构参数，获得各组参数组的性能数据；其中，每组参数组的性能数据包括传热系数KA和气侧压降Dp；
预测第二数量参数组的性能数据：对第一数量参数组的各组参数组的性能数据进行响应曲面分析，并依据响应曲面对第二数量参数组进行性能数据预测，获得第二数量参数组的各组参数组的传热系数KA和气侧压降Dp；其中，所述第二数量参数组的组数大于所述第一数量参数组的组数；
获取性能等值线图：对第二数量参数组的各组参数组的传热系数KA和气侧压降Dp进行性能图分析，并获取该性能图对应的性能等值线图；
分析性能等值线图：对性能等值线图进行分析，选出优化区间的传热系数对应的倾斜度delta范围；
其中，所述换热翅片包括多个基板部和多个连接部，相邻两个所述基板部通过所述连接部连接，沿所述换热翅片的宽度方向，多个所述基板部和多个所述连接部形成波纹状的换热翅片；或者，所述换热翅片包括多个用于与基座顶部或散热管固定连接的基板部，多个所述基板部平行设置以形成片状的换热翅片；
沿所述换热翅片的宽度方向，多个所述基板部依次间隔设置；沿所述换热翅片的长度方向，所述基板部设置有依次间隔设置的多个百叶窗板；
当所述换热翅片为波纹状的换热翅片时，在所述换热翅片的宽度方向上，峰距Fp为相邻两倍波峰到波谷的距离；当所述换热翅片为片状的换热翅片时，在所述换热翅片的宽度方向上，峰距Fp为相邻两个所述基板部之间的距离；
倾斜度Delta为所述换热翅片的长度方向与空气流入所述换热翅片方向之间的夹角；
开窗节距Lp为同一基板部上的相邻两个百叶窗板之间的距离；
开窗角度La为百叶窗板与基板部之间的夹角。
2.根据权利要求1所述的换热翅片布局方法，其特征在于，步骤“获取性能等值线图”包括：
第二数量参数组的各组参数组的传热系数KA和气侧压降Dp生成对应的性能图；
在该性能图中设置下边界线，以下边界线的传热系数KA为基准值；该下边界线用于表示不同气侧压降Dp分别对应的最低的传热系数KA；
第二数量参数组的各组参数组的传热系数差值U与对应的产品结构参数展开以形成第二数量参数组对应的性能云图；其中，传热系数差值U为传热系数KA与基准值的差值；
将所述性能云图转换为关于传热系数差值U的性能等值线图。
3.根据权利要求2所述的换热翅片布局方法，其特征在于，所述第二数量参数组对应的性能云图包括：
令峰距Fp和开窗角度La为定值时，传热系数差值U与倾斜度Delta、开窗节距Lp的性能云图；
令峰距Fp和开窗节距Lp为定值时，传热系数差值U与倾斜度Delta、开窗角度La的性能云图；
令开窗节距Lp和开窗角度La为定值时，传热系数差值U与倾斜度Delta、峰距Fp的性能云图。
4.根据权利要求2所述的换热翅片布局方法，其特征在于，步骤“分析性能等值线图”包括：
对第二数量参数组的性能图进行分析，选出优化区间的传热系数，获得在优化区间内传热系数对应的传热系数差值U；
对性能等值线图进行分析，选出在优化区间内的传热系数差值U对应的倾斜度delta范围。
5.根据权利要求4所述的换热翅片布局方法，其特征在于，优化区间内的传热系数差值U对应的倾斜度delta：0＜delta≤30°。
6.根据权利要求1-5任一项所述的换热翅片布局方法，其特征在于，步骤“分析第一数量参数组”中，采用CFD软件分析第一数量参数组的各组参数组的产品结构参数。
7.根据权利要求1-5任一项所述的换热翅片布局方法，其特征在于，所述第二数量参数组的组数至少大于所述第一数量参数组的组数的50倍；
和/或，所述第一数量参数组的产品结构参数变量范围为：峰距Fp为1.6mm-3.2mm，倾斜度Delta为0-45°，开窗节距Lp为0.5mm-1.4mm，开窗角度La为14°-32°。
8.一种换热器，其特征在于，包括散热管和换热翅片；
所述换热翅片包括多个基板部和多个连接部；沿所述换热翅片的宽度方向，多个所述基板部依次间隔设置，相邻两个所述基板部通过所述连接部连接，且多个所述基板部和多个所述连接部形成波纹状的换热翅片；沿所述换热翅片的长度方向，所述基板部设置有依次间隔设置的多个百叶窗板；
所述换热翅片设置在相邻两个所述散热管之间，且所述连接部与所述散热管固定连接；
所述换热翅片的长度方向与空气流入所述换热翅片方向之间的夹角delta：0＜delta≤30°。
9.一种换热器，其特征在于，包括换热翅片；所述换热翅片包括多个基板部；沿所述换热翅片的宽度方向，多个所述基板部依次间隔设置；沿所述换热翅片的长度方向，所述基板部设置有依次间隔设置的多个百叶窗板；
所述换热器还包括基座，所述基座的顶部固定连接有多个平行设置的多个所述基板部；或者，所述换热器还包括散热管，所述散热管穿过多个所述基板部并与所述基板部固定连接；或者，所述换热器还包括散热管，所述基板部固定连接在相邻两个所述散热管之间；
所述换热翅片的长度方向与空气流入所述换热翅片方向之间的夹角delta：0＜delta≤30°。
10.根据权利要求8或9所述的换热器，其特征在于，每个所述基板部包括中间隔板、多个上游百叶窗板和多个下游百叶窗板；多个所述上游百叶窗板和多个所述下游百叶窗板形成多个所述百叶窗板；所述上游百叶窗板的偏转方向与所述下游百叶窗板的偏转方向关于所述中间隔板对称设置，或者，所述上游百叶窗板的偏转方向与所述下游百叶窗板的偏转方向关于所述中间隔板不对称设置；
或者，每个所述基板部包括沿单一方向偏转的多个所述百叶窗板；
或者，所述换热翅片通过滚压或者冲压形成。
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