一种基于仿生原理的复合翅片换热器

摘要

本发明公开了一种基于仿生原理的复合翅片换热器，包括若干仿生翼型翅片，仿生翼型翅片包括平流部，平流部一端向板外延伸，且沿板厚方向向外伸展形成伸缩部，伸缩部末端沿板厚方向向内收拢，形成半椭圆形迎风部；仿生翼型翅片上贯通有若干小孔，相邻仿生翼型翅片上的小孔相互交错。本发明仿生翼型翅片厚度沿气流方向逐渐减小，气流通道增宽，减少气流摩擦阻力，能够有效抑制1000HZ以上噪音。另外，通过在仿生翼型翅片上设置交错的小孔，使每个小孔形成一个消音空腔，能够消弱1000HZ以下的噪音，降噪频率范围宽，舒适性好。另外，气流通过小孔时，由于小孔孔径较小，流向小孔的气流速度增加，形成射流换热，提高换热器传热效果。

说明书

技术领域

本发明涉及一种翅片换热器，尤其涉及一种基于仿生原理的复合翅片换热器。

背景技术

随着生活品质的提高，除节能要求外，人们对空调等白色家电的静音性能要求不断提高。室内风机盘管噪音作为空调舒适度的一个重要指标，受到越来越多用户的关注。现有空调产品的翅片式换热器一般仅考虑去换热节能性能要求，对其消音降噪重点主要集中在电机上。实际上，由于风机盘管大多为暗装式，风机盘管内部电机产生噪音主要通过送风口传播到室内，另一方面，新风与翅片换热器的流动噪音也是重要的噪音源。

在中华人民共和国国家知识产权局网站上，查到与本发明相关的专利2项，具体信息如下：

(1)名称：中央空调风机盘管降噪装置

申请号：CN201320726763.5

发明人：史先虎

摘要：中央空调风机盘管降噪装置，它涉及噪音处理技术领域。它包括与风机盘管相通的进风口和出风口，所述进风口和出风口处均安装有折片式消声器，所述折片式消声器内设置有多个“丿”型消声板。本实用新型既不影响空调的出风量，又能降低其噪音。

(2)名称：一种低噪声轴流风机复合仿生翼型叶片

申请号：CN201710455803.X

发明人：张成春；王晶；鲍杨春；张秀梅；岳永丽；任露泉

摘要：一种低噪声轴流风机复合仿生翼型叶片属流体机械叶片设计及流动控制技术领域，本发明提出的复合仿生翼型叶片设计所用的翼型为NACA 6405翼型的修改翼型，由多个仿生单元在空间连接而成，该叶片具有周期性内凹前缘、尖齿结构尾缘和脊状结构表面特征，叶片的压力面和吸力面均为多段曲面构成的空间曲面，两条脊线所在截面的中间部位为一个仿生单元，脊线中间部位的宽度和厚度均比该仿生单元两脊线位置小。本发明对层流边界层或湍流边界层的时空演化过程均可有效的控制，对雷诺数有较低的敏感性，可使轴流风机在全工况下均具有良好的气动性能和声学性能。

从上述专利可以看出，现有的空调产品，其消音降噪存在以下不足：

(1)仅考虑到降低风机噪音，或通过改变风口宏观形状实现消音降噪，缺乏从微观角度考虑翅片换热器静音方案；

(2)消音结构设计比较简单，对如何降低送风口新风与翅片的摩擦噪音缺乏考虑，整体降噪效果有限。

(3)静音与节能是空调的两个核心品质，目前的换热器产品对如何兼顾静音与节能品质，考虑不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于仿生原理的复合翅片换热器，通过优化设计翅片微观结构，同时实现换热器的降噪静音和强化换热。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：一种基于仿生原理的复合翅片换热器，包括若干平行设置的板状翅片，所述翅片为仿生翼型翅片，仿生翼型翅片包括平行设置的平流部，平流部为平板状；平流部一端向板外延伸，且沿板厚方向向外伸展形成伸缩部，伸缩部末端沿板厚方向向内收拢，形成半椭圆形迎风部；

所述仿生翼型翅片上贯通有若干小孔，小孔沿板厚方向设置，相邻仿生翼型翅片上的小孔相互交错。

作为本方案的一种优选，所述伸缩部为等腰梯形。

作为本方案的一种优选，所述仿生翼型翅片侧壁设有矩形网格，所述小孔设置在矩形网格节点位置，且所述小孔位于相邻仿生翼型翅片对应矩形网格的中心位置。

作为本方案的一种优选，所述仿生翼型翅片采用铝、铜金属材料或塑料加工制成。

作为本方案的一种优选，所述迎风部长半轴与短半轴之比为4:1。

作为本方案的一种优选，所述平流部间距为2-5mm。

作为本方案的一种优选，所述小孔孔径为0.2-0.5mm。

本发明的有益效果是：

(1)本发明仿生翼型翅片厚度沿气流方向逐渐减小，气流通道增宽，气流与翅片摩擦力减小，能够有效抑制1000HZ以上的噪音；另外，通过在仿生翼型翅片上设置交错的小孔，使每个小孔形成一个消音空腔，能够消弱1000HZ以下的噪音，降噪频率范围宽，舒适性好。

(2)使用本发明时，气流在压差的影响下从仿生翼型翅片一侧通过小孔流向另一侧时，由于小孔孔径较小，流向小孔的气流速度增加，形成射流换热，提高换热器传热效果，节能环保。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明矩形网格的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示，一种基于仿生原理的复合翅片换热器，包括若干平行设置的板状翅片，所述翅片为仿生翼型翅片10，仿生翼型翅片10包括平行设置的平流部11，平流部11间距为2-5mm；平流部11为平板状，平流部11一端向板外延伸，且沿板厚方向向外伸展形成伸缩部12，伸缩部12末端沿板厚方向向内收拢，形成半椭圆形迎风部13；迎风部13长半轴与短半轴之比为4:1。

所述仿生翼型翅片10上贯通有若干小孔14，小孔14沿板厚方向设置，相邻仿生翼型翅片10上的小孔14相互交错；小孔孔径为0.2-0.5mm。

所述伸缩部12为等腰梯形。

所述仿生翼型翅片10侧壁设有矩形网格15，所述小孔14设置在矩形网格15节点位置，且所述小孔14位于相邻仿生翼型翅片10对应矩形网格15的中心位置。

所述仿生翼型翅片10采用铝、铜金属材料或塑料加工制成。

本发明仿生翼型翅片10厚度沿气流方向逐渐减小，气流通道增宽，可使气体紧贴翅片壁面流动，减少气流与翅片相摩擦的阻力，能够有效抑制产生1000HZ以上噪音。另外，通过在仿生翼型翅片上设置交错的小孔，使每个小孔形成一个消音空腔，能够消弱1000HZ以下的噪音，降噪频率范围宽，舒适性好。

使用本发明时，气流在压差的影响下从仿生翼型翅片一侧通过小孔流向另一侧时，由于小孔孔径较小，流向小孔的气流速度增加，形成射流换热，提高换热器传热效果，节能环保。

所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的范围。