风管式空调装置的制作方法

1.本发明涉及空调技术领域，具体涉及一种风管式空调装置。


背景技术：

2.风管式空调装置(简称风管机)是空调室内机的一种，因为其安装方式隐蔽，易于实现家装的美观性而占据了家用空调市场的一席之地。
3.风管式空调装置通常包括壳体、设置于壳体内的换热器以及风机组件。当风管式空调装置运行时，风机组件旋转产生的气流进入壳体，并在流经换热器的过程中与换热器进行热交换，最后从壳体流出，进而实现对安装区域的温度调节。
4.如何在确保风管式空调装置的换热性能的基础上，使得风管式空调装置的整机尺寸小型化，是业界持续关注的问题。


技术实现要素：

5.本发明提供一种风管式空调装置，以解决如何实现风管式空调装置的换热性能和整机尺寸两方面相互平衡的技术问题。
6.为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种风管式空调装置，包括壳体、换热翅片以及风机组件。壳体用于形成一容置腔。换热翅片设置于容置腔内。风机组件包括蜗壳以及设置于蜗壳内的风机，风机与换热翅片沿第一方向间隔设置。蜗壳包括第一扩压板和第二扩压板，第一扩压板和第二扩压板沿垂直于第一方向且平行于换热翅片的主表面的第二方向间隔设置，以导引风机所产生的气流经蜗壳的出风口流入容置腔。在由换热翅片的主表面所在平面形成的参考截面上，风管式空调装置满足以下公式：l2＝ξ
×
(l1+l3
×
tgθ)。其中,θ为第一扩压板和第二扩压板之间的夹角，tg为正切三角函数，l1为蜗壳的出风口沿第二方向的高度，l2为换热翅片沿第二方向的高度，l3为换热翅片靠近出风口的端部与出风口沿第一方向的距离，ξ为1.3-1.6的预设系数。
7.通过上述方式，利用第一扩压板和第二扩压板之间的夹角在蜗壳的出风口沿第二方向的高度、换热翅片沿第二方向的高度以及换热翅片靠近出风口的端部与出风口沿第一方向的距离三者之间建立关联，能够在确保风管式空调装置的换热性能的基础上，使得风管式空调装置的整机尺寸小型化。
附图说明
8.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图，其中：
9.图1是根据本发明一实施例的风管式空调装置的截面示意图；
10.图2是根据本发明一实施例的换热翅片的侧视图；
11.图3a和3b是采用本发明一实施例的扩压板设置方式的风管式空调装置的流速分布图和对比例的流速分布对比图；
12.图4a和4b是采用本发明一实施例的换热翅片的风管式空调装置的流速分布图和对比例的流速分布对比图；
13.图5是根据本发明另一实施例的换热翅片的侧视图。
具体实施方式
14.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，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。
15.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其他实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其他实施例相结合。
16.请参阅图1和图2，图1是本技术一实施例中的风管式空调装置的截面示意图，图2是根据本发明一实施例的换热翅片的侧视图。如图1所示，本实施例的风管式空调装置主要包括壳体10、风机组件20以及换热器30。壳体10形成一容置腔11，换热器30设置于容置腔11内。在本实施例中，换热器30包括彼此间隔设置的多个换热翅片31以及穿设于换热翅片31上的换热管32。由于图1所示的截面为由换热翅片31的主表面所在平面形成的参考截面，因此在图1中仅显示一个换热翅片31，其余的换热翅片31沿图1所在纸面的垂直方向与图1所示的换热翅片31间隔排列。换热翅片31一般由片材冲压成型，换热翅片31的主表面为沿换热翅片31的厚度方向彼此间隔设置且表面积最大的两侧表面。
17.风机组件20包括蜗壳21以及设置于蜗壳21内的风机22，风机20产生的气流在蜗壳21的作用下经蜗壳21的出风口211流入容置腔11，并吹扫于换热器30上。换热管32中流动的换热介质通过换热管32和换热翅片31与流经换热器30的气流进行换热，进而根据需要对流经换热器30的气流进行冷却或加热。经换热器30换热后的气流进一步经壳体10的出风口101流出。
18.本技术进一步在上文描述的风管式空调装置的整体结构的基础上进行以下几方面的优化：
19.1.蜗壳出风角
20.在本实施例中，风机22与换热翅片31沿方向d1间隔设置。蜗壳21包括第一扩压板212和第二扩压板213，第一扩压板212和第二扩压板213沿方向d2间隔设置。方向d2垂直于方向d1且平行于换热翅片31的主表面。进一步，在从风机22到换热翅片31的方向上，第一扩压板212向朝向第二扩压板213的方向倾斜，第二扩压板213向背离第一扩压板212的方向倾斜。
21.值得注意的是，在本技术的风管式空调装置的正常安装及使用状态下，方向d1一般为水平方向，方向d2一般为竖直方向(即，重力方向)，且第一扩压板212位于第二扩压板213的上侧。本技术中所提到的“上”、“下”、“前”、“后”等相对位置关系亦是风管式空调装置
在正常安装及使用状态下的相对位置关系。
22.第一扩压板212和第二扩压板213的作用是导引风机22所产生的气流经蜗壳21的出风口211流入容置腔11，并通过第一扩压板212和第二扩压板213之间的流动通道的形状变化将气流的速度能转换成压力能，进而增加出风口211处的气流压力。因此，第一扩压板212和第二扩压板213的角度参数直接影响到流经换热翅片31的气流的流速分布的均匀性。
23.因此，在本实施例中，为了获得更好的流速分布均匀性，在由换热翅片31的主表面所在平面形成的参考截面上，将第一扩压板212与方向d1之间的夹角β1设置为6-9度，将第二扩压板213与方向d1之间的夹角β2设置为20-24度。在一具体实施例方式中，夹角β1设置为6-8度，β2设置为21-23度。值得注意的是，除特殊说明，本技术中所提到的数值范围均包括端值。
24.进一步参阅图3a和3b所示的本实施例的流速分布图和对比例的流速分布图。图3a和图3b分别是第一扩压板212和第二扩压板213与方向d1之间的夹角β1、β2采用不同设置方式时，风机22产生的气流流经图1所示的同一种换热器30后的流速分布图。其中，图中的y轴表示风速，x轴表示换热翅片31的背风侧轮廓线(图2中的第一侧轮廓线311)上从中部区域到端部区域的不同采样点，不同线条表示沿换热翅片31的间隔方向从换热器30的一端到另一端的不同采样点。
25.进一步，图3a采用本实施例的角度设置方式，具体夹角β1为7度，夹角β2为22度。图3b采用其他角度设置方式，具体夹角β1为5度，夹角β2为19度。从图3a和图3b的对比结果可以发现，图3b的流经换热翅片31的风速在从中部区域到端部区域过渡的过程中，风速变化的差异明显大于图3a，因此本实施例的角度设置方式的气流的流速均匀性明显高于其他角度设置方式。
26.值得注意的是，当第一扩压板212或第二扩压板213为平板或主体部分为平板时，其与方向d1的夹角β1、β2为第一扩压板212或第二扩压板213的平板部分在上述参考截面上形成的直线段的延长线与方向d1之间的夹角。当第一扩压板212或第二扩压板213为弧形板或主体部分为弧形板时，其与方向d1的夹角β1、β2为第一扩压板212或第二扩压板213在上述参考截面上形成的整体线条的两端的连线与方向d1之间的夹角。
27.进一步，当第一扩压板212或第二扩压板213在上述参考截面上形成的整体线条中对应于平板的直线段的长度与整体线条的总长度的比例大于或等于60％时，则认为第一扩压板212或第二扩压板213的主体部分为平板，对应于平板的直线段的长度与整体线条的总长度的比例小于60％时，则认为第一扩压板212或第二扩压板213的主体部分为弧形板。
28.参阅图1，经蜗壳21的出风口211流出的气流在到达换热器30之前主要分成三个流速区：a区、b区、c区。a区是直吹主流区，b区是主流扩散漫延区，c区是动压转化静压及固有静压扩散区。a区与b区流速比较大，c区流速小。
29.进一步结合图2，换热翅片31具有彼此间隔的第一侧轮廓线311和第二侧轮廓线312。其中，第二侧轮廓线312设置于换热翅片31朝向风机22一侧，作为迎风侧轮廓线，第一侧轮廓线311设置于换热翅片31背离风机22一侧，作为背风侧轮廓线。
30.如图1所示，在本实施例中，第一扩压板212的延长线与第二侧轮廓线312相交形成一交点e1，第二扩压板213的延长线与第二侧轮廓线312相交形成一交点e2，交点e1到过换热翅片31的最上端且平行于方向d1的参考线l1具有一垂直距离d1，交点e2到过换热翅片31
的最下端且平行于方向d1的参考线12具有一垂直距离d2，垂直距离d1和垂直距离d2之和d1+d2与换热翅片31沿方向d2的高度l2的比值为0.26-0.35。参照上文的描述，当第一扩压板212或第二扩压板213为平板或主体部分为平板时，其延长线为第一扩压板212或第二扩压板213的平板部分在上述参考截面上形成的直线段的延长线。当第一扩压板212或第二扩压板213为弧形板或主体部分为弧形板时，其延长线为第一扩压板212或第二扩压板213在上述参考截面上形成的整体线条的两端连线的延长线。
31.通过上述方式，能够使得直吹主流区a和主流扩散漫延区b同时覆盖换热翅片31，使得换热翅片31的换热更加均匀。
32.进一步，由于气流在封闭的通道内流动时，气流向两边的慢扩散度相近，因此可以将垂直距离d1和垂直距离d2设置成近似相等。具体地，将垂直距离d1与换热翅片31沿方向d2的高度l2的比值设置为0.13-0.175，将垂直距离d2与换热翅片31沿方向d2的高度l2的比值设置为0.13-0.175，进而使得直吹主流区a两侧的主流扩散漫延区b均能够覆盖换热翅片31，进一步提升换热翅片31的换热均匀性。
33.进一步，在本实施例中，第二侧轮廓线312向朝向第一侧轮廓线311的方向弯曲设置，第一侧轮廓线311向背离第二侧轮廓线312的方向弯曲设置，交点e1和交点e2在参考线l1或l2上的投影之间的直线距离d3与换热翅片沿方向d1的宽度l4的比值小于或等于0.2，进而使得直吹主流区a两侧的主流扩散漫延区b能够更全面地覆盖换热翅片31。
34.2.整机尺寸
35.参阅图1，在风管式空调装置中，若换热器30距离蜗壳21的出风口211过近，则气流的直吹面积小，流经换热器30的局部流速大，换热不充分，噪声大。若换热器30距离蜗壳21的出风口211过远，则气流从蜗壳21的相对较小的空间进入容置腔11的相对较大的空间，气流会在容置腔11内相互撞击，造成较大的局部损失。同时，导致整机尺寸增大，不利于空调与家居一体化设计，并且成本高。
36.因此，在本实施例中，为了实现换热性能和整机尺寸的平衡，在由换热翅片31的主表面所在平面形成的参考截面上，将风管式空调装置进一步设置成满足以下公式：
37.l2＝ξ
×
(l1+l3
×
tgθ)；
38.其中,θ为第一扩压板212和第二扩压板213之间的夹角，tg为正切三角函数，l1为蜗壳21的出风口211沿方向d2的高度，l2为换热翅片31沿方向d2的高度，l3为换热翅片31靠近出风口211的端部与出风口211沿方向d1的距离，ξ为1.3-1.6的预设系数。
39.结合上文的描述，针对于不同的板形，通过第一扩压板212和第二扩压板213的延长线和/或两端连线来定义第一扩压板212和第二扩压板213与方向d1之间的夹角。因此，在本实施中，第一扩压板212和第二扩压板213之间的夹角θ指的是第一扩压板212和第二扩压板213的上述延长线和/或两端连线之间的夹角。具体地，第一扩压板212和第二扩压板213之间的夹角θ为第一扩压板212与方向d1之间的夹角β1和第二扩压板213与方向d1之间的夹角β2的差值，即，θ＝β2-β1。蜗壳21的出风口211沿方向d2的高度l1具体是指蜗壳21的出风口211的彼此相对的两侧边缘沿方向d2的距离。
40.通过上述方式，可以使得风管式空调装置的换热性能和整机尺寸能够达到有效的平衡。在相同风量下，流经换热器30的气流更加均匀，具有更好的换热效果、更低的噪声。在相同噪声下，可以使得风管式空调装置具有更大的风量，满足更大空间的空气调节。同时，
风管式空调装置具有更小的体积，满足家居空调一体化更宽泛的需要。
41.可选地，在一具体实施方式中，将第一扩压板212和第二扩压板213之间的夹角θ设置为10-20度，进而优化直吹主流区a对换热翅片31的覆盖面积。
42.可选地，在一具体实施方式中，将l1与l2之间的比值设置为0.4到0.6，将ξ设置为1.4-1.5，进而提高风管式空调装置的上下两端出风顺畅度，提升换热翅片31的末端的换热效果。
43.可选地，在一具体实施方式中，换热翅片31沿方向d2的高度l2为150-190mm，蜗壳21的出风口211沿方向d2的高度l1设置为80-100mm，并进一步根据上述公式计算出换热翅片31靠近出风口211的端部与出风口211沿方向d1的距离l3，由此实现换热性能和整机尺寸的平衡。
44.3.冷凝水干扰
45.进一步结合图2，换热翅片31的翅片宽度在从换热翅片31的中部区域到端部区域的方向上逐渐减小。换热翅片31具有一峰值宽度所在直线l3。在本实施例中，峰值宽度所在直线l3沿方向d1设置。在其他实施例中，峰值宽度所在直线l3可以相对于方向d1倾斜设置，且二者的夹角小于或等于10度。换热翅片31进一步具有一整体高度h1和整体宽度h2。当换热翅片31的峰值宽度所在直线l3沿方向d1设置时，换热翅片31沿方向d2的高度l2即为换热翅片31的整体高度h1，换热翅片31沿方向d1的宽度l4即为换热翅片31的整体宽度h2。当换热翅片31的峰值宽度所在直线l3与方向d1呈夹角设置时，则换热翅片31沿方向d2的高度l2和沿方向d1的宽度为换热翅片31的整体高度h1和整体宽度h2在方向d2和d1的投影，并可根据三角函数计算获得。
46.在风管式空调装置进行制冷的过程中，气流流经换热翅片31的表面时，气流中的水蒸气会遇冷凝结，产生冷凝水。冷凝水在重力的作用下沿换热翅片31往下流，冷凝水在换热翅片31的下半部分积聚较多，导致换热翅片31的下半部分的风阻大于上半部分的风阻，进而导致换热翅片31的换热不均匀。
47.因此，为了提高换热翅片31的下半部分和上半部分的换热均匀性，在由换热翅片31的主表面所在平面形成的参考截面上，将第一扩压板212和第二扩压板213之间的夹角θ的角平分线l4与换热翅片31的峰值宽度所在直线l3所形成的交点e3设置成位于换热翅片31靠近风机22的一侧，且角平分线l3与换热翅片31的第二侧轮廓线312所形成的交点e4位于峰值宽度所在直线l3的下方。
48.由于第一扩压板212和第二扩压板213之间的夹角的角平分线l3的两侧对应于气流的流速最大区域，因此通过上述方式，可以利用更大速度的气流吹扫换热翅片31的下半部分，以克服冷凝水的风阻，进而使得整个换热翅片31的换热效果更加均匀。此外，由于吹扫换热翅片31的下半部分的气流方向沿方向d2存在一定分量，可以在重力基础上为冷凝水提供额外的加速力，进而加快冷凝水的流动。
49.可选地，在一具体实施方式中，交点e4到峰值宽度所在直线l3的垂直距离d4与换热翅片31的整体高度h1的比例设置为0.02-0.06，进而避免吹扫换热翅片31的下半部分的气流的流速过大所导致的换热翅片31的下半部分和上半部分的换热性能的反向不均匀。
50.可选地，在一具体实施方式中，角平分线l4与峰值宽度所在直线l3之间的夹角β3设置为10-16度，进而实现换热性能与冷凝水加速之间的平衡。
51.可选地，在一具体实施方式中，在夹角β3的上述设置范围的基础上，进一步将峰值宽度所在直线l3与第二侧轮廓线312所形成的交点e5与交点e3之间的直线距离d5与峰值宽度w
max
的比例设置为0.45-0.61。
52.进一步结合图2，可选地，在一具体实施方式中，第二侧轮廓线312在峰值宽度所在直线l3两侧分别包括在从中部区域到端部区域的方向上顺次连接的弧段s1'-s2'、s1'-s5'、弧段s2'-s3'、s5'-s6'和直线段s3'-s4'、s6'-s7'，其中弧段s2'-s3'、s5'-s6'的曲率半径大于弧段s1'-s2'、s1'-s5'的曲率半径，第二交点e4位于峰值宽度所在直线l3下侧的弧段s1'-s5'上。通过上述两种方式中的任意一种或组合，可以确保角平分线l4的两侧的流速最大区域充分作用于换热翅片31的中部区域，提高换热效果。
53.值得注意的是，上文提到的换热翅片31的峰值宽度w
max
、峰值宽度所在直线l3、整体高度h1、整体宽度h2以及后续提到的换热翅片31的其他形状表征参数将在下文结合图2进行详细描述。
54.4.换热器出风汇流角
55.如图1所示，本实施例的风管式空调装置进一步包括第一汇流板41和第二汇流板51，第一汇流板41和第二汇流板51分别沿方向d2设置于换热翅片31的上方和下方。
56.在本实施例中，第二汇流板51由接水盘50靠近壳体10的出风口101的一部分形成。在其他实施例中，第二汇流板51也可以设置成独立于接水盘50的独立元件。第一汇流板41和第二汇流板51用于对流经换热翅片31的气流进行汇流，并导引到壳体10的出风口101。在本实施例的风管式空调装置，第一汇流板41和第二汇流板51与第一侧轮廓线311之间的空间决定了换热器30的出风顺畅度和汇流效果。
57.因此，为了实现出风顺畅度和汇流效果的平衡，在由换热翅片31的主表面所在平面形成的参考截面上，换热翅片31的峰值宽度wmax的中垂线分别与第一侧轮廓线311形成交点e6和交点e7，并进一步与第一汇流板41和第二汇流板51形成交点e8和交点e9。
58.交点e6的切线与相邻的交点e8的切线之间的夹角β4为27-37度，交点e7的切线与相邻的交点e9的切线之间的夹角β5为36-46度。
59.通过上述方式，可以使得由第一汇流板41和第二汇流板51所限定的换热器30的出风侧的汇流角度的大小适中，不仅可以使得换热器30出风顺畅，进而提升换热翅片31的末端的换热效果，同时具有较好的汇流效果。此外，进一步通过夹角β4和夹角β5的差异设置，并配合上文描述的夹角β3，可以进一步确保换热翅片31上半部分和下半部分的出风顺畅度的平衡。
60.可选地，在一具体实施方式中，交点e6和交点e7具有一直线距离d6，即交点e6和交点e7到峰值宽度所在直线l3的垂直距离之和，直线距离d6与换热翅片31的整体高度h1的比值为0.46-0.56。
61.可选地，在一具体实施方式中，第二侧轮廓线312向朝向第一侧轮廓线311的方向弯曲设置，第一侧轮廓线311向背离第二侧轮廓线312的方向弯曲设置，交点e8和第一侧轮廓线311的上端点沿峰值宽度所在直线l3的直线距离d7与峰值宽度wmax之间的比值为0.92-1.13，交点e9和第一侧轮廓线311的下端点沿峰值宽度所在直线l3的直线距离d8与峰值宽度wmax之间的比值为0.93-1.14。进一步，直线距离d7和直线距离d8可以设置成近似相等，例如直线距离d7和直线距离d8的比值可以设置成0.9-1.1。
62.进一步结合图2，可选地，在一具体实施方式中，第一侧轮廓线311在峰值宽度所在直线l3两侧分别包括在从中部区域到端部区域的方向上顺次连接的弧段s1-s2、s1-s5、弧段s2-s3、s5-s6和直线段s3-s4、s6-s7，其中弧段s2-s3、s5-s6的曲率半径大于弧段s1-s2、s1-s5的曲率半径。交点e6和交点e7位于弧段s2-s3、s5-s6上。
63.通过上述三种方式的一种或组合可以确保第一汇流板41和第二汇流板51与第一侧轮廓线311之间具有足够的空间，进一步确保换热器30的出风顺畅度。
64.可选地，在一具体实施方式中，夹角β4和夹角β5之和与第一侧轮廓线311的张角α1的比值为0.58-0.79，进而在确保换热器30的出风顺畅度的同时，使得换热翅片31沿方向d1具有足够的纵深，提高换热翅片31的换热效率。
65.进一步地，接水盘50包括由承台部52分隔开的两个接水槽53和54。换热翅片31支撑于承台部52上，第一侧轮廓线311的下端点沿方向d2的投影落入接水槽53内，而第二侧轮廓线312的下端点沿方向d2的投影落入接水槽54内，进而利用接水槽53和54分别承接沿第一侧轮廓线311和第二侧轮廓线312下落的冷凝水。由于第一侧轮廓线311相较于第二侧轮廓线312位于下风侧，因此沿第一侧轮廓线311的冷凝水较多。因此，在一具体实施方式中，沿方向d1，接水槽53的宽度大于接水槽54的宽度。通过上述方式，可以避免冷凝水在接水槽53的过度积聚，同时避免气流将接水槽53中的冷凝水吹出。
66.需要进一步说明的是，在上文描述的针对风管式空调装置的整机结构的四种优化方案可以单独或组合使用，并且所使用的换热翅片31不限于图1和图2所示的月形换热翅片，也可以是v形或直条形换热翅片。
67.参阅图2，下文将对图1和图2所示的月形换热翅片的具体形状进行详细描述。
68.在本实施例中，图1和图2所示的换热翅片31包括第一侧轮廓线311、第二侧轮廓线312以及两个端部轮廓线314和315。
69.在本技术中，轮廓线是指用于定义换热翅片31的外形轮廓的具有预定线型的两条或多条轮廓线条的组合。第一侧轮廓线311和第二侧轮廓线312是指在换热翅片31工作时沿来风方向d3间隔设置的两条轮廓线条。第一侧轮廓线311和第二侧轮廓线312中的一个作为迎风侧轮廓线，另一个作为背风侧轮廓线。进一步，迎风侧轮廓线是指第一侧轮廓线311和第二侧轮廓线312中朝向来风方向d3一侧的侧轮廓线，背风侧轮廓线是指第一侧轮廓线311和第二侧轮廓线312中的背离来风方向d3一侧的侧轮廓线。在本实施例中，第二侧轮廓线312作为迎风侧轮廓线，第一侧轮廓线311作为背风侧轮廓线。在其他实施例中，可以以第一侧轮廓线311作为迎风侧轮廓线，第二侧轮廓线312作为背风侧轮廓线。
70.端部轮廓线314和315是指用于连接第一侧轮廓线311和第二侧轮廓线312的相邻末端的轮廓线条。值得注意的是，当换热翅片31的边缘由于工艺或安装需要形成有缺口时，该缺口处的轮廓线应该理解为由缺口两侧的轮廓线过渡形成。此外，当端部轮廓线314和315与第一侧轮廓线311和/或第二侧轮廓线312的连接处存在切角时，切角处的轮廓线条应看作是端部轮廓线314和315的一部分。
71.在本实施例中，第二侧轮廓线312向朝向第一侧轮廓线311的方向弯曲设置，第一侧轮廓线311向背离第二侧轮廓线312的方向弯曲设置，并且换热翅片31的翅片宽度在从换热翅片31的中部区域到中部区域两侧的端部区域的方向上逐渐变小，进而使得换热翅片31整体呈月形设置。一般来说，气流所形成的风场包括位于中部的高流速区和位于高流速区
两侧的低流速区。通过将换热翅片31的翅片宽度设置成在从换热翅片31的中部区域到中部区域两侧的端部区域的方向上逐渐变小，使得高流速区对应于翅片宽度较大的中部区域，而低流速区对应于翅片宽度较小的端部区域，可以使得换热翅片31的中部区域和端部区域的换热更加均匀，提高整体换热性能。
72.值得注意的是，在本技术中所提到的“逐渐减小”和“逐渐增大”等描述是指整体变化趋势，可以是连续变化，也可以是分段变化。例如，上文提到的“翅片宽度逐渐变小”可以包括部分的翅片宽度恒定区，即分段减小。
73.在本技术中，在第一侧轮廓线311上选取一参考点，该参考点的法线(切线的垂线)相交于第二侧轮廓线312，并形成一交点，则该参考点和该交点之间的直线距离为该参考点处的翅片宽度，例如图2中所示的w
max
、w1、w2等。值得注意的是，当该参考点所处轮廓线的线型为直线时，则该参考点的法线即为该直线的垂线。
74.进一步，翅片宽度最大处的上述参考点和交点的连线的长度即为峰值宽度w
max
，上述参考点和交点的连线所在直线即为峰值宽度所在直线l3。值得注意的是，当第一侧轮廓线311和第二侧轮廓线312呈弯曲形状时，峰值宽度所在直线l3一般为第一侧轮廓线311和第二侧轮廓线312的顶点之间的连线所在的直线。当翅片宽度最大的连线有多条时，选取最中部的连线所在的直线作为峰值宽度所在直线l3。
75.在本实施例中，第一侧轮廓线311和第二侧轮廓线312进一步设置成平移重合。具体地，当将第一侧轮廓线311沿峰值宽度所在直线l3向第二侧轮廓线312平移峰值宽度w
max
后，第一侧轮廓线311所形成的平移曲线311'与第二侧轮廓线312的至少部分区域重合。在一具体实施方式中，平移曲线311'与第二侧轮廓线312的重合部分的长度占第一侧轮廓线311的总长度的比例大于或等于90％。换热翅片31一般是由片材冲压裁切形成，通过上述方式可以减少加工过程中废料，降低生产成本。
76.进一步，端部轮廓线314、315包括与换热翅片31的峰值宽度所在直线平行l3平行的直线段。在冲压过程中，峰值宽度所在直线l3一般沿片材的长度方向设置，通过上述方式可以使得端部轮廓线314、315的部分区域与片材的边缘平齐，以进一步减少废料。
77.如图2所示，换热翅片31的形状表征参数还包括整体高度、整体宽度和侧轮廓线张角。整体高度是指换热翅片31在垂直于峰值宽度所在直线l3且垂直于换热翅片31的主表面的参考平面p1上的投影尺寸h1。整体宽度是指换热翅片31在平行峰值宽度所在直线l3且垂直于换热翅片的主表面的参考平面p2上的投影尺寸h2。侧轮廓线与峰值宽度所在直线l3形成有交点，侧轮廓线张角是指侧轮廓线的两个末端与该交点的连线之间的夹角，例如在图2中，第一侧轮廓线311的张角为α1。
78.本技术将结合后续附图进一步在上文描述的换热翅片31的整体形状的基础上对换热翅片31进行以下几个方面的优化：
79.1.侧轮廓线张角
80.在整体高度h1和峰值宽度w
max
相同的情况下，第一侧轮廓线311的张角α1决定了换热翅片31沿峰值宽度所在直线l3的纵深，即换热翅片31的整体宽度h2。若第一侧轮廓线311的张角α1过大，则换热翅片31的纵深相对较小，进而换热翅片31的主表面的面积相对较小，换热翅片31的整体换热性能变差。若第一侧轮廓线311的张角α1过小，则换热翅片31的末端的气流顺畅度不足，导致换热翅片31的末端的换热性能变差。
81.为了实现整体换热性能和末端气流顺畅度的平衡，在本实施例中，将第一侧轮廓线311的张角α1设置为80-135度。可选地，在一具体实施方式中，将第一侧轮廓线311的张角α1进一步设置为95-120度。在另一具体实施方式中，将第一侧轮廓线311的张角α1进一步设置为100-110度。通过上述方式，不仅可以使得换热翅片31在最小空间内具有最大的换热面积，而且能够确保末端的气流顺畅度。
82.进一步，第一侧轮廓线311还具有一末端切线夹角。具体地，末端切线夹角是指第一侧轮廓线311两末端端点的切线之间的夹角α2。具体在图2中，为端点s4和s7的切线的夹角。值得注意的是，当末端端点位于直线段上时，其切线即为所在直线段的延长线。在整体高度h1和峰值宽度w
max
相同，且第一侧轮廓线311和第二侧轮廓线312平移重合的情况下，第一侧轮廓线311的末端切线夹角α2决定了换热翅片31的末端的翅片宽度。若第一侧轮廓线311的末端切线夹角α2过大，则换热翅片31的末端的翅片宽度相对较大，无法实现与风场流速配合的效果，若第一侧轮廓线311的末端切线夹角α2过小，则换热翅片31的末端的翅片宽度相对较小，导致换热翅片31的末端的换热性能变差。
83.因此，在本实施例中，进一步将第一侧轮廓线311的末端切线夹角α2设置为60-120度，且第一侧轮廓线311的末端切线夹角α2小于第一侧轮廓线311的张角α1。进一步地，可以将第一侧轮廓线311的末端切线夹角α2与张角α1的比值设置为0.7-0.85。通过上述方式，可以使得第一侧轮廓线311的末端的翅片宽度既可以满足风场流速配合需求，又可以保证较高的换热性能。
84.进一步地，将第一侧轮廓线311设置成位于由末端切线夹角α2的顶点s8与第一侧轮廓线311的两末端端点s4、s7的连线以及张角α1的顶点s1与第一侧轮廓线311的两末端端点s4、s7的连线所限定的区域内，并且第一侧轮廓线311的切线与换热翅片31的峰值宽度所在直线l3之间的夹角在从中部区域到端部区域的方向上逐渐减小。其中，第一侧轮廓线311的具体线型例如可以由弧线、直线段、椭圆曲线、圆弧线、样条曲线、摆线段等中的一种或者多种组合形成，且每种线条的数量可以为一个或者多个等。通过上述方式，可以使得第一侧轮廓线311具有合理的弯折形状，并在与第二侧轮廓线312沿峰值宽度所在直线l3平移重叠时获得合理的翅片宽度变化规律。值得注意的是，第一侧轮廓线311位于上述区域内包括第一侧轮廓线311与上述区域的边缘重合的情况。例如，在图2中，第一侧轮廓线311的直线段s3-s4、s6-s7和末端端点s4、s7与顶点s8的连线重合。
85.2.翅片宽度变化规律
86.如上文所描述的，换热翅片31的翅片宽度在从换热翅片31的中部区域到中部区域两侧的端部区域的方向上逐渐变小，进而与气流风场的高流速区和低流速区配合，提高换热翅片31的整体换热性能。然而，在从中部区域到端部区域的方向上，若换热翅片31的翅片宽度的变化幅度过小，则无法实现与风场流速配合的效果。若换热翅片31的翅片宽度的变化幅度过大，则换热翅片31的末端的翅片宽度相对较小，导致换热翅片31的末端的换热性能变差。
87.因此，本实施例中，进一步对换热翅片31的翅片宽度在从中部区域到端部区域的方向上的变化规律进行优化。具体来说，在第一侧轮廓线311上具有参考点e11和参考点e12，参考点e11到换热翅片31的峰值宽度所在直线l3的垂直距离为换热翅片31的整体高度h1的25％，参考点e12到换热翅片31的峰值宽度所在直线l3的垂直距离为换热翅片31的整
体高度h1的45％。参考点e11处的翅片宽度w1与换热翅片31的峰值宽度w
max
的比值为0.64-0.96，参考点e12处的翅片宽度w2与换热翅片31的峰值宽度w
max
的比值为0.54-0.80，且参考点e12处的翅片宽度w2小于参考点e11处的翅片宽度w1。
88.可选地，在一具体实施方式中，参考点e11处的翅片宽度w1与换热翅片31的峰值宽度w
max
的比值为0.75-0.85，参考点e12处的翅片宽度w2与换热翅片31的峰值宽度w
max
的比值为0.60-0.70。
89.可选地，在一具体实施方式中，参考点e12处的翅片宽度w2与参考点e11处的翅片宽度w1的比值为0.70-0.90。
90.可选地，在一具体实施方式中，在第一侧轮廓线311上具有参考点e13，参考点e13到换热翅片31的峰值宽度所在直线l3的垂直距离为换热翅片31的整体高度h1的35％。参考点e13处的翅片宽度w3与换热翅片31的峰值宽度w
max
的比值为0.60-0.89，且参考点e13处的翅片宽度w3小于参考点e11处的翅片宽度w1，并大于参考点e12处的翅片宽度w2。
91.可选地，在一具体实施方式中，参考点e13处的翅片宽度w3与参考点e11处的翅片宽度w1的比值为0.85-0.95，参考点e12处的翅片宽度w2与参考点e13处的翅片宽度w3的比值为0.85-0.95。
92.通过上述方式，可以使得换热翅片31的翅片宽度变化规律既可以满足风场流速配合需求，又可以保证换热翅片31的末端具有较高的换热性能。
93.可选地，在一具体实施方式中，换热翅片31的峰值宽度w
max
的中垂线分别与第一侧轮廓线311形成交点e6和交点e7，交点e6和交点e7的直线距离d6，即交点e6和交点e7到峰值宽度所在直线l3的垂直距离之和。直线距离d6与换热翅片31的整体高度h1的比值为0.46-0.56。通过上述方式可以确保换热翅片31的末端的气流顺畅度。
94.3.轮廓线型
95.请参阅图2，第一侧轮廓线311在换热翅片31的峰值宽度所在直线l3两侧分别采用在从换热翅片31的中部区域到端部区域的方向上顺次连接的至少两个弧段加至少一直线段的线型组合方式。其中，该至少两个弧段的曲率半径在从中部区域到端部区域的方向上逐渐增大。
96.具体来说，在本实施例中，第一侧轮廓线311位于峰值宽度所在直线l3上侧的上半部分包括在从中部区域到端部区域的方向上顺次连接的弧段s1-s2、弧段s2-s3和直线段s3-s4。第一侧轮廓线311位于峰值宽度所在直线l3下侧的下半部分包括在从中部区域到端部区域的方向上顺次连接的弧段s1-s5、弧段s5-s6和直线段s6-s7。其中，弧段s2-s3的曲率半径大于弧段s1-s2的曲率半径，弧段s5-s6的曲率半径大于弧段s1-s5的曲率半径。值得注意的是，本技术提的“顺次连接”包括直接连接或通过其他线条进行过渡连接。
97.通过上述方式，通过弧段s1-s2和弧段s2-s3的顺次连接以及弧段s1-s5和弧段s5-s6的顺次连接，使得第一侧轮廓线311具有较大的弯曲程度，确保换热翅片31沿峰值宽度所在直线l3的纵深，同时通过直线段s3-s4和直线段s6-s7，使得第一侧轮廓线311的末端切线夹角α2不会过小，确保换热翅片31的末端的换热性能。
98.进一步，在本实施例中，峰值宽度所在直线l3上侧的弧段s1-s2、弧段s2-s3和直线段s3-s4与峰值宽度所在直线l3下侧的弧段s1-s5、弧段s5-s6和直线段s6-s7以峰值宽度所在直线l3为对称轴呈轴对称设置。在其他实施例中，也可以采取非对称设置。此外，在其他
实施例中，弧段和直线段的数量可以根据需要进行改变，不限于图2中所示的数量。
99.在本实施例中，在从中部区域到端部区域的方向上，弧段s1-s2和弧段s2-s3、弧段s1-s5和弧段s2-s4的切线与峰值宽度所在直线l3之间的夹角逐渐变小，由此确保第一侧轮廓线311向背离第二侧轮廓线312的方向弯曲，同时便于冷凝水排出。
100.进一步，弧段s1-s2的曲率半径与弧段s2-s3的曲率半径的比值以及弧段s1-s5的曲率半径与弧段s5-s6的曲率半径的比值为0.24-0.29，并且弧段s1-s2的弧长与弧段s2-s3的弧长的比值以及弧段s1-s5的弧长与弧段s5-s6的弧长的比值为1.1-1.35，进而对换热翅片31的纵深和末端切线夹角α2进行优化。
101.进一步，弧段s1-s2、s2-s3、s1-s5、s5-s6为圆弧，弧段s1-s2和s1-s5直接连接，且共圆设置，以便于管孔排布。
102.进一步，弧段s2-s3与弧段s1-s2和直线段s3-s4直接连接，并在连接点位置与弧段s1-s2和直线段s3-s4相切，弧段s5-s6与弧段s1-s5和直线段s6-s7直接连接，并在连接点位置与弧段s1-s5和直线段s6-s7相切。通过上述方式，可保证第一侧轮廓线311的连续性，便于冲压裁切。
103.进一步，第二侧轮廓线312位于峰值宽度所在直线l3上侧的上半部分包括在从中部区域到端部区域的方向上顺次连接的弧段s1'-s2'、弧段s2'-s3'和直线段s3'-s4'。第二侧轮廓线312位于峰值宽度所在直线l3下侧的下半部分包括在从中部区域到端部区域的方向上顺次连接的弧段s1'-s5'、弧段s5'-s6'和直线段s6'-s7'。
104.在将第一侧轮廓线311沿峰值宽度所在直线l3进行平移后，第一侧轮廓线311的弧段s1-s2、s2-s3、s1-s5、s5-s6能够分别与第二侧轮廓线312上的弧段s1'-s2'、s2'-s3'、s1'-s5'、s5'-s6'，且第一侧轮廓线上的直线段s3-s4、s6-s7能够分别与第二侧轮廓线上的直线段s3'-s4'、s6'-s7'至少部分重合，以使得材料的利用率最大，进而节省材料，降低生产成本。
105.可选地，在一具体实施方式中，第二侧轮廓线上的直线段s3'-s4'、s6'-s7'分别与对应侧的端部轮廓线之间形成有切角，如此，使得换热翅片31在边角的位置处不容易出现倒片，而影响换热效果，也可以避免在换热器30组装的过程中产生划伤。
106.进一步，在本实施例中，参考点e11位于第一侧轮廓线311的弧段s2-s3上，参考点e12位于第一侧轮廓线311的直线段s3-s4上，参考点e13位于第一侧轮廓线311的直线段s3-s4上，参考点e11处的翅片宽度所在直线与第二侧轮廓线312的交点位于第二侧轮廓线312的弧段s1'-s2'上，参考点e12处的翅片宽度所在直线与第二侧轮廓线的交点位于第二侧轮廓线312的直线段s3'-s4'上，参考点e13处的翅片宽度所在直线与第二侧轮廓线312的交点位于第二侧轮廓线312的弧段s2'-s3'上。通过上述方式，在使得换热翅片31的翅片宽度变化规律满足上述要求的同时，确保换热翅片31在峰值宽度所在直线l3上的纵深。
107.进一步，在本实施例中，换热翅片31的峰值宽度w
max
的中垂线与第一侧轮廓线311形成的交点e6和交点e7分别位于第一侧轮廓线311的弧段s2-s3以及s5-s6，进而确保换热翅片31的末端的气流顺畅度。
108.进一步参阅图4a和4b所示的本实施例的流速分布图和对比例的流速分布图。图4a和图4b分别是采用本实施例的换热翅片31和对比例换热翅片时，在换热器30背离风机22一侧后的流速分布图。其中，图4a采用的是本实施例的换热翅片31，图4b采用的是三圆弧式的
对比例换热翅片在峰值宽度所在直线两侧分别包括在从中部区域到端部区域的方向上顺次连接的三段式圆弧，且圆弧的曲率半径逐渐变大。由此，对比例换热翅片的背风侧轮廓的张角、末端切线夹角以及末端的翅片宽度分别小于本实施例。从图4a和图4b的对比结果可以发现，本实施例的换热翅片31在背离风机22一侧的位于中部区域的低风速区的面积明显小于对比例的换热翅片，流速均匀性得到明显改善，换热性能得到明显提升。
109.4.管孔排布
110.请参阅图5，图5在图2所示的换热翅片31的基础上进一步显示了管孔316，以使得换热管32能够穿设在换热翅片31上。
111.如图5所示，换热翅片31上的管孔316成排设置。具体来说，在本实施例中，每排管孔316沿第一侧轮廓线311或第二侧轮廓线312沿峰值宽度所在直线l3平移后形成的排列曲线间隔排列，且每排管孔316中的各管孔316的中心到对应的排列曲线的最短距离与管孔316的半径的比值小于或等于1.5。
112.进一步地，每排管孔316中的各管孔316的中心到对应的排列曲线的最短距离之和小于每排管孔316中的各管孔316的中心到第一侧轮廓线311或第二侧轮廓线312经平移后形成的其他平移曲线的最短距离之和。
113.进一步地，不同排的管孔316沿与换热翅片31的峰值宽度所在直线l3平行形成的排列直线间隔设置。
114.通过上述方式，使得每排管孔316的走向与第一侧轮廓线311或第二侧轮廓线312的走向大致相同，以充分利用换热翅片31的表面空间，提高换热器30的整体换热性能。在其他实施例中，管孔316也可以采用其他排列方式。
115.在本实施例中，在第一侧轮廓线311和第二侧轮廓线312的间隔方向上，中部区域内的管孔316的排数大于端部区域内的管孔316的排数。具体来说，在图5中，中部区域内的管孔316的排数为三排，端部区域内的管孔316的排数为两排。在其他实施例中，还可以设置中部区域内的管孔316的排数为四排，端部区域内的管孔316的排数为两排，或者设置中部区域内的管孔316的排数为三排，端部区域内的管孔316的排数为一排，本技术对中部区域内的管孔316的排数和端部区域内的管孔316的排数不做具体限定。
116.进一步，在本实施例中，将管孔316的排数相对较高的中部区域的高度h3设置为换热翅片31的整体高度h1的25％-50％。
117.如图5所示，中部区域和端部区域的分界线为在靠近第一侧轮廓线311的一排管孔316中，取彼此相邻的中部区域的管孔316和端部区域的管孔316，并将二者的管孔中心进行连线。进一步沿管孔中心连线的中点做平行于峰值宽度所在直线l3的平行线，进而在峰值宽度所在直线l3的两侧获得两条平行线l5和l6。该平行线l5和l6即为中部区域和端部区域的分界线。该平行线l5和l6在垂直于峰值宽度所在直线l3的方向上的间隔距离h3即为中部区域的高度。
118.通过上述方式，将中部区域的管孔361的排数设置成大于端部区域的管孔361的排数，并将中部区域的高度h3与换热翅片31的整体高度h1设置在合理的范围，能够使得换热翅片31更好地与风场的高流速区和低流速区匹配，以实现更好的换热效果。
119.可选地，在一具体实施方式中，可以将中部区域的高度h3设置为换热翅片31的整体高度h1的30％-45％。
120.进一步结合图2，可选地，在一具体实施方式中，中部区域的高度h3与交点e6和交点e7的直线距离d6的比值设置为0.60-0.80，交点e6和交点e7的直线距离d6与换热翅片31的整体高度h1的比值为0.46-0.56。通过上述方式，可以在确保换热翅片31的气流顺畅度的同时，实现更好的换热效果。
121.进一步地，用于作为中部区域和端部区域的分界线的平行线l5和l6与第一侧轮廓线311的交点e18、e19和第二侧轮廓线312的交点e20、e21分别位于第一侧轮廓线311的弧段s2-s3、s5-s6和第二侧轮廓线312的弧段s2'-s3'、s5'-s6'上，且平行线l5和l6与第一侧轮廓线31的交点e18位于参考点e11和交点e6靠近峰值宽度所在直线l3的一侧。由此充分利用曲率相对较大的弧段s1-s2对应的翅片区域作为换热翅片31的中部区域，保证中部区域具有足够的翅片宽度。
122.进一步地，在本实施例中，将中部区域的翅片宽度设置为k1
×
n1
×
d，端部区域的翅片宽度设置为k2
×
n2
×
d。其中，n1和n2分别为中部区域和端部区域内的管孔316的排数，d为末端管孔排间距，k1和k2是变化系数，取值范围在0.8-1.2。
123.末端管孔排间距d是指在靠近第一侧轮廓线311的一排管孔316中，选取最靠近端部轮廓线314或315的管孔316，过该管孔316的中心e14做直线，该直线与第一侧轮廓线311和第二侧轮廓线312或者二者的延长线相较于交点e15和e16，直线为交点e15处的法线。当端部区域的管孔316排数为2排或2排以上时(图5所示为2排)，该直线进一步与相邻的一排管孔316的排列曲线或排列曲线的延长线相交于交点e17。此时，末端管孔排间距d为所选取的管孔316的管孔中心e14与交点e17之间的直线距离。当端部区域的管孔316排数为1排时，末端管孔排间距d为交点e15和e16的直线距离。通过上述方式可以确保插入到管孔316中的每根换热管32均能够发挥出最佳的换热性能。
124.可选地，在一具体实施方式中，管孔316的半径与末端管孔排间距d的比值为0.23-0.29，由此进一步确保每根换热管32均能够发挥出最佳的换热性能。
125.其中最靠近端部轮廓线314，315的管孔316的中心到端部轮廓线314，315的最短距离h4为0.25
×
d-0.75
×
d，其中d为上述末端管孔排间距。
126.进一步地，在本实施例中，将最靠近端部轮廓线314、315的管孔316的中心到端部轮廓线314、315的最短距离h4设置为末端管孔排间距d的0.4-0.6。通过上述方式，不仅便于充分发挥插入到最靠近端部轮廓线314、315的管孔316的换热管32的换热性能，而且可以避免在装配的过程中磕伤换热管32。
127.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。