(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210982393.5 (22)申请日 2022.08.16 (71)申请人 国网宁夏电力有限公司超高压公司 地址 750001 宁夏回族自治区银川市金凤 区通达南 街以西、 金凤路以北 申请人 西安交通大 学　 国网宁夏电力有限公司 (72)发明人 赵欣洋　刘志远　陈昊阳　潘亮亮　 安燕杰　崔鹏　陆洪建　杨晨　 杜巍　王玄之　叶涛　尹琦云　 刘立军　李早阳　郝治国　 (74)专利代理 机构 北京润泽恒知识产权代理有 限公司 1 1319 专利代理师 翟磊(51)Int.Cl. G06F 30/28(2020.01) G06T 17/00(2006.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种换热器系统的换热因子的确定方法、 介 质及系统 (57)摘要 本发明公开一种换热器系统的换热因子的 确定方法、 介质及系统， 包括： 将换热器的参数、 换热器的第一预设进口空气流量和温度输入 HTRI软件中， 输出换热器的换热量； 拟合得到换 热量方程； 在Fluent软件中建立换流站的三维立 体模型； 在Fluent软件中将换热量方程加载， 模 拟换热器的换热过程， 分别输出风环 境条件下和 无风环境条件 下换热器的进口空气温度与流量； 将风环境条件下和无风环境条件下换热器的进 口空气温度与流量， 输入换热量方程， 分别计算 得到风环境条件下和无风环境条件下换热器的 换热量； 将风环境条件下换热器的换热量的和除 以无风环境条件下换热器的换热量的和得到换 热因子。 本发 明可高效准确地计算换热器系统的 换热因子。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 115455846 A 2022.12.09 CN 115455846 A 1.一种换 热器系统的换 热因子的确定方法， 其特 征在于， 包括： 根据换热器系统所在换流站 的地理位置， 确定换热器系统所在换流站 的风环境条件， 其中， 所述换 热器系统包括至少一个换 热器； 将换热器的参数、 换热器的第一预设进口空气流量和第 一预设进口空气温度输入HTRI 软件中， 输出 所述换热器的换 热量； 根据多个所述第一预设进口空气流量和第一预设进口空气温度以及对应的所述换热 器的换热量拟合得到所述换 热量方程； 根据换热器系统所在换流站的布局、 建筑实际高度与建筑形态， 在Fluent软件中建立 所述换流站的三维立体模型， 其中， 所述换 热器采用多孔介质模型模拟； 在Fluent软件中将所述换热量方程以用户自定义函数的形式UDF加载后， 分别在所述 风环境条件下和所述无风环境条件 下， 在Fluent软件中通过所述三 维立体模型模拟 每一换 热器的实际换热过程， 在稳定换热后分别输出所述风环境条件下每一换热器的进口空气温 度与进口空气流量， 以及， 所述无风环境条件下每一换热器的进口空气温度与进口空气流 量； 分别将输出的所述风环境条件下和所述无风环境条件下每一换热器的进口空气温度 与进口空气流量代入换热量方程， 分别计算得到所述风环境条件下和所述无风环境条件下 每一换热器的最终换 热量； 将所述风环境条件下每一换热器的最终换热量的和除以所述无风环境条件下每一换 热器的最终换热量的和， 得到所述换热器系统的换热因子， 以根据所述换热因子评估所述 换热器系统的换 热效果。 2.根据权利要求1所述的换热器系统的换热因子的确定方法， 其特征在于， 所述换热量 方程为： Q＝a00+a10tin+a01G+a20tin2+a11tinG+a02G2， 其中， Q表示换热量， G表示换热器的进口空气流量， tin表示换热器的进口空气温度， a00、 a10、 a01、 a20、 a11、 a02分别表示常数项。 3.根据权利要求1所述的换热器系统的换热因子的确定方法， 其特征在于， 所述在 Fluent软件中通过 所述三维立体模型模拟每一换 热器的实际换 热过程的步骤， 包括： 基于所述 三维立体模型在所述Fluent软件中确定计算区域； 分别根据所述风环境条件和所述无风环境条件设置所述计算区域的边界条件， 其中， 所述边界条件 包括： 壁面边界条件、 进口边界条件和出口边界条件； 在Fluent软件中将所述换热量方程以用户自定义函数UDF的形式加载后， 分别在所述 风环境条件和所述无风环境条件， 以及对应的所述计算区域的边界条件下， 通过所述三维 立体模型模拟每一换热器的实际换热过程， 在稳定换热后分别输出所述风环境条件下每一 换热器的进口空气温度与进口空气流量， 以及， 所述无风环境条件下每一换热器的进口空 气温度与进口空气流 量。 4.根据权利要求1所述的换热器系统的换热因子的确定方法， 其特征在于， 所述多孔介 质模型的惯性阻力系数与粘性阻力系数的获取 方法包括： 将所述换热器的参数、 第 二预设进口空气流量、 第 二预设进口空气温度、 50℃进口油温 和14.83kg ·s‑1的标准进口油流 量输入到 HTRI软件中， 输出空气穿过 换热器管束后的压降；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115455846 A 2根据多个所述第二预设进口空气流量以及对应的所述空气穿过换热器管束后的压降， 拟合得到压降方程， 其中， 压降方程为： c0、 c1分别为第一参数和第 二参数， G为进口空气流 量， A为换 热器管束迎风 面积， ΔP为空气穿过 换流器管束后的压降； 根据拟合得到的所述压降方程中第 一参数和第 二参数， 分别计算得到惯性阻力系数与 粘性阻力系数， 其中， 所述惯性阻力系数Di的计算方程为： 所述粘性阻力系数Ci 的计算方程 为： ρ 为空气密度， μ为动力粘度， Δn 为多孔介质区域厚度。 5.根据权利要求1所述的换热器系统的换热因子的确定方法， 其特征在于， 所述风环境 条件包括： 平均风速、 风向、 室外平均温度和室外平均压力。 6.根据权利要求1所述的换热器系统的换热因子的确定方法， 其特征在于， 所述换热器 的参数包括： 换热器的长度、 宽度和高度， 翅片管的排数， 每排的翅片管的根数， 翅片管的基 管的材质、 长度、 外径和管心距， 单位长度基管的翅片数量， 翅片的材质、 名义厚度、 厚度和 翅根直径， 风机直径。 7.根据权利要求3所述的换热器系统的换热因子的确定方法， 其特征在于， 所述计算 区 域满足如下的要求： 换热器系统区域的面积小于所述计算区域的面积的3％， 水平计算区域为以换热器系 统区域为中心， 预设半径内的区域， 换热器系统上方的计算区域的高度为预设高度， 其中， 预设半径为换 热器高度与第一 倍数的乘积， 预设高度大于换 热器高度与第二 倍数的乘积。 8.根据权利要求3所述的换热器的换热因子的确定方法， 其特征在于： 所述模拟的过程 中， 设定如下的条件： 换热器参数保持恒定； 空气为理想气体， 空气的物性参数为常数； 换热器的热物理性质 保持恒定； 气流 穿过翅片多孔介质部分时只虑热传导和热对流。 9.一种计算机可读存储介质， 其特征在于： 所述计算机可读存储介质上存储有计算机 程序指令； 所述计算机程序指 令被处理器执行时实现如权利要求 1～8中任一项 所述的换热 器系统的换 热因子的确定方法。 10.一种换热器系统 的换热因子的确定系统， 其特征在于， 包括： 如权利要求9所述的计 算机可读存 储介质。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115455846 A 3