管排数对变频空调系统翅片管蒸发器性能影响研究

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翅片式管翅式换热器流动换热性能比较研究

翅片式管翅式换热器流动换热性能比较研究摘要：随着制冷空调行业的发展,人们已经把注意力集中在高效、节能节材的紧凑式换热器的开发上,而翅片管式换热器正是制冷、空调领域中所广泛采用的一种换热器形式。

对于它的研究不仅有利于提高换热器的换热效率及其整体性能,而且对改进翅片换热器的设计型式,推出更加节能、节材的紧凑式换热器有着重要的指导意义。

由于翅片管式换热器在翅片结构形式和几何尺寸的不同,造成其换热性能和阻力性能上的极大差异。

本文概述目前国内外空调制冷行业中的普遍采用的几种不同翅片类型（平直翅片、波纹翅片、开缝翅片、百叶窗形翅片）的换热及压降实验关联式及其影响因素，对不同翅片形式的管翅式换热器的换热及压降特性的实验关联式进行总结，并对不同翅片的流动换热性能进行了比较。

正确地选用实验关联式及性能指标，将对翅片管式换热器的优化设计及其制造提供可靠的依据。

关键词：翅片形式；管翅式；换热器；关联式；流动换热性能1 绪论1.1课题背景及研究意义换热器是国民生产中的重要设备，其应用遍及动力、冶金、化工、炼油、建筑、机械制造、食品、医药及航空等各工业部门。

例如，过路热力系统中的过热器、省煤器、空气预热器、凝汽器、除氧器、给水加热器、冷却塔等；金属冶炼系统中的热风炉、空气或煤气预热器、废热锅炉等；制冷及低温系统中的蒸发器、冷凝器、回热器等；石油化工工业中广泛采用的加热及冷却设备等，制糖工业和造纸工业的糖液蒸发器和纸浆蒸发器，这些都是换热器应用的大量实例。

它不但是一种广泛应用的通用设备，并且在某些工业企业中占有很重要的地位。

例如在是有化工工厂中，它的投资要占到整个建厂投资的1/5左右，它的重量站工艺设备总重的40%；在年产30万吨的乙烯装置中，它的投资站总投资的25%。

由于世界上燃煤、石油、天然气资源储量有限而面临这能源短缺的局面，各国都致力于新能源的开发，并积极开展预热回收及节能工作，因而换热器的应用又与能源的开发及节约有着密切的联系。

管排数对翅片管式换热器换热性能的影响

对于不同管排数的翅片管换热器一些学者通过实验研究了管排数不同对传热系数压降因子换热因子和摩擦因子等方面的影响而针对换热器的管排数不同以及结合不同制冷剂质量流量变化对换热量和压降等方面的影响研究较少因此本文首先选择市场上销售量占比较高的格力与美的品牌的3台15匹家收稿日期
第 45 卷第 1 期 2020 年 2 月
Coil Designer 软件对这 3 台换热器进行不同工况的模拟，将 1 排管换热器利用焓差实验与 Coil Designer
软件模拟进行对比，验证该软件误差较小。制冷剂分别选用 R410A 和 R32，质量流量范围为 0.01～0.10 kg/s，
模拟结果表明：同一制冷剂时，管排数不同的换热器，其换热量和压降都随着制冷剂质量流量的增加
张幕瑾研究发现，管排数越少，传热系数越大，管排数最好不要大于 3[1]。Wang C C[2]利用风洞试验，对 18 台具有不同几何参数的波纹翅片管式换热器做出研究，结果表明翅片间距对 J 因子的影响可以忽略不计，管排数对压降因子的因子可忽略。张圆明等[3]对 7 个带亲水层的波纹翅片管换热器进行试验研究，分别用换热因子和摩擦因子来反映空气侧换热和压降特性，发现空气侧的换热因子随着管排数的增加而减小，管排数对摩擦因子的影响不显著，带亲水层的波纹翅片管换热器空气侧的压降特性比不带亲水层的换热器要更好一些。Fethi Halıcı 等[4]在保证雷诺数一定，气流速度范围为 0.9～4 m/s 的前提下，确定了不同管束排数下的传热系数、换热因子和摩擦因子，结果表明，湿表面的换热因子和摩擦因子均高于干表面，并且在这两种情况下，随着管排数的增加，换热因子和摩擦因子均减小。
摘要：针对家用空调翅片管式换热器，通过实验利用空气焓差法测试管排数对换热量的影响，并且

蒸发器换热性能研究_臧润清

文章编号:　1005—0329(2009)06—0082—05蒸发器换热性能研究臧润清,王洪旭(天津商业大学,天津　300134)摘　要:　以空调系统中的蒸发器为例,基于最优化方法,利用试验研究与M A T L A B编程模拟相结合的方法,对影响其换热性能的主要因素进行研究,比较了不同工况下的模拟值与实测值,其最大误差仅为2.7%。

在此基础上得知:减少分液路数可以增加蒸发器的换热量,但增幅呈下降趋势;增加风速可以提高换热量,但同时需加大风机风量,增加了设备成本,并且随着风速的增加换热量的增幅随之下降;翅片间距的减小(或管间距的减小)均能增加传热面积,同时增加蒸发器的换热量,但增幅呈下降趋势,尤其在风速较大的情况下更是如此。

关键词:　蒸发器;换热性能;编程模拟中图分类号:　T B6 文献标识码:　A d o i:10.3969/j.i s s n.1005-0329.2009.07.019I n v e s t i g a t i o no f E v a p o r a t o r H e a t T r a n s f e r P e r f o r m a n c eZ A N GR u n-q i n g,WA N GH o n g-x u(T i a n j i n U n i v e r s i t y o f C o m m e r c e,T i a n j i n300134,C h i n a)A b s t r a c t:B y s t u d y t h ee v a p o r a t o r o f a i r c o n d i t i o n i n g s y s t e mi n t h e o p t i m i z a t i o n m e t h o d,t h i s t h e s i s c o m b i n e dt h e e x p e r i m e n t a l r e s e a r c ha n d M a t l a b s i m u l a t i o n p r o g r a m m i n g,f o c u s i n g o nr e s e a r c ht h e s e m a i nf a c t o r s w h i c he f f e c t h e a t t r a n s f e r p e r f o r m a n c e.A f-t e r c o m p a r i n g t h e s i m u l a t e d d a t a a n d t h e a c t u a l d a t a,f o u n d o u t t h e m a x i m a l e r r o r p e r c e n t a g e i s2.7%.B a s e d o n t h i s c o n c l u s i o n, t h i s t h e s i s s u m m a r i z e dt h a t b y r e d u c e t h e r e f r i g e r a t i o nf l o wt h e e v a p o r a t o r h e a t t r a n s f e r c a nb e i n c r e a s e d,b u t t h e a m p l i t u d e i s i n ad e c l i n e t e n d e n c y;b y r a i s e t h e w i n d s p e e d,t h e e v a p o r a t o r h e a t t r a n s f e r c a nb e e n h a n c e d,m e a n w h i l e i n c r e a s e d f a n f l o w r a t e h a s t o c a u s e t h e f a c i l i t y c o s t i n c r e a s e d.A n d a s l o n g a s t h e w i n ds p e e d i n c r e a s i n g,t h ea m p l i t u d eo f t h eh e a t t r a n s f e r w i l l d e c r e a s e; M i n i s h t h e s p a c e b e t w e e n e a c h l a m i n a o f t h e f a n(o r e x p e n d t h e s p a c e b e t w e e n e a c h t u b e)c a n i n c r e a s e t h e a r e a o f h e a t t r a n s f e r a n d h e a t t r a n s f e r v a l u e o f t h e e v a p o r a t o r,b u t t h e i t a l s o i na d e c l i n e t e n d e n c y,e s p e c i a l l y w h e nt h e w i n ds p e e di s s t r o n g.K e yw o r d s:　e v a p o r a t o r;h e a t t r a n s f e r p e r f o r m a n c e;s i m u l a t i o n p r o g r a m m i n g1　前言目前,空调的节能已经成为一个当务之急,换热器的换热能力以及与系统的匹配情况成为影响制冷系统能耗大小的关键问题。

翅片管蒸发器空气侧长效传热与压降特性研究的开题报告

翅片管蒸发器空气侧长效传热与压降特性研究的开题报告开题报告：一、选题背景翅片管蒸发器是制冷空调系统中的核心组件之一，其作用是在蒸发器内外流体之间传递热量，并保证制冷剂蒸发的充分、均匀。

翅片管蒸发器的性能直接影响空调的制冷效果和能源消耗。

因此，为了优化蒸发器性能，研究翅片管蒸发器空气侧长效传热与压降特性具有重要意义。

二、研究意义当前，大多数翅片管蒸发器的设计采用经验式或简化模型，而存在着与实际情况不同的偏差。

研究翅片管蒸发器空气侧传热和压降的特性，有助于深入了解其内部传热机理和流体动力学特性，优化蒸发器设计和提高其性能表现。

三、研究内容本文拟从以下两个方面探讨：1、翅片管蒸发器空气侧长效传热特性：通过实验测量和数值模拟，研究翅片管蒸发器在不同工况下的传热特性，并分析其与气流参数、气相纹理参数等因素之间的关系。

2、翅片管蒸发器空气侧压降特性：通过数值模拟和试验测量，研究翅片管蒸发器在不同工况下的压降特性，并分析其与空气速度、翅片参数等因素之间的关系。

四、研究方法1、实验方法：通过测量翅片管蒸发器空气侧的温度场和气流场等参数，获取其长效传热和压降特性。

2、数值模拟方法：通过CFD（Computational Fluid Dynamics）数值模拟方法，建立包括翅片管蒸发器在内的空调系统数值模型，并分析其内部流动和热传递机理。

五、预期成果本文拟达到以下几个方面的预期成果：1、获得翅片管蒸发器空气侧的传热和压降特性数据，并分析其有关因素之间的关系。

2、探讨传热与压降之间的相互制约关系，为蒸发器的优化设计提供科学依据和参考。

3、提高翅片管蒸发器的传热效率和工作性能，为制冷空调行业的发展做出贡献。

六、研究计划安排1、前期调研：对翅片管蒸发器的基本结构、流动特性和传热机理进行深入了解。

2、建立数值模型：利用ANSYS软件建立包括翅片管蒸发器在内的空调系统数值模型。

3、设计实验方案：根据蒸发器不同工况设定实验方案，获得实验数据。

管排数对翅片管蒸发器换热性能影响的仿真计算

万方数据
·６４·
制冷技术
Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ
第１１期
型，研究了迎面风速、管排数等因素对蒸发器换热和压降性能的影响规律，对蒸发器的设计开发具有一定的指导意义。
２模型的建立
在建立翅片管式换热器模型之前，首先进行
如下假设：（１）管内制冷剂和管外空气均作一维
稳态流动；（２）空气和制冷剂在各点的流量不随
２ ∞Ｏ２ ∞Ｏ
２ ∞Ｏ
１ ∞Ｏ一事瑚）、蛹区１ ∞０
ＮｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｔｌｌｂｅｒＯＷＳｏｎｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆｔｈｅｆｉｎ．．ｔｕｂｅｅｖａｐｏｒａｔｏｒ
ＬｉｕＪｉｎｐｉｎｇ，ＹｕａｎＹｕｌｉｎｇ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒ，ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｌｕｍｐｅｄ—ｐａｒａｍｅｔｅｒｍｏｄｅｌｏｆｔｕｂｅ—ｆｉｎｅｖａｐｏｒａｔｏｒｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．。ｎｌｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｎｕｍｂｅｒｏｆｔｕｂｅｒｏｗｓｏｎｔｈｅｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆｅｖａｐｏｒａｔｏｒｉｎｉｎｖｅｒｔｅｒａｉｒ—ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒｓｙｓｔｅｍＷＯＳａｎａｌｙｚｅｄ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｔｏｔａｌｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｒａｔｅｉｎｃｒｅａｓｅｓｉｎｄｉｓｔｉｎｃｔｉｖｅｌｙａｓｎｕｍｂｅｒｏｆｔｕｂｅｌＯＷＳｉｎｃｒｅａｓｅｓ．ｗｈｉｌｅｔｈｅａｖｅｒａｇｅｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｒａｔｅｏｆｅａｃｈｔｕｂｅｒＯＷｒｅ－ｄｕｃｅｓａｂｏｕｔ１８％ｆｏｒｏｎｅｒｏｗａｄｄｅｄ．１１ｌｅｎｕｍｂｅｒｏｆｔｕｂｅｒｏＷＳｉｎｃｒｅａｓｅｓａｓｔｈｅｐｏｗｅｒｏｆｆａｎｉｎｃｒｅａｓｅｓｗｈｅｎｔｈｅｔｏｔａｌｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｒａｔｅｒｅａｃｈｅｓｍａｘｉｍｕｍ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｅｖａｐｏｒａｔｏｒ，ＴｕｂｅｒＯＷｎｕｍｂｅｒ，Ｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ

影响翅片管换热器换热值的因素有哪些

影响翅片管换热器换热值的因素有哪些翅片管换热器是一种常见的换热器，其主要作用是通过翅片管的换热表面，将热量从热源转移到冷源。

翅片管换热器的换热效率是一个重要的技术指标，影响其换热效率的因素有很多。

翅片管换热器的结构和原理翅片管换热器由一组平行排列的翅片管和支架构成，每个翅片管都由一根中心管和若干个翅片组成。

冷热介质分别通过翅片管内外的空间，完成热量传输。

翅片管换热器的原理是利用翅片管的大面积换热表面和流体的流速，使冷热介质的温度差达到最大，从而提高换热效率，实现热量的传输。

影响翅片管换热器换热值的因素1.翅片管的尺寸与数量：翅片管的尺寸和数量直接影响换热器的换热面积和流体流速。

当翅片管的数量和尺寸越大，换热面积越大，流速越慢，从而提高了换热效率。

2.翅片材质：翅片材质不同，其导热系数和热传导性能也不同。

因此，选择合适的翅片材质可以提高换热效率。

3.流体的流速与介质：流体的流速对翅片管换热器的换热效率有重要影响。

通常情况下，流速越大，热传递系数也就越大，换热效率越高。

另外，介质的物理性质和流量也会影响翅片管换热器的换热效率。

4.温度差：温度差直接影响翅片管换热器的换热效率。

当温度差越大时，热传递速率越快，换热效率也就越高。

5.径向间隙：翅片管的径向间隙不同，流体流动的速率也就不同，这会影响翅片管换热器的热传递效率。

通常情况下，径向间隙越小，换热效率越高。

影响翅片管换热器换热值的解决方法在实际的工程应用中，可以通过优化上述影响因素，来提高翅片管换热器的换热效果。

具体方法如下：1.优化翅片管的数量和尺寸，增大换热面积，提高换热效率。

2.选择合适的翅片材质，提高其导热系数和热传导性能，提高换热效率。

3.控制流体的流速和介质的流量，提高温度差，并适当增加翅片管的径向间隙，从而提高换热效率。

4.对于实际用途的换热器，可以通过模拟和实验方法来分析和优化其换热效率。

综上所述，影响翅片管换热器换热效率的因素有很多，我们需要根据实际应用的情况来综合考虑，并选择合适的解决方法，以提高其换热效率。

翅片管式蒸发器结构对结霜特性影响的研究

遍需供暖，季需供冷，时冬季除少数北方地区外，夏同
优化设计的依据。因此，研究蒸发器的结构参数对蒸发器结霜的影响是非常必要的，对提高在霜工况下热
泵系统的效率具有重要的现实意义。
大部分地区冬季温度偏高，尤其是黄河、长江流域，同
时我国热泵适宜应用的地区普遍湿度比较大。风冷热
ｕａｉｎｐｒｍｅｅｎｅｆｓｔｉｋｅｓｒｓｕｅｄｏａｅｂｅｂａｎｄｔｉｆｕｄｔａｅｅａｏａｏｏｆｒｔｎｐｒｍｅｅａｅａｒｔａａｔｒａｄｔｒｔｈｃｎｓ，ｐｅｓｒｒｐｈｖｅｎｏｔｉｅ．Ｉｓｏｎｈｔｖｐｒｔｒｃｎｉａｉａａｔｒｈｖｏｓｈｏｈｔｕｇｏｓｇｅｔｎｕｎｅｏｈｏｔｇｏｎｅｒａｆｅｃｎｔｅｆｓｉｆｎｄ—ｔｂｖｐｒｔｒｈｏｕｉｇｒｓｌａｅｇｏ￣ｅｍｅｔｗｔｏｅｆｏｅｐｒｎ，ｗｉｈｉ — ｉｌｒｎｉｆｕｅｅａｏａｏ．Ｔｅｃｍｐｔｅｕｔｈｖｏｄａｅｎｉｔｓｒｍｘｅｍｅｔｈｃｎｓｈｈｉｎｄｃｔｓｔｅｌｂｌｔｆｅｍｏｅｓｄｉｉａｅ．Ｔｅｒｓｌｓｐｏｉｅａｒｌｌｒｏｒｄｆｓｎｎｅｏｔｍｅｉｎｏｎｅｉａｅｈａｉｙｏｄｌｅｎｔｓｐｐｒｈｅｕｔｒｖｄｅｉｅｐｏｆｏｅｒｔｇａｄｔｐｍｕｄｓｇｆｉｎｄ～ｔｂｉｉｈｔｕｈｂａｆｏｉｈｉｆｕｅ

管排数对翅片管换热器积灰及压降的影响！

管排数对翅片管换热器积灰及压降的影响！为了明确积灰对翅片管换热器的长效性能的影响规律，需要了解不同管排数对翅片管换热器表面积灰量与空气侧压降的影响。

本文通过换热器积灰可视化实验，研究了管排数对换热器表面粉尘沉积量与空气侧压降的影响特性。

1、实验原理与测试样件1.11.2实验工况参数为管排数。

本文中翅片管换热器管排数选为1排、2排、3排，覆盖常见的空调室外换热器管排数。

测试样件实物与结构如图2所示，详细的结构参数如表1所示。

参照GB 13270-91的规定，实验中选用的测试粉尘组分为72%白陶土及28%炭黑，粉尘密度为2.2 g/cm3，平均粒径为10 μm[2]。

考虑到换热器实际运行环境中的粉尘浓度偏低，为了加速沉积污垢的生长，需要实验中设定的喷粉浓度远高于实际运行环境中的粉尘浓度，同时依据实际室外工作环境中空气流速，本文选取风速为1.5 m/s、喷粉浓度为10.8 g/m3进行积灰实验。

2、数据处理方法及误差分析2.1 本实验中的压降数据可由压差传感器读得，粉尘沉积量数据则由特定的关系式得出。

2.2 本实验中测量参数包括直接测量参数与间接测量参数，直接测量参数误差通过实验仪器精度直接得到。

间接测量参数包括粉尘沉积量及压降增量，通过MOFFAT[3]方法可求得误差，如表2所示。

3、实验结果与分析3.1图3是不同管排数换热器样件的积灰实物图。

由图3可知，管排数越多，换热器翅片表面积灰越严重，此外在换热管上附着大量粉尘。

这是因为，管排数增多，增大了换热器表面积，使得气流中粉尘颗粒与换热器接触发生碰撞沉积概率增大，从而导致多管排数换热器越容易积灰。

图4给出了当翅片类型为开缝片、翅片间距为1.3 mm时，管排数对粉尘沉积量与压降的影响。

由图4(a)可知，随着管排数增大，换热器表面粉尘沉积量逐渐增大，同时粉尘沉积量达到稳定时所需时间逐渐减少。

管排数为3的换热器样件表面积灰量比管排数为2与管排数为1的分别增加了54.4%和101.1%，管排数为3的换热器样件积灰达到稳定所需时间比管排数为2与管排数为1分别减少了18.6%和39.2%。

管排数对翅片管蒸发器换热性能影响的仿真计算

关键词：蒸发器；管排数；换热性能；仿真模拟
Ｎｕｅｉａｉｕａｉｎｆｉｆｕｅｅｏｈｅｎｕｂｅｕｂｅｒｗｓｏａｒｎｓｅｒｏｍａｅｍｒｃｌｓｍｌｔｏｏｎｌｎｃｔｍｆｒｏｔｆｏｎｈｅｔｔａｆｒｐｅｆｒｎｃｓ
系数有显著影响，而管排数对空气压降几乎没有
影响… ；康海军对９种平直翅片管的传热与阻力进行了实验研究，现翅片间距对传热的影响依发
赖于临界雷诺数Ｒ２；ｅｎｒ波纹翅片通道ｅ＿Ｂｒａｄ对内传热机理进行研究，现存在临界雷诺数，发管排数对传热影响趋势与平直翅片相反，变化但
低温与超导第３８卷第１期１
制冷技术
Ｒｅｒｇｒｔｏｆｉｅａｉｎ
Ｃｙ．Ｓｐｒｏｄｒｏ＆ｕｅｃｎ
Ｖｏ．８Ｎｏ．１３１１
管排数对翅片管蒸发器换热性能影响的仿真计算
刘金平，玉玲袁
（南理工大学电力学院，州５０４）华广１６０
摘要：通过对翅片管蒸发器建立集中参数模型，究了管排数对变频空调蒸发器换热性能的影响。研究结果研表明，管排数增加，总换热量的增加并不显著，管排数每增加一排平均每排管的换热量减少１％左右；但８风机功率
越大，到最大换热量的管排数也越多。达
翅片间距以及管排数等参数对传热与阻力系数的影响，为管排数对阻力系数．几乎无影响，片认厂翅厚度越小，传热越好；幕瑾研究发现，张管排数

翅片管蒸发器结霜过程动态性能的实验研究

Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｔｅｄｎｍｉｅｆｒｎｃｆｎｅ・ｕｅｅａｏａｏｆｍａｌｓａｅｒｆｇｒｔｎｉｓａｌｔｎｗｔｎｉｃｃｏｉｇｈｙａｃｐｒｏｍａｅｏｆｎｄｔｂｖｐｒｔｒｏｓｌｃｌｅｒｅａｉｎｔｌｉｉａｉｄｒｔｏｌａｉａ — ｉｏａｏｈｅｎ
ｂｓｓｆｒｔｅａｐｉａｉｎｏｅｃｎｉｏａｔｒａｄｔｅｅｏｏｃｔｈｎｆｔｅｒｆｇｒｔｎｓｓｅａｉｏｈｐｌｔｆｔｏｄｔｎｆｃｏｎｈｃｎｍｉａｍａｃｉｇｏｅｒｅａｉｙｔｍ．ｃｏｈｉｓｌｈｉｏＫｅｒｓｉｄｒｃｏｌｇ；ｏｔｉｎｄｔｂｖｐｒｔｒｐｒｒａｃｙｗｏｄ：ｎｉｔｏｉｆｓ；ｆｅ・ｅｅａａｏ；ｅｏｅｃｎｒｎｕｏｆｍｎｅ
中图分类号：Ｔ２Ｋ１４文献标识码：Ａ
ＥｘｒｍｅａｎｖｓｉａｉｎｈｅＤｙｎａｃＰｅｆｒａｃｆＦｉｅｔｂｅＥｖｐｏａｏｐｅｉｎｔｌＩｅｔｇｔｏｎｏｔｍｉｒｏｍｎｅｏｎｎｄ－ｕａｒｔｒ
维普资讯
２００８年第３６卷第０２期
文章编号：１０－０２（０８Ｏ —００ —００５－３９２０）２０５５－－
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翅片管蒸发器结霜过程动态性能的实验研究

空调器用翅片管式换热器排水性能试验研究

空调器用翅片管式换热器排水性能试验研究摘要：在供暖系统中，翅片管式换热器是最重要的换热设备之一，它还被广泛应用于动力、空调、化工等行业。

翅片管能够扩展散热面积和促进流速，增强换热性能，提高换热效率。

为了降低能耗，提高换热设备的换热性能，很多研究者在提高翅片管式换热器的换热性能方面做过大量的研究。

关键词：空调；翅片管式换热器；排水性能引言当环境温度低于空气露点时,换热器在传热过程中会有水蒸气析出,从而在换热表面形成冷凝水或霜。

冷凝水或霜的存在会增大换热器的传热热阻,且通风阻力会上升,影响空调系统的性能。

为了保证空调的正常运行,需要及时排出换热器表面的冷凝水或融霜水。

1试验方案1.1试验装置及测试方法依据动态浸渍法搭建换热器排水试验台,试验台的主体由2个亚克力材质的水箱构成,水箱底部互相连通,构成一个简单的连通器系统。

其中:敞口的箱体为测试水箱,上端封闭的箱体为辅助水箱。

换热器样件悬挂在测试水箱内,测试水箱的上方安装高精度电子秤,用于监测换热器在排水过程中的实时质量。

辅助水箱的上部设有氮气进出口管,进气管和排气管均与电磁阀连接。

另外,测试水箱的侧壁安装了2个检测测试水箱内部液位的浮球开关,其中位于上部的第一浮球开关用于防止测试水箱内的蒸馏水溢出,位于下部的第二浮球开关用于监测电子秤计重的起始时间。

在安装时,换热器样件的下沿与第二浮球开关的检测水平平齐。

换热器排水测试装置试验过程如下:首先在水箱内注入一定容量的蒸馏水,试验时打开进气电磁阀使高压氮气进入辅助水箱,推动测试水箱的液位升高至第一浮球开关检测水平,此时进气阀自动关闭。

静置30s使换热器的表面充分浸润,开启排气电磁阀,使测试水箱的液位迅速降低。

液位降低至第二浮球开关检测水平后,电子秤开始测量换热器及其表面残留水的质量。

当换热器及表面残留水的质量不再变化时,停止读取数据。

上述过程记为一个测试周期。

1.2测试样品为了提升低温制热工况下的耐霜性能,空调器室外机换热器一般采用波纹翅片;基于强化传热的考虑,室内机换热器一般采用裂隙翅片。

技术研究：湿工况下管排数对翅片管换热器表面积灰影响

技术研究：湿工况下管排数对翅片管换热器表面积灰影响翅片管换热器由于具有传热系数高、单位体积换热面积较大、容易制造等优点，已被广泛应用于房间空调器中。

当翅片管换热器用作蒸发器时，其表面经常处于析湿工况，此时空气中的颗粒物容易吸附在表面含有冷凝水的翅片上，从而对换热器的性能衰减造成严重的影响。

此外，不同管排数的翅片管换热器其表面积、流动阻力等不同，导致换热器表面积灰程度不同，使得换热器整体性能有所差异。

因此，为了能够深入探究析湿工况下积灰对翅片管换热器性能的影响规律，必须首先针对析湿工况下管排数对翅片管换热器表面积灰的影响进行研究。

0 引言现有析湿工况下翅片表面粉尘沉积特性的研究主要集中在含湿气流和淋水两个方面。

含湿气流对粉尘沉积的影响主要体现在空气湿度上。

水蒸气会湿润颗粒表面，当颗粒物相互靠近时会在接触点及其附近形成液桥，使得颗粒发生黏连从而改变颗粒体系的力学性质。

与干燥颗粒相比，湿颗粒由于在颗粒间存在液桥黏附力，使得湿颗粒更容易在表面形成较厚的污垢层。

淋水对粉尘沉积的影响主要体现在淋水量上，且随着淋水量的增大，粉尘沉积量的变化趋势是先增大后减小。

起初换热面上较少的水量有助于粉尘的粘附，随着淋水量的增大，换热面上大部分的污垢将会被淋水冲刷掉。

经淋水清洗过后的换热器的性能能够基本保持与新换热器的性能一致。

然而已有的这两个方面的研究均未考虑翅片表面发生析湿现象并附着有冷凝水时粉尘颗粒物的沉积作用，也没有考虑到管排数在析湿工况下对翅片管换热器积灰特性的影响，因此必须进行相关研究。

本文的目的是通过可视化实验，研究开窗翅片管式换热器在析湿工况下的积灰特性，分析管排数对粉尘沉积量、空气侧压降和换热量的影响。

1 实验原理与测试样件1.1换热器积灰可视化实验台由5部分组成，包括蒸汽发生系统、风道系统、粉尘发生系统、可视化测试段和称重系统。

实验台原理图如图1所示。

实验原理如下：蒸汽发生系统用于提供具有一定风速、温度和湿度的湿空气，粉尘发生系统用于提供具有一定质量流量的测试粉尘。

R744系统管翅式蒸发器换热性能的优化

③ 管壁径向温度一致，不考虑管壁热阻； ④忽略空气侧
压降，考虑空气侧结霜问题．不
１２换热模型．
基于以上假设条件，管翅式蒸发器按照制冷剂将
管排数和管长分成若干微元，在图１所示的微元段并上建立制冷剂和空气侧的流动与传热方程．
２１管排数对传热性能的影响．
改变管排数，验蒸发器的其他结构参数保持不试变．图３所示，着管排数的增加，管程质量流量如随单
减小，致制冷剂侧换热系数和压降逐渐降低；时，导同空气侧的压降阻力越来越大，使得空气侧换热系数和总传热系数不断降低；总换热量先是急剧增加，后而然
进行了动态仿真口；黄珍珍对Ｃ微通道蒸发器建立Ｏ了仿真模型，过熵分析对影响蒸发器性能的各因素通
进行了研究和比较＿．述文献的模型都侧重于分析４上］
蒸发温度对整个Ｒ４７４热泵系统性能的影响，对Ｒ４而７４
取３ｍ／．ｓ
定的尺寸标准，在其规格范围内考虑改变管外径尺寸，试验蒸发器的其他结构参数保持不变．如表４所示，随着管外径逐渐增大，制冷剂侧换热系数逐渐减小．这是因为随着管外径的增大，量流速不断减小，内强迫质管对流沸腾换热逐渐减弱，致制冷剂侧换热系数逐渐导减小．同时，由于管外径的增大，空气侧的当量直径逐

管间距对翅片管换热器热力性能的影响

关键词 :热工学 ;管间距 ;综述 ;场协同 ;翅片管
The influence of the tube p itch on the hea t tran sfer and flow resistance performance of the f inned tube hea t exchanger
表 1 试验换热关联式
Tab. 1 Heat transfer correlations of the tests
管排数
换热关系式
最大拟合偏差 △ / %
适用范围
1
N u = 0. 0758R e1. 05 ( Pt ) - 0. 732 ( df ) - 0. 306 ( Fp ) - 0. 232
1 前言
翅片管式换热器广泛应用于制冷、空调、石油、化工等工业领域。多年以来 ,对翅片管换热器热力性能的研究主要集中在强化传热方面 ,强调采用各种措施来较大限度地增强换热能力 ,但是却忽略了在增强换热能力的同时有用功耗增大幅度可能会更大的不足。
1998年 ,清华大学过增元院士及其合作者 [ 1 ] 利用能量方程在热边界层内积分对边界层的流动特性进行了研究 ,发现减小速度矢量与温度梯度之间的夹角是强化对流换热的有效措施。同时他们又结合影响翅片管热力性能的主要结构参数 : 翅片类型、翅片间距、管排数、管径和管间距等 ,认为管间距是影响速度矢量和温度梯度之间夹角的重要因素。许文 [ 2 ]一书也叙述了管间距与换热器
整体性能之间的关系 ,并且陈述了一种等流速排列的概念 ,即通过调整管间距来使管间流通截面积相等 ,认为等流速排列避免了流体周期性的加速和减速 ,因而可以减少能量损失 ,实现节能。由此看来管间距对翅片管换热器的性能影响是比较大的 ,因此对其研究有着重要意义。为了寻找经济有效的管束排列方式 ,也为了便于以后在新理论指导下进行更为深入的研究 ,本文针对管间距对翅片管换热器性能影响的国内外研究进展做了分析和概述。

排管参数对翅片管式蒸发器换热性能影响的仿真研究

排管参数对翅片管式蒸发器换热性能影响的仿真研究
王进;石艳青;于贺春;张国庆;王文博;王仁宗;张素香
【期刊名称】《中原工学院学报》
【年(卷),期】2022(33)5
【摘要】鉴于新型制冷剂R134a在空调蒸发器领域的应用良好,通过仿真模拟研究了管径、材质、排管数目、管内制冷剂的质量流量等排管参数对翅片管式蒸发器换热性能的影响。

结果表明:材质为铜管时,随着制冷剂质量流量的增大,蒸发器的出口制冷剂干度在大体上先减小后增大;铜管管径或排管数目减小时,制冷剂与管道的摩擦作用增大,制冷剂的流动阻力增大,蒸发器的出口压降会急剧增大,总换热量会缓慢增大;在管径、排管数目、制冷剂质量流量保持不变的情况下,铝管与铜管的蒸发器换热性能差异较小。

【总页数】7页(P52-58)
【作者】王进;石艳青;于贺春;张国庆;王文博;王仁宗;张素香
【作者单位】中原工学院机电学院
【正文语种】中文
【中图分类】TH12;TB65
【相关文献】
1.管排数对变频空调系统翅片管蒸发器性能影响研究
2.管排数对翅片管蒸发器换热性能影响的仿真计算
3.结霜工况下R410A翅片管式蒸发器的换热特性
4.翅片管式
蒸发器结霜性能的仿真与实验研究5.不同参数对翅片管式蒸发器性能影响及热泵化霜周期的优化
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管排数对变频空调系统翅片管蒸发器性能影响研究

管排数对变频空调系统翅片管蒸发器性能影响研究刘金平;叶立平;祁元龙【摘要】通过对2排管和4排管翅片管蒸发器进行实验研究,以确定管排数在变频制冷工况下对翅片管换热器的影响.结果表明管排数对蒸发器换热量影响比较明显,平均单位管排换热量和传热系数2排管的均大于4排管的,析湿工况下2排管的空气侧压降小于4排管的空气侧压降,并随着压缩机频率的增加更明显.【期刊名称】《制冷》【年(卷),期】2011(030)002【总页数】5页(P9-13)【关键词】变频空调系统;蒸发器;管排数;实验研究【作者】刘金平;叶立平;祁元龙【作者单位】华南理工大学电力学院,广州,510640;华南理工大学电力学院,广州,510640;华南理工大学电力学院,广州,510640【正文语种】中文【中图分类】TQ51.6+2;TB657.50 引言蒸发器作为制冷装置四大部件之一,其换热效果直接影响制冷装置的性能和运行的经济性,若采用紧凑、高效的换热器,不仅可使整个装置的体积减小、重量减轻,而且由于装置的功耗减小,使其能效比大为提高,因此,研究各种高效、紧凑的新型换热器势在必行。

近年来,制冷装置中的换热器也由平直翅片发展成各种新型翅片,如:波纹板式,百叶窗式,穿孔翅片等。

影响翅片管换热器性能的因素有很多,包括:翅片间距,管排数,管径,管间距,流路分布等,而由于国内外甚至国内各厂家生产技术水平的差异,造成对翅片管换热器的主要影响因素也不一样。

换热器的主要热阻在空气侧,国内外学者对干湿工况下空气侧换热特性以及压降特性做了大量的研究,刘金平[1]等实验研究了析湿工况下管排数对波纹翅片管换热器空气侧换热与压降特性的影响,得出2排管的换热因子要比1排管的换热因子大约60%的结论;张圆明[2]等通过对7个带亲水层波纹翅片管换热器进行实验研究,分析了翅片间距,管排数,入口相对湿度对带亲水层对翅片管换热器传热以及压降的影响;C.C.Wang[3]对18台波纹翅片管换热器进行了实验研究,结果显示翅片间距对换热性能影响可以忽略,在低雷诺数区域,管排数对换热系数的影响不显著,但在高雷诺数区由于涡流的产生换热系数随管排数的增多而增大,压降因子与管排数无关;李斌[4]等在析湿工况下对6个正弦波纹管换热器进行了实验研究,得出对流换热系数是干工况时的2.9～2.8倍,阻力系数是2.25～1.9倍的结论。

铜管管径对翅片管式冷凝器性能和经济性的影响

当铜管管径发生变化时，不但铜管内侧的制冷剂流动换热发生变化，管外侧的翅片及相应的空气流动换热也发生变化。由于空气侧的换热热阻较制冷剂侧的热阻要大得多，故研究人员将重
点放在翅片侧的换热和压降方面。黄浩亮等⑴建议当换热器管径减小时，应提高翅片密度以应对铜管换热面积的减小。吴扬等⑵认为可通过调整制冷剂流路、管间距和翅片间距的方法达到同样的换热性能。Wang C. C.等⑶针对不同规格的翅片管式换热器做了大量的试验研究，论述了关于1 排和2排平片换热器的管径对换热系数的影响。韩广明等⑷比较了制冷剂R290,HFO-1234yf和 HFO-1234ze在不同管径冷凝器时的换热量和压降情况。秋雨豪等⑸对^7 mm换热器的空气侧换热与压降特性作了试验研究。关于家用空调应用领域，赵可可等皈的研究是针对制冷剂 R410A,比
在风冷式空调产品中，为了降低铜的用量和换热器成本,以及减少机组的制冷剂充注量,采用较小管径的翅片管式换热器受到关注。常规的制冷空调产品的翅片管式换热器的管径多为9.52 mmo目前在家用空调产品中烛7 mm翅片管式换热器的应用较多,05 mm翅片管式换热器的应用开始尝试;商用空调产品也开始了 09 mm,07.94 mm和07 mm 管径的尝试。
第19卷第12期 20 1 9年 1 2 月
凋用李窒洞
REFRIGERATION AND AIR-CONDITIONING
34-38
铜管管径对翅片管式冷凝器性能和经济性的影响
王磊
（英格索兰亚太工程技术中心）
摘要针对大型风冷式制冷机组的应用，分析铜管管径变化时翅片管式换热器换热面积、管侧容积、换热量和压降变化情况,并进行材料成本和单位换热量材料成本的比较。研究结果表明，在合理选择管列间距

波纹翅片管蒸发器优化设计及性能分析

2017·0181工艺与设备Chenmical Intermediate当代化工研究波纹翅片管蒸发器优化设计及性能分析＊高天真　周俊杰（郑州大学化工与能源学院河南 450001）摘要：本文对蒸发器换热性能数值模拟，并用实验验证模拟的正确性。

结果显示，随着雷诺数的增加干湿工况努塞尔数增加，阻力系数下降。

对W，WP，PW，WPW，PWP五种翅片结构形式的换热性能分析得出WP型翅片换热效果最好，其总换热量比W型高7.2%左右。

关键词：波纹翅片；数值模拟；析湿工况；实验中图分类号：T 文献标识码：AOptimal Design and Performance Analysis of Wavy Fin Tube EvaporatorGao Tianzhen, Zhou Junjie（School of Chemical Engineering and Energy, Zhengzhou University, He’nan, 450001）Abstract ：This paper has taken numerical simulation of evaporator’s heat exchanging performance and has taken experiments to verify the accuracy of simulation. The results have showed that, along the increase of Reynolds number, the Nusselt number of dry or wet cooling conditionsincreases and the resistance coefficient decreases. After analyzing the heat exchanging performance of the five kinds of fins structures: W, WP , PW, WP W, we have got that, the heat exchanging effect of WP type of fin is the best, and its total heat exchanging content is 7.2% higher than that of W type.Key words ：wavy fin ；numerical simulation ；dehumidifying conditions ；experiment1.前言汽车工业的发展，使得人们更加追求汽车的舒适性。