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admini 添加時間：2023-10-20 11:44:59 瀏覽：
換熱器設(shè)計是一項十分重要的工作，它涉及到換熱設(shè)備的成本、運行及性能狀況等。為改善換熱器性能，提高系統(tǒng)能效，優(yōu)化換熱器結(jié)構(gòu)需要從許多不同角度考慮。從換熱基本方程式可知在相同迎風(fēng)面積下改變翅片管排數(shù)可以使傳熱面積增大，必然使得換熱量增大，但是，針對不同使用用途的翅片換熱器，其具體排數(shù)的合理性有必要作出相應(yīng)的分析。
本文將就管排數(shù)對翅片管換熱器在不同工況下的性能，在實際生產(chǎn)選擇上作出分析并提出參考。
1 模型的建立
2 約束條件及工況
利用EVAP-COND軟件，研究翅片管蒸發(fā)器在中三角風(fēng)速分布下，不同管排對空調(diào)蒸發(fā)器和冷風(fēng) 機(jī)蒸發(fā)器性能的影響的比較。翅片管蒸發(fā)器的幾何參數(shù)如表1所示。
支路布置形式如圖1所示
以常用空調(diào)器和以適用于溫度為0℃左右的冷庫冷風(fēng)機(jī)為例。為保證壓縮機(jī)運行工況穩(wěn)定，以制冷劑出口狀態(tài)作為蒸發(fā)器模擬的運行條件，蒸發(fā)器進(jìn)口空氣干、濕球溫度相關(guān)參數(shù)分別采用如下表2 所示。
3 模擬結(jié)果及分析
為便于對兩種不同類型蒸發(fā)器適用場合下的模擬分析，現(xiàn)對空調(diào)器蒸發(fā)器運行工況記為工況一，冷 風(fēng)機(jī)蒸發(fā)器運行工況記作工況二（如表2）。在設(shè)定好的模擬條件下，研究不同管排數(shù)（見圖1）對蒸發(fā)器換熱性能的影響。翅片管蒸發(fā)器在兩種不同工況下的整體換熱量隨管排數(shù)的變化如圖2所示。
由如圖2可以得出，隨著管排數(shù)的增多，兩種工況下蒸發(fā)器的換熱量依次增大。對于工況一，最大 值為5排管時的7.89kW，最小值為2排管時的4.51kW，最小值比最大值小42.8%；對于工況二，最小值比最大值小64.8%。由于換熱接觸面的增加直接導(dǎo)致?lián)Q熱量的增加，可以看出增加幅度逐漸變小。制冷劑流量對翅片管蒸發(fā)器換熱量產(chǎn)生重要影響，制冷劑流量隨管排數(shù)變化如圖3所示。
由圖3可以看出，隨管路數(shù)的增加，兩種工況下制冷劑流量的變化趨勢與圖2中換熱量均基本保持一致，管路數(shù)越多增加趨勢逐漸變緩。制冷劑側(cè)的傳熱系數(shù)主要取決于制冷劑的流量，因此制冷劑流量也直接影響到翅片管蒸發(fā)器的總換熱量。兩種不同工況下翅片管蒸發(fā)器的壓降隨管排數(shù)的變化如圖4所示。
由圖4結(jié)合圖3所示，當(dāng)管排數(shù)增多時，管路內(nèi)的制冷劑流量增大，隨著制冷劑沿流動方向的吸熱蒸發(fā)，使得沿程干度增大，氣體逐漸增多，導(dǎo)致管內(nèi)的平均流速逐漸增大，同時壓降也在增加，由圖4 可知兩種工況曲線的斜率并不相同。壓降隨管路數(shù)的增加幾乎呈線性正相關(guān)。顯熱比是顯冷量和總冷量的比值，是能夠反映制冷量利用程度的指標(biāo)。對空調(diào)器需要制冷量來滿足空調(diào)房的溫度需求，對冷庫冷風(fēng)機(jī)都需要制冷量來滿足庫溫對食品的保鮮需求。其中顯熱制冷量是能夠 反映降溫性能的。圖5顯示了蒸發(fā)器的顯熱換熱量隨管排數(shù)的變化在總換熱量中的占比情況。
在給定工況下，翅片管蒸發(fā)器換熱量主要來自蒸發(fā)器中制冷劑的相變顯熱。圖5可以看出兩種工況蒸發(fā)器的顯熱換熱量隨管排數(shù)的變化及在總換熱量中的占比，可以發(fā)現(xiàn)2排管換熱量最低，隨排數(shù)增多換熱量增加幅度不大，對于家用空調(diào)器3排管換熱量比較明顯，對于高溫冷藏庫由于溫差小溫控好，宜控制小溫差大風(fēng)量。
4 結(jié)論
本文對給定翅片管蒸發(fā)器的幾何參數(shù)、支路布置形式及模擬運行條件下，對比了兩種工況下5種管排數(shù)布置對蒸發(fā)器換熱的影響，得出以下結(jié)論：（1）隨管排數(shù)的增多，兩種工況下蒸發(fā)器的換熱量依次增大。對于空調(diào)器，最小值比最大值小 42.8%；對于冷風(fēng)機(jī)，最小值比最大值小 64.8%。由于換熱接觸面的增加直接導(dǎo)致?lián)Q熱量的增加，此外增加幅度逐漸變小。（2）管排數(shù)的增多使制冷劑流量和壓降都增大。當(dāng)管排數(shù)增多時，管路數(shù)多的壓降更大，幾乎呈線性正相關(guān)；制冷劑流量的變化趨勢與換熱量基本保持一致，管路數(shù)越多增加趨勢逐漸變緩。
（3）對于空調(diào)器選用多排數(shù)時，可適當(dāng)提高迎面風(fēng)速，以增強后面幾排的的傳熱，建議3排最佳；對于食品冷凍冷藏冷風(fēng)機(jī)，進(jìn)出風(fēng)溫差受風(fēng)量的影響較大，為避免進(jìn)出風(fēng)溫差大，增加食品干耗，建議小溫差大風(fēng)量控制電耗情況下，可以適當(dāng)增加排數(shù)以4排管。
