結霜工況下的翅片管換熱器的性能分析

翅片管換熱器是制冷空調系統中廣泛應用的換熱器，它在低溫環境中運行時，會碰到一個特殊問題，即濕空氣流經燕發器時，當翅片溫度低于空氣的露點溫度時，空氣中的水蒸氣將析出并在翅片表面上凝露；當翅片溫度低于０℃時，凝結的水還會在翅片表面形成霜層。霜的形成不僅增加了翅片管換熱器的導熱熱阻，減少了換熱ｔ，而且會使翅片間的通道面積減小，流經蒸發器的空氣流量下降，使換熱器傳熱性能和工況惡化；空氣流通截面積的減少亦導致流經換熱器的空氣阻力增大，因此改變了空氣側送風系統的阻力特性，并最終影響制冷空調裝置的性能。由于霜的形成受到環境干濕球溫度、風量、換熱器結構參數等多種變化因素的影響，在工程設計中往往采用簡單的經驗方法來評估和考慮霜的影響。因此，對霜的形成規律和箱的形成對燕發器性能乃至整個制冷系統性能的影響進行分析，并建立有效的計算模型是極為必要的。它將為蒸發器除霜控制提供決策依據，而且對翅片管蒸發器乃至整個制冷裝置的優化設計和節能節材也有重要意義.

箱的形成不僅與時間有關，而且與冷卻面的幾何形狀、周圍環境有關。最主要的有：冷卻面的幾何形狀、空氣的溫度、濕度、以及氣流的速度等。下面就模型的計算結果對翅片間距、進風溫度和時間這些影響因索進行分析?！　　　?/span>

１翅片間距　　　　霜層厚度隨著翅片間距的增大而加大，當翅片間距增大時，由于結藉更為嚴重，造成蒸發器換熱性能的大大下降。這是因為翅片間距小時，相鄰翅片間的熱邊界層相互影響，從而破壞了原來的熱邊界層，對換熱是有利的。因此翅片間距不宜太大，一般取1.7mm?。?.3mm之間為較佳.
２空氣進口溫度　　　　箱層厚度與空氣的進口溫度有很大的關系，在某一進口溫度范圍內結霜較嚴重，但超出這個范圍，霜層很薄。也就是說，籍層并不是隨著空氣的進口溫度線性變化。在某一段時間內，霜層厚度可以近似為隨著空氣的進口溫度線性變化，而隨著進口溫度的增大，藉層厚度開始有所下降。這是因為空氣溫度低時，空氣與翅片之間的溫差大，結籍更厲害，而當空氣溫度進一步升高時，空氣與翅片間的溫差減小，并且到某一程度結霜將停止。因此選擇適當的空氣進口溫度，可減輕翅片管換熱器的結藉程度，改善蒸發器的換熱性能.
3，時間的影響 ，在不同的翅片間距下，霜層厚度隨著時間的增加也是逐漸增大的。這是因為箱層隨著時間的推移，逐漸在原來的厚度上重新結藉，增加了藉的厚度，同時藉的密度也在這一過程中得以增加．也就是說霜層由疏松狀逐漸變得密集,30分鐘后霜層厚度已經達到２一３ｍｍ了，對換熱造成了嚴重的影響，因此化霜時間的優化控制對減小霜的厚度，提高翅片管換熱器性能有著十分重要的意義。當在翅片表面結霜時，進風口風道面積將會減小。這主要表現在當ｔ直徑發生了變化。阻力在起始一段時間內變化很平緩，大概在３０ｍｉｎ后，阻力發生突變，隨著時間的推移，阻力也急劇上升。這是因為剛開始時，結霜ｔ較少，當３０ｍｉｎ后，霜層厚度已達到不可忽略的程度，由此引起翅片間距減小，造成進風速度增加使空氣流經翅片管換熱器的阻力增大。
結論：翅片管換熱器的結霜受翅片間距、進風溫度和時間等因素的影響，箱的形成使蒸發器的換熱性能變差（制冷ｔ減小，燕發溫度下降），空氣阻力增加，進而使系統性能下降，因此箱的形成對制冷系統換熱器而言是不利的因素。本文對影響藉形成的因素以及箱形成后對蒸發器性能的影響進行了理論分析并建立了計算模型，它將有助于系統的優化設計和運行控制，提高整個系統的運行效率和性能，對制冷空調系統有粉較重要的理論憊義和實際應用價值。