不同翅片形式的换热器,其空气侧换热系数及阻力特性均有所差异。那么,影响制冷空调换热器性能的主要因素是什么呢? 图:各种翅片形式 影响换热器性能的3大因素 1、翅片间距 关于翅片间距对换热性能的影响,有学者研究了管径为13.34mm,管间距为27.5mm,排间距为31.75mm情况下的14种平板翅片盘管的情况。试验结果得到:4排管时,换热性能与翅片间距无关;每排管的压力降也与管排数无关。然而对1排或2排管,规律有所不同。ReDc>5000时,涡流的影响占据了重要位置,翅片间距的影响可忽略。当ReDc<5000时,热交换性能随翅片间距的减小而增大。研究发现:较高的空气流速和较大的管排数都会导致涡流区域的产生,因此,翅片间距对换热系数的影响均可忽略。 2、管排数 对于平板型翅片:在管排数较大、翅片间距较小,且雷诺数较低时,管排数对换热特性的影响才显著起来。 当ReDc<3000时,由于边界层的影响,换热因子将随管排数的增加而减小;管排数对摩擦阻力因子的影响相对较小。然而当ReDc>3000时,管排数对换热的影响将减小。 对于波纹型翅片:低雷诺数下,管排数对换热系数和摩擦系数没有明显的影响;而在高雷诺数下,换热系数会紧接着管排数的增加而增加。 对于开缝型翅片:低雷诺数下,管排数对换热系数有显著的影响,换热因子会紧接着管排数的增加而急剧降低;管排数对摩擦因子的影响相对较小。 (备注:雷诺数(Reynolds number)是一种可用来表征流体流动情况的无量纲数。Re=ρvd/μ,其中v、ρ、μ分别为流体的流速、密度与黏性系数,d为一特征长度。例如流体流过圆形管道,则d为管道的当量直径。利用雷诺数可区分流体的流动是层流或湍流,也可用来确定物体在流体中流动所受到的阻力。) 3、管径 对于平板型翅片,管径越大的,造成管后的无效面积也越大。换热系数紧接着换热管管径的减小而稍有增大。比如,对于单排管和双排管,Dc=8.51mm时的换热系数比Dc=10.23mm的稍高;但Dc=10.23mm的压降却比Dc=8.51mm的要大10%-15%。 对于其他的翅片类型(波纹型翅片、条缝型翅片、百叶窗翅片),采用小管径,同样可以减小管排的拖曳作用,从而增大管外换热系数;并能够减小压降损失。如:对百叶窗翅片,当迎面风速Vfr<1.5m/s时,采用小管径的多排管结构有利于提高换热器的换热性能,并能够减小10%的压降损失。 空调换热器设计注意 1、进出口也要尽量隔远一些,避免复热。 2、不要只从一侧进,从另外一侧出,要两侧都要流过,从而避免单侧过热或过冷,从而换热不均造成换热效率下降。 3、制冷剂在管路流动时,紧接着干度的增加,换热效率不断提高,所以流路中后段的换热能力比前段的会高。 以下是一些公司冷凝器的回路设计,仅供参考。下图显示了紧接着制冷剂质量流速的增加,换热效果的变化,还有不同的回路设计,换热效果也不同,特别是对制冷剂质量流速的大小也有不同的要求。
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