結(jié)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(diào)系統(tǒng)中廣泛應用的換熱器，它在低溫環(huán)境中運行時，會碰到一個特殊問題，即濕空氣流經(jīng)燕發(fā)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(jié)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(jīng)蒸發(fā)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(jīng)換熱器的空氣阻力增大，因此改變了空氣側(cè)送風系統(tǒng)的阻力特性，并最終影響制冷空調(diào)裝置的性能。由于霜的形成受到環(huán)境干濕球溫度、風量、換熱器結(jié)構(gòu)參數(shù)等多種變化因素的影響，在工程設計中往往采用簡單的經(jīng)驗方法來評估和考慮霜的影響。因此，對霜的形成規(guī)律和箱的形成對燕發(fā)器性能乃至整個制冷系統(tǒng)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(fā)器除霜控制提供決策依據(jù)，而且對翅片管蒸發(fā)器乃至整個制冷裝置的優(yōu)化設計和節(jié)能節(jié)材也有重要意義.

箱的形成不僅與時間有關(guān)，而且與冷卻面的幾何形狀、周圍環(huán)境有關(guān)。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(jié)果對翅片間距、進風溫度和時間這些影響因索進行分析。　　　　

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(jié)藉更為嚴重，造成蒸發(fā)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　－2.3mm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(guān)系，在某一進口溫度范圍內(nèi)結(jié)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(nèi)，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(jié)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(jié)霜將停止。因此選擇適當?shù)目諝膺M口溫度，可減輕翅片管換熱器的結(jié)藉程度，改善蒸發(fā)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(jié)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(jīng)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(yōu)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(jié)霜時，進風口風道面積將會減小。這主要表現(xiàn)在當ｔ直徑發(fā)生了變化。阻力在起始一段時間內(nèi)變化很平緩，大概在３０ｍｉｎ后，阻力發(fā)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(jié)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(jīng)翅片管換熱器的阻力增大。
結(jié)論：翅片管換熱器的結(jié)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(fā)器的換熱性能變差（制冷ｔ減小，燕發(fā)溫度下降），空氣阻力增加，進而使系統(tǒng)性能下降，因此箱的形成對制冷系統(tǒng)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(fā)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(tǒng)的優(yōu)化設計和運行控制，提高整個系統(tǒng)的運行效率和性能，對制冷空調(diào)系統(tǒng)有粉較重要的理論憊義和實際應用價值。