翅片管蒸发器忽略过热段计算的修正方法分析

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1、翅片管蒸发器忽略过热段计算的修正方法分析丁海斌郭超（大连金昱新能源科技开发有限公司）摘要：由于影响翅片管蒸发器传热计算的因素较多，关联式比较复杂，工程设计人员通常作一些忽略次要因素的处理来简化计算。本文将设计对象定位在空调用翅片管蒸发器，针对设计计算中忽略过热段因素的修正问题，从湿空气冷却效率关联式出发，分析提出翅片管蒸发器设计忽略过热段因素的修正方法和原则。关键词：翅片管式蒸发器制冷换热器优化设计Analysisofmodificationmethodoffin-tubeevaporatordesignwithsuperheatedpartneglectedDingH

2、aibinGuoChao(DalianJinyuNewEnergyTechniqueDevelopmentLtd.)ABSTRACT：Becauseofmanyfactorsinfluencingtheheatexchangecalculationoffin-tubeevaporatorandthecomplicatedcorrelations,engineersusuallyneglectthesubordinationfactorstosimplifythecalculationandtomakesomemodificatioFordesignoffin-tubee

3、-vaporatorofairconditioner,proposesthepropermethodandprinciplestomakethemodi-ficationwhenthesuperheatedpartisneglected.KEYWORDSfin-tubeevaporator;refrigeration;heatexchanger;optimumdesign由于影响翅片管蒸发器传热计算的因素较多，关联式比较复杂。一直以来，工程设计人员通常作一些忽略次要因素的处理来简化计算，再进行一定的修正。然而这样作还是经常达不到预期效果，所配用机组能力达不到要求，因此如

4、何合理地对被忽略的因素进行修正非常重要。影响设计结果与实际状况不符的因素较为复杂，但通常忽略过热段的影响是造成这种结果的主要因素之一。根据工作实际需要，笔者将研究空调用翅片管蒸发器的设计问题（它通常带有热力膨胀阀；制冷剂在离开蒸发器前要完全蒸发，这种空气冷却器也称作干式膨胀蒸发器），分析翅片管蒸发器设计过程中修正忽略过热段这一因素的方法，提出修正结果对原设计的影响，指出错误的修正思路将导致的设计问题，并通过实例进行说明。1忽略过热段的修正分析一般认为，采用忽略过热段影响的方法设计计算换热器时，计算面积与实际面积（或者区分两相区和过热区计算时的结果）相比会偏小，因此计算面

5、积一定要加一些余量才能满足实际要求。这一观点来自下面的分析[1]：过热区按两相区处理时，对数平均温差偏大，同时过热段制冷剂放热系数比较小，即△Tmtp>△Tms，Ktp>Ks，因此可知：[Qtp／(Ktp×△Tmtp)+Qs／(Ks×△Tms)]>(Qtp+Qs)/(Ktp×△Tmtp).式中，脚标m，tp和s分别表示对数平均、两相区、过热区。即区分两相区和过热区计算出的面积要大于忽略过热区计算的面积。这一结论似乎很清楚，但它会使翅片管式蒸发器产品的优化设计走进误区，无法预测和把握实际经过蒸发器空气的处理过程。这往往是设计结果与实际状况不符的主要原因。下面就这方面加以分

6、析：冷水机组、乙二醇机组的蒸发器，载冷剂经过蒸发器只发生温度变化，在计算过程中，通常根据简化设计条件，根据Q=K×A×△T确定换热面积[1]，然后再针对忽略的因素对面积进行修正。上面的分析对此种情况是适用的。但是简单套用这一思路进行翅片管式蒸发器设计将必然导致设计结果与实际情况不符。与冷却液体载冷剂的蒸发器不同的是，空气流经翅片管式蒸发器时发生的是温、湿度变化。由冷却效率公式：（1）（2）（3）式中，η为冷却效率，h1和h2分别为空气进出口焓值，aa为空气侧对流换热系数，Ma为空气质量流量，A为空气侧换热面积，Va为迎面风速，a为肋通系数，N为排数，Cp空气定压比热容，

7、为空气密度。根据设计条件，一般空气的处理过程是确定的。当蒸发器进出口空气状态给定后，冷却效率即为定值。当结构参数和迎面风速一定时，便可以确定换热面积。就是说空气侧对流换热系数和空气的起始状态就决定了换热面积的大小，并没有涉及到制冷剂，换热面积似乎并不会因为忽略过热段设计而减小。设计时通常按无过热度考虑，但实际运行中过热度是存在的，制冷剂侧的平均换热系数、空气与制冷剂之间的平均对数换热温差均比设计值小。根据公式Q=K×A×△T，通常认为，如果不修正面积，蒸发器换热量就达不到设计需要。这正是翅片管式蒸发器设计修正过程中需要注意的地方。实际上在