空调用空气换热器翅片形式的选择

《空调用空气换热器翅片形式的选择》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、空调用空气换热器翅片形式的选择摘要：实验数据表明，在干工况下，波纹翅片比平板翅片的传热约提高11%，开缝翅片比平板翅片传热提高22%；但在湿工况下的传热特性由于存在膜状凝结，引起传热热阻的增加，规律与干工况下有所不同。另外，翅片的多波多折增加了空气流动阻力和动力消耗。本文分析了不同翅片的换热特性和阻力特性，针对不同场合下（干工况、湿工况及洁净空调系统中等）使用的空气换热器提出了较为合理的翅片形式和换热器结构。为工程设计人员的合理设计选型提供参考。关键词：空气换热器翅片形式传热特性阻力特性1.前言　　在空调工程中，空气的加热和冷却处理过程中大量用到

2、的翅片管换热器采用盘管形式，　　传热管束是用直径较小的紫铜管穿上铝翅片，排成2至8排制成管束。冷热水在管内为蛇形往复流动，空气在管外翅片间穿行，同时被加热或冷却。翅片采用整体式翅片形式，翅片片型有平板型、皱纹型（其中，波纹板应用最多）及开缝型（如条缝型、百叶窗型等），见图1。从1990s开始，百叶窗型的翅片在欧洲得到了大力发展。（a）　　　　(b)　　　　(c)　　　　　　(d)　　　　(e)　　　　(f)图1几种翅片形式　　（a）平板矩形百叶窗；（b）波纹板弧形百叶窗；（c）小翼带矩形百叶窗型；（d）横向皱纹板；（e）点状皱纹板；（f）三角形波

3、纹板　　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。大量的实验发现：在获得好的热交换特性的同时，不可避免地造成了摩阻的增加。在给定的热交换器尺寸和风机运行曲线下，压力损失的提高必然造成空气流速的降低，并进而使空气与翅片壁面之间的传热温差降低。其次，空调工程中所使用的大部分换热器都是干、湿工况交替运行的，而不同翅片换热器在湿工况下的换热及阻力特性与干工况下相比，有很大差异。因此，如何正确选用翅片形式，对热交换器实际工作特性的影响不容忽视，最好的是在换热与阻力损失之间找到一种折衷的方案。2.干工况下各种翅片换热器的性能对比2.1换热系

4、数和压降损失　　GiovanniLozza和UmbertoMerlo［1］对翅距2mm，翅厚0.11mm，管间距25mm，排间距21.65mm的各种翅片（见表1）进行了对比试验，试验时的迎面风速为1m/s到3m/s。表征空气侧换热强弱的Colburnj因子和摩阻因子f与Re数的关系见图2和图3。表1各种翅片形式翅片代号翅片形式开缝或皱纹宽度（mm）PNCL1L2/s时，它们与平板翅片换热器的换热因子的倍数见表2。　　百叶窗型的翅片可极大地改善热交换性能，特别是弧形百叶窗翅片可获得非常高的换热系数，几乎是波纹片的两倍。但引起的阻力损失也较大；影响大

5、小与条缝高度有关。比如X1（开缝宽度为1mm）型翅片换热器，其换热特性与其他高度的相比并无明显提高，但阻力特性增长却比较明显，因此，百叶窗条缝高度应严格控制。　　另外，从图2及图3中还可看出，弧形百叶窗翅片的换热性能较矩形百叶窗翅片的增加较大，但压降损失与相同开缝宽度的矩形百叶窗式相比只是稍大一些。表2各种翅片在迎面风速Vy＝2.5m/s时的性能参数对比　NCL1L2WX1X2X3j／j平板1.141.271.541.801.832.362.142.28f／f平板1.181.241.451.902.292.702.132.112.2影响换热器性能

6、的几何因素　　2.2.1翅片间距　　关于翅片间距对换热性能的影响，Rich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。cQuiston（1978a）指出湿工况下空气侧换热系数较干工况下略低，而Eckels和Rabas（1987）却得到相反的结论。

7、　　K.Hong和R.L.imaki（1987）对带亲水涂层的换热器进行了研究，他发现，采用亲水涂层翅片后，湿工况下的压降降低到原来的40～50％；且空气侧的热传递系数增加了2～3个百分点。K.Hong和R.L.TD降低。因此，设计人员应充分了解所选换热器的翅片形式，并根据使用场合不同区别对待。　　（1）在干工况下，尽量采用换热系数大的翅片形式，如开缝翅片，其中弧形百叶窗翅片形式换热特性更为突出；但由于开缝翅片的阻力较大，因此，在需要相同换热量时，尽量选用迎风面积较大的，而不是排数较大的，以充分利用增强型翅片的优点，而不增加它的风机功率；　　（2

8、）在湿工况下，开缝翅片的阻力增加较多，系统风量会减少，此时，可考虑采用波纹形翅片换热器，且翅片间距不宜太小；　　（3）当翅片换热器需要在