结霜工况下翅片管式换热器的性能分析.pdf

流体机械年第卷增刊
结霜工况下的翅片管换热器性能分析‘
上海交通大学韩荣梅谷波钱跃文
摘要对翅片管换热器在低温运行时结霜的影响因素翅片间距、空气进风浪度和
时间午进行了详细的分析计弄,并时结霜后蒸发器制冷童、空气侧阻力等进行了模型分
析。建立的模型将有助于系统的优化设计和运行拉制,提高整个系统的运行效率和性能,
对制冷空调系统有着较重要的理论意义和实际应用价值。
类挂词翅片管换热器结霜蒸发器性能
符号—干工况下的空气侧阻力,
—空气侧的换热系数乙尸—箱工况下的空气侧阻力,
混空气的始值,掩考虑翅片表面粗糙度的系数
箱层的厚度, 乙—沿气流方向的翅片长,
朴—藉层的导热系数, 心—当直径,
霜层的密度今—如片节距
霜的比热—管间距
‘—结霜的时间, 光管的外径,
饱和空气的给值,掩翅片的厚度,。
八—水的凝固热弋
空气的平均始值前言
—传热系数矽
—空气的平均密度, 翅片管换热器是制冷空调系统中广泛应用的
—单位翅片管的内表面积公换热器,它在低温环境中运行时,会碰到一个特殊
‘一饱和空气的温度,℃问题,即湿空气流经燕发器时,当翅片温度低于空
—单位翅片管的总外表面积气的露点温度时,空气中的水蒸气将析出并在翅
‘—翅片侧污垢热阻片表面上凝露当翅片温度低于℃时,凝结的水
‘—管壁的导热热阻
还会在翅片表面形成霜层。霜的形成不仅增加了
—空气的平均含湿资
翅片换热器的导热热阻,减少了换热,而且会使
饱和空气含湿量
湿空气的熔湿盈翅片间的通道面积减小,流经蒸发器的空气流量
湿空气的比热下降,使换热器传热性能和工况恶化空气流通截
二—最窄截面处的风速, 面积的减少亦导致流经换热器的空气阻力增大,
仇蒸发器制冷量因此改变了空气侧送风系统的阻力特性,并最终
蒸发器内表面面积, 影响制冷空调装置的性能。由于霜的形成受到环
久—传热沮差℃境干湿球温度、风量、换热器结构参数等多种变化
—空气进口沮度,℃因素的影响,在工程设计中往往采用简单的经验
—空气出口沮度,℃方法来评估和考虑霜的影响。因此,对霜的形成
一一蒸发器的蒸发温度℃
规律和箱的形成对燕发器性能乃至整个制冷系统
阻力增加系数
—由于霜表面粗糙而使换热系数增强的系数性能的影响进行分析,并建立有效的计算模型是
, 本文研究系国家,刀点苍础研究发展规划项目资助课题
收稿日期
一一一种,‘,
极为必要的。它将为蒸发器除霜控制提供决策依,二
据,而且对翅片管式燕发器乃至整个制冷装置的湿空气的熔和比热用公式
优化设计和节能节材也有重要意义。。。‘。,,。。,。。、
,二十十


模型的建立二十

则
图所示为翅片管式蒸发器剖面示意图。
一

心
二一

在结霜工况下空气与翅片表面间的当且换热
系数


图翅片管式燕发器·
我们取两个相邻翅片及这两个翅片间的圆管
式中二一
为研究对象进行建模分析。图为空气流经翅有关文献给出了藉层厚度与结箱时间
片管换热器的示意图,由于蒸发器的传热具有热
和泄湿量间的关系
交换和质食交换的特点在此过程中空气中的水
今”
分将部分析出而凝结在翅