结霜工况下的翅片管换热器的性能分析

翅片管换热器是制冷空调系统中广泛应用的换热器，它在低温环境中运行时，会碰到一个特殊问题，即湿空气流经燕发器时，当翅片温度低于空气的露点温度时，空气中的水蒸气将析出并在翅片表面上凝露；当翅片温度低于０℃时，凝结的水还会在翅片表面形成霜层。霜的形成不仅增加了翅片管换热器的导热热阻，减少了换热ｔ，而且会使翅片间的通道面积减小，流经蒸发器的空气流量下降，使换热器传热性能和工况恶化；空气流通截面积的减少亦导致流经换热器的空气阻力增大，因此改变了空气侧送风系统的阻力特性，并最终影响制冷空调装置的性能。由于霜的形成受到环境干湿球温度、风量、换热器结构参数等多种变化因素的影响，在工程设计中往往采用简单的经验方法来评估和考虑霜的影响。因此，对霜的形成规律和箱的形成对燕发器性能乃至整个制冷系统性能的影响进行分析，并建立有效的计算模型是极为必要的。它将为蒸发器除霜控制提供决策依据，而且对翅片管蒸发器乃至整个制冷装置的优化设计和节能节材也有重要意义.

箱的形成不仅与时间有关，而且与冷却面的几何形状、周围环境有关。最主要的有：冷却面的几何形状、空气的温度、湿度、以及气流的速度等。下面就模型的计算结果对翅片间距、进风温度和时间这些影响因索进行分析。　　　　

１翅片间距　　　　霜层厚度随着翅片间距的增大而加大，当翅片间距增大时，由于结藉更为严重，造成蒸发器换热性能的大大下降。这是因为翅片间距小时，相邻翅片间的热边界层相互影响，从而破坏了原来的热边界层，对换热是有利的。因此翅片间距不宜太大，一般取1.7mm　－2.3mm之间为较佳.
２空气进口温度　　　　箱层厚度与空气的进口温度有很大的关系，在某一进口温度范围内结霜较严重，但超出这个范围，霜层很薄。也就是说，籍层并不是随着空气的进口温度线性变化。在某一段时间内，霜层厚度可以近似为随着空气的进口温度线性变化，而随着进口温度的增大，藉层厚度开始有所下降。这是因为空气温度低时，空气与翅片之间的温差大，结籍更厉害，而当空气温度进一步升高时，空气与翅片间的温差减小，并且到某一程度结霜将停止。因此选择适当的空气进口温度，可减轻翅片管换热器的结藉程度，改善蒸发器的换热性能.
3，时间的影响 ，在不同的翅片间距下，霜层厚度随着时间的增加也是逐渐增大的。这是因为箱层随着时间的推移，逐渐在原来的厚度上重新结藉，增加了藉的厚度，同时藉的密度也在这一过程中得以增加．也就是说霜层由疏松状逐渐变得密集,30分钟后霜层厚度已经达到２一３ｍｍ了，对换热造成了严重的影响，因此化霜时间的优化控制对减小霜的厚度，提高翅片管换热器性能有着十分重要的意义。当在翅片表面结霜时，进风口风道面积将会减小。这主要表现在当ｔ直径发生了变化。阻力在起始一段时间内变化很平缓，大概在３０ｍｉｎ后，阻力发生突变，随着时间的推移，阻力也急剧上升。这是因为刚开始时，结霜ｔ较少，当３０ｍｉｎ后，霜层厚度已达到不可忽略的程度，由此引起翅片间距减小，造成进风速度增加使空气流经翅片管换热器的阻力增大。
结论：翅片管换热器的结霜受翅片间距、进风温度和时间等因素的影响，箱的形成使蒸发器的换热性能变差（制冷ｔ减小，燕发温度下降），空气阻力增加，进而使系统性能下降，因此箱的形成对制冷系统换热器而言是不利的因素。本文对影响藉形成的因素以及箱形成后对蒸发器性能的影响进行了理论分析并建立了计算模型，它将有助于系统的优化设计和运行控制，提高整个系统的运行效率和性能，对制冷空调系统有粉较重要的理论惫义和实际应用价值。