受限空间中翅片管换热器的性能分析

张 杰 谷 波 方继华

(上海交通大学机械与动力工程学院 上海 200240)

翅片管换热器以其高效的换热能力，紧凑的结构形式常用作制冷设备中的换热部件，其对空气的处理过程将直接影响到制冷系统的运行稳定性。因此，分析和研究翅片管换热器的特性，不仅有很重要的现实意义，而且对节能减排有重要的推动作用。目前，大部分翅片管换热器的研究过程［1－8］并未考虑到大型空调系统对整体设备框架的要求。例如组合式空调箱，机组型号的选定使得整体设备框架的高度和宽度被限定，换热器只能置于有限的空间单元内，性能的影响因素异于普通的换热器，变负荷下的调节方式有所不同。

基于组合式空调箱中翅片管换热器的模型结构，提出一种适用于受限空间中翅片管换热器设计计算的集总参数模型，在通用热力学方程式上采用二分迭代法对模型进行求解。建立一个功能全面，使用方便快捷的翅片管换热器的数字化设计平台。通过实验分析预测一些可变参数:循环风量、水流量、进水温度;沿气流方向排数、翅片间距、水路数等［2－8］对管束换热传质效率的影响，评估变负荷时换热器在不同调节方式下的运行状态。

1 模型建立

1.1 模型概述

受限于整体的框架结构，此类翅片管换热器的管束排列方式有着显著的区别，为此引入“回路形式”的概念，以此来区分出不同回路形式下换热器的不同水路数。以8排管为例，半回路形式是指第一排管面上每间隔一根管子进水，流经盘管16次后出水;全回路形式是指第一排管面整体进水，流经盘管8次后出水;双回路形式是指第一排和第二排管面上整体进水，流经盘管4次后出水。……