【HETA】翅片式换热器8大设计参数

翅片换热器8大设计参数

1．换热器温度参数：蒸发温度一般为3-8℃，冷凝温度一般为45-54℃（这是舒适性空调设计计算的温度值，压缩机的名义制冷量也是按这个测试出来的）。进出风温度差一般为8-10℃，低温装置中蒸发器的温差会小一点。蒸发温度及冷凝温度和出风温度的温度差一般在10℃左右。

2．蒸发器中过热度一般为5-10℃(过热度不等同于吸气温度，在分体机或低温装置中会相差很大)，冷凝器中过冷度一般为5-8℃。

3．蒸发器迎面风速一般为1.5-3m/s，冷凝器为2-3m/s，最窄面风速不要超过6m/s。多数迎面风速用2.5m/s。

4．管径和厚度：管径一般采用9.52 mm，7.94 mm，7mm和5mm 管径的内螺纹铜管或光管，更小管径时换热效率更高。

5．行距 x 排距：一般采用等边三角形叉排形式，比如：25.4x22mm ，25x21.65mm等。也有用25.4x19.5mm，21X13.6mm的。

6．翅片：一般厚度为0.095-0.3mm，间距为1.1-2.5mm，蒸发器因为有冷凝水要选大点的间距，冷凝器因为是干式换热，可以选小些。冷冻装置的蒸发器考虑到结霜问题，一般在3-6mm。对于蒸发器或热泵系统的冷凝器都会采用亲水铝泊。也有些会用素片然后喷漆防锈。翅片形状主要有平片，波纹片，条缝片，或两者结合的波纹条缝片。

7．管路结构：蒸发器一般为2-6 排，冷凝器为1-6 排，因为排数太多，后面的管排换热效果会变差，如果因为结构不得不用较多排数的话，迎面风速要适当增大，以保证后面管排的风量。每一回路一般不要超过12-18m 左右，蒸发器取下限值，冷凝器取上限值。不过这还要考虑制冷剂质量流量。因为太短制冷剂不能充分换热，太长会引起较大的压降，不同管径压降阻力不同。蒸发器不要超过蒸发压力的5%，冷凝器不要超过冷凝压力的2%，否侧会引起机组效率的降低。一般是选定翅片的参数后可算出单位长度的外表面积，然后可算出换热所需总长度，然后对于蒸发器，因为有时在高度上有限制，或是在选用风机时考虑，有些长宽比会大些。对于冷凝器，因为结构形式很多，如U 形，V 形，L 形，所以只要尽量大的迎风面即可。

8．流路设计：一般观点认为：对于蒸发器一般是下进上出（制冷剂蒸发成气体向上走，避免积聚在管内影响换热），然后是后进前出（和进风形成逆流）。冷凝器是上进下出，后进前出（这样冷凝的液体可以尽快利用重力流出冷凝器）。但这些只是从传热学的某一方面对传热强化来说的，实际上空调换热器的换热过程是一个复杂的过程，影响换热效率的因素也是多方面的。

影响因素的一些原则参考

a.进出口也要尽量隔远一些，避免复热。

b.不要只从一侧进，从另外一侧出，要两侧都要流过，从而避免单侧过热或过冷，从而换热不均造成换热效率下降。

c.制冷剂在管路流动时，随着干度的增加，换热效率不断提高，所以流路中后段的换热能力比前段的会高。

以下是一些公司冷凝器的回路设计，仅供参考。下图显示了随着制冷剂质量流速的增加，换热效果的变化，还有不同的回路设计，换热效果也不同，特别是对制冷剂质量流速的大小也有不同的要求。

设计回路参考的两个观点

a. 对于蒸发器，随着制冷剂气体的增加，压降和传热系数也不断增加，所以在蒸发器进口可以设计少些进口分路，在后面为了减少气体以减小压降可以再增加分路，上面的方案D 就是这样设计。对于冷凝器则相反，开始时多些进口分路，后面可以把冷凝后的液体汇聚减少分路，以增加流速从而强化传热，以增加过冷度，所以这部分也叫过冷管。现在有些冷凝器已经是这样设计了。因为冷凝器一般是上进下出，所以汇集管一般在底部，也有资料说这样的强化设计也可以让热泵化霜时可能把霜化干净。

b. 换热器的迎风侧和背风侧的换热效果相差比较大，以翅片间距 1.7mm 为例，风速0.5m/s 时迎风侧换热量占总换热量的96.3%，风速3.0m/s 时迎风侧的换热量占总换热量的69.2%。主要是因为传热温差的变化，以下是空气流经换热器后的温度变化图，在背风侧，温差都变小了，从而换热效果也变差。有的公司设计了以下结构的冷凝器，以#5 为效果最好。所以要考虑如何提高背风侧的管路的换热效率，如提高风速，降低迎风侧和换热效率，即降低迎风侧出风温度，如上面的设计。