目前翅片式換熱器的標(biāo)注方式多以換熱面積的大小來標(biāo)注，大多數(shù)工程商對于冷風(fēng)機(jī)的換熱量多以“換熱量=換熱面積×傳熱系數(shù)×換熱溫差”來計(jì)算，但不同廠家因?yàn)榈脑O(shè)計(jì)、配置不同，同等換熱面積的換熱器的換熱量也不盡相同。本文就翅片式換熱器換熱量的設(shè)計(jì)因素與大家進(jìn)行探討。
翅片式換熱器的換熱量主要受到換熱管排列方式、換熱管材質(zhì)與規(guī)格、翅片材質(zhì)與規(guī)格、回路布置、分液情況、集管的設(shè)計(jì)、氣流設(shè)計(jì)，換熱面積等因素的影響。
一、換熱管的排列方式
目前冷風(fēng)機(jī)的排列方式多以叉排和正方形排列兩種排列方式。中小型冷風(fēng)機(jī)多采用叉排排列方式，大型冷風(fēng)機(jī)多采用正方形排列方式，冷凝器多采用叉排排列方式。在同等換熱面積，同等迎面風(fēng)速的情況下，采用叉排排列方式的換熱器的單位面積傳熱效率是優(yōu)于正排排列方式的；但叉排的排列方式，在氣體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的壓降要大于正排排列方式。在使用同規(guī)格的風(fēng)機(jī)的情況下，采用叉排排列方式的換熱器的實(shí)際風(fēng)量要小于正排排列方式。
二、換熱管的材質(zhì)與規(guī)格
因?yàn)椴煌馁|(zhì)的導(dǎo)熱率不同，使用不同材質(zhì)換熱管的換熱器自然換熱效率也不同。目前多數(shù)翅片式換熱器多采用銅、鋁以及不銹鋼作為換熱盤管，銅和鋁主要用于氟利昂制冷系統(tǒng)，鋁管主要應(yīng)用于氨制冷系統(tǒng)，不銹鋼管主要用于二氧化碳制冷系統(tǒng)。就材質(zhì)導(dǎo)熱率而言，銅的導(dǎo)熱率最高，鋁管居中，不銹鋼最低。同時(shí)，盤管的直徑和厚度也是影響換熱量的因素之一，不同規(guī)格盤管的最優(yōu)回路長度不同。
三、翅片的材質(zhì)與規(guī)格
目前換熱翅片的材質(zhì)主要有鋁、銅、不銹鋼等材質(zhì)，銅翅片的導(dǎo)熱率最好，但造價(jià)太高，其次是鋁翅片，而不銹鋼翅片因其優(yōu)秀的耐腐蝕性質(zhì)主要應(yīng)用于比較惡劣的使用環(huán)境。不同的翅片樣式，因其對氣流的影響不同，所帶來的換熱量也不同。對于翅片的厚度而言，厚度不同其熱容量不同。一般來說，翅片的厚度越大，在風(fēng)量一定的情況下，同等面積的換熱器換熱量就越大。但是，厚度過大會(huì)對氣流產(chǎn)生較大的壓降，導(dǎo)致通風(fēng)量減少，會(huì)使得換熱量減小；而厚度過薄，因熱容量小，換熱量也會(huì)降低。所以在設(shè)計(jì)時(shí)，要選準(zhǔn)最優(yōu)值，才能實(shí)現(xiàn)換熱效率最大化。
四、回路布置
對于翅片式換熱器而言，尤其是在制冷系統(tǒng)中，制冷劑在管內(nèi)要經(jīng)過兩相轉(zhuǎn)換區(qū)和過冷過熱區(qū)。由于制冷劑在兩相區(qū)的換熱系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于過冷過熱區(qū)，所以合理布置回路流程，使得制冷劑盡可能地處于兩相區(qū)，可以提高換熱器的換熱量。
五、分液情況
尤其是對于采用直接膨脹式的冷風(fēng)機(jī)而言，因?yàn)橹评鋭┮后w在經(jīng)過節(jié)流裝置后，會(huì)出現(xiàn)閃發(fā)的情況，變成氣液混合狀態(tài)的低溫制冷劑。如果分液器設(shè)計(jì)不合理，不能使氣液充分混合后再進(jìn)行分液，就會(huì)出現(xiàn)分液不均勻的情況，甚至?xí)霈F(xiàn)“喘振”現(xiàn)象，分液不均導(dǎo)致部分回路供液量過多，無法完全蒸發(fā)，部分回路供液量過少，制冷劑過熱，換熱效率低，最終整個(gè)換熱器無法達(dá)到理想的換熱量，甚至可能出現(xiàn)損失過半的換熱量的情況。
六、集管的設(shè)計(jì)
對于翅片式換熱器，因其存在多回路，集管的設(shè)計(jì)尤為重要，個(gè)別廠家存在為減少成本而減小集管直徑的情況。過細(xì)的集管會(huì)導(dǎo)致管路壓降過大，從而減小了換熱效率。
七、氣流設(shè)計(jì)
氣流設(shè)計(jì)首先最直觀的因素就是設(shè)備風(fēng)量的大小。以生活應(yīng)用舉例，在我們使用相同電加熱功率的電吹風(fēng)時(shí)，大風(fēng)量的吹風(fēng)機(jī)吹干頭發(fā)的速度要快與小風(fēng)量的吹風(fēng)機(jī)。翅片式換熱器也是同理：風(fēng)量增加，換熱量也會(huì)增加。但由于換熱器的導(dǎo)熱率是固定的，風(fēng)量增大到一定程度，換熱量就沒有了明顯的提升。過大的風(fēng)量還會(huì)導(dǎo)致翅片風(fēng)速過大，甚至?xí)霈F(xiàn)“吹水”甚至“吹冰”的情況，同時(shí)會(huì)導(dǎo)致用電的浪費(fèi)以及可能電機(jī)扇葉甚至是電機(jī)損毀的情況。
其次是換熱器內(nèi)部靜壓箱尺寸的設(shè)計(jì)，即扇葉到翅片邊緣的距離。如果靜壓箱尺寸不夠，就會(huì)導(dǎo)致翅片盤管通風(fēng)不均勻，損失換熱量。
八、換熱面積
換熱面積是指與空氣進(jìn)行熱交換的面積。其主要由翅片去除換熱管穿管區(qū)域后的外表面積和換熱管的外表面積兩部分組成，進(jìn)行熱交換的面積越大，所能產(chǎn)生的換熱量也是越多的。
九、結(jié)論
通過以上分析，可以讓我們清醒地認(rèn)識(shí)到，換熱面積絕不是決定翅片式換熱量的唯一因素，更不是最重要的因素，最重要的因素卻是換熱效率。在同樣換熱面積的情況下，換熱效率越高，換熱量就越高。要達(dá)到理想的換熱量，首先是要將換熱效率提升上來，然后才是在換熱效率無法提升的情況下，再通過增加換熱面積來實(shí)現(xiàn)。
對比市場上絕大多數(shù)以換熱面積作為產(chǎn)品選型的設(shè)備生產(chǎn)廠家，山商制冷公司一直堅(jiān)持采用基于換熱效率的換熱量或制冷量做為選型標(biāo)準(zhǔn)，這對滿足用戶真正的制冷需求更進(jìn)了一步，也更精準(zhǔn)，所以山商制冷設(shè)備也越來越顯示出其高效的制冷或換熱效果。
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