空調(diào)器換熱器設(shè)計(jì)影響因素研究

程姍

摘要：在現(xiàn)代建筑領(lǐng)域，空調(diào)作為最主要的制冷電器對(duì)人們的日常生活產(chǎn)生了至關(guān)重要的作用，通過(guò)空調(diào)換熱器進(jìn)行設(shè)計(jì)分析能夠直接提高空調(diào)器的整體性能，降低空調(diào)器的整體運(yùn)行成本，保障空調(diào)器運(yùn)行的效率。空調(diào)器產(chǎn)品型號(hào)比較多，制冷能力也各不相同，因此要高度重視對(duì)空調(diào)器換熱器進(jìn)行嚴(yán)格設(shè)計(jì)控制，有效選擇最佳換熱器設(shè)計(jì)方案。本文針對(duì)空調(diào)器換熱器的設(shè)計(jì)影響因素進(jìn)行分析，針對(duì)外部因素和自身因素等方面進(jìn)行系統(tǒng)探究，為空調(diào)器換熱器的設(shè)計(jì)研究提供重要支持。

關(guān)鍵詞：空調(diào)器;換熱器;設(shè)計(jì);影響因素

引言

換熱器是空調(diào)器的重要組成部分，會(huì)直接影響空調(diào)器的使用性能，而換熱器受到許多方面的干擾，理論設(shè)計(jì)與實(shí)際結(jié)果存在比較顯著的差異，需要對(duì)影響換熱器設(shè)計(jì)性能的因素進(jìn)行全面分析和探究，全面提高空調(diào)器設(shè)計(jì)、研究、開(kāi)發(fā)的整體質(zhì)量與水平，促進(jìn)空調(diào)器企業(yè)的全面發(fā)展。盡管引入電子膨脹閥、變頻壓縮機(jī)能夠提高系統(tǒng)的能效比，但系統(tǒng)最終表現(xiàn)依然受到換熱效率影響，所以要想提高換熱效率，就必須對(duì)換熱器進(jìn)行深度優(yōu)化。

1空調(diào)器換熱器外部影響因素分析

1.1環(huán)境因素

換熱器外部環(huán)境溫度會(huì)直接對(duì)換熱器的蒸發(fā)、冷凝溫度產(chǎn)生影響，如果溫差越大則換熱器的能力也就越強(qiáng)，在制冷時(shí)室內(nèi)的溫度也會(huì)影響換熱器的冷量。濕度越高則換熱效果越明顯，因此要對(duì)換熱器的外部環(huán)境因素進(jìn)行嚴(yán)格控制。

1.2風(fēng)量風(fēng)速

空調(diào)換熱器運(yùn)行如果風(fēng)量越大風(fēng)速越快則換熱能力也就越強(qiáng)，但會(huì)導(dǎo)致?lián)Q熱器的噪聲問(wèn)題，所以要嚴(yán)格按照性能指標(biāo)的要求對(duì)換熱器的風(fēng)量進(jìn)行嚴(yán)格控制。空調(diào)換熱器的風(fēng)量與噪音兩者不可兼得，必須根據(jù)不同的用途進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)。室外風(fēng)量的選擇也存在著換熱能力與噪音之間的矛盾，單排風(fēng)換熱器的風(fēng)量較大，會(huì)產(chǎn)生更大的噪音，多排換熱器風(fēng)量、迎風(fēng)面積相對(duì)較小，通過(guò)片距限制對(duì)風(fēng)量進(jìn)行調(diào)整。

1.3壓縮機(jī)

壓縮能力越大則制冷劑循環(huán)速度會(huì)明顯加快，增強(qiáng)了換熱器的管內(nèi)側(cè)換熱效果。但如果壓縮機(jī)的壓縮排量超過(guò)了換熱器的換熱能力，那么就會(huì)造成成本明顯上升，能源資源消耗過(guò)度，一般不提倡。

1.4室內(nèi)外換熱器能量大小的匹配

通過(guò)科學(xué)合理設(shè)計(jì)室內(nèi)外換熱器能量，不僅能夠有效減少材料消耗，同時(shí)也可以降低生產(chǎn)成本增強(qiáng)產(chǎn)品的性能。在室內(nèi)外換熱器搭配時(shí)，要盡可能注意兩者之間的性能參數(shù)。要想增強(qiáng)風(fēng)量可以采用高效銅管等材質(zhì)，而換熱器偏大則需要減少光管，降低成本。

1.5蒸發(fā)冷凝壓力

換熱器管內(nèi)的蒸發(fā)壓力與冷凝器具有密切關(guān)聯(lián)，而節(jié)流元件通常采用的毛細(xì)管，內(nèi)徑長(zhǎng)短與制冷劑、充填量控制具有明顯關(guān)聯(lián)。冷凝壓力會(huì)直接影響冷凝溫度和出液過(guò)冷度，回氣過(guò)熱度與出液過(guò)冷度會(huì)直接反映冷凝與蒸發(fā)的程度。根據(jù)積累的經(jīng)驗(yàn)，如果換熱器偏小，則需要蒸發(fā)壓力降低，如果換熱器過(guò)大，則需要降低冷凝壓力，提高蒸發(fā)壓力。

1.6充填量

在空調(diào)器換熱系統(tǒng)中充填量過(guò)多會(huì)大量存積在冷凝器之中，使整個(gè)排氣壓力明顯增加，回氣溫度下降，很容易導(dǎo)致室外換熱器結(jié)霜，影響了換熱器的最終性能。系統(tǒng)中的充填量偏小也會(huì)導(dǎo)致循環(huán)容量下降，增強(qiáng)壓縮機(jī)的排氣溫度，最終影響壓縮機(jī)的使用壽命。

1.7毛細(xì)管內(nèi)徑長(zhǎng)度

不同系統(tǒng)需要有不同的內(nèi)徑和長(zhǎng)度毛細(xì)管，毛細(xì)管的流阻偏大會(huì)造成壓縮機(jī)排氣溫度顯著上升，循環(huán)量明顯下降，高低壓差顯著增加。不匹配的壓縮機(jī)還可能出現(xiàn)制冷量下滑，管組偏小等問(wèn)題。

2換熱器性能的自身影響因素

2.1換熱器的迎風(fēng)面積

換熱器的換熱能力與迎風(fēng)面積成正比，機(jī)組尺寸材料成本也具有正相關(guān)，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中需要充分考慮外觀成本等相關(guān)因素。室內(nèi)機(jī)組的尺寸應(yīng)該設(shè)計(jì)適中，通過(guò)雙排換熱器來(lái)增大換熱面積。室外機(jī)組尺寸不宜過(guò)小，通過(guò)多排換熱器的方案能夠增強(qiáng)散熱效果。

2.2換熱器U形管的換熱面積

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要盡可能針對(duì)換熱器的U形管有效面積進(jìn)行正確使用，從而有效減少材料的浪費(fèi)。換熱器U形管有效換熱面積越大，則換熱成本也就越高，換熱能力顯著增強(qiáng)。換熱器在設(shè)計(jì)中需要結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)結(jié)構(gòu)和性能的要求來(lái)判斷換熱器的最終大小。

2.3管徑形狀的因素

目前常用的空調(diào)換熱器主要為銅管、減薄光管、高齒內(nèi)螺紋管和高低齒內(nèi)螺紋管等，管徑越小則內(nèi)螺紋齒形也就越復(fù)雜，換熱效率顯著增強(qiáng)。但同樣會(huì)造成生產(chǎn)工藝十分復(fù)雜，導(dǎo)致最終的成本明顯上升。

2.4傳熱片距和片形

傳熱片的片距主要在1.0～2.0之間，片形以雙橋型、單橋型、波紋型為主。如果片距設(shè)計(jì)過(guò)小會(huì)導(dǎo)致冷凝水塔橋，影響最終的通風(fēng)效果。片距選擇過(guò)大，孔翻邊高度過(guò)高也會(huì)增加傳熱片材料的影響。

2.5傳熱片片寬單位

以風(fēng)量相同為前提，背風(fēng)側(cè)對(duì)內(nèi)螺紋管加以利用，迎風(fēng)側(cè)對(duì)光管加以使用，其換熱量較全內(nèi)螺紋管更大。除此之外，國(guó)內(nèi)學(xué)者還對(duì)背風(fēng)側(cè)利用沖縫片、迎風(fēng)側(cè)安裝平片的換熱器展開(kāi)了研究，最終得出以下結(jié)論：迎風(fēng)側(cè)對(duì)平片加以使用，可快速提高空氣溫度，但通常無(wú)法達(dá)到?jīng)_縫片給空氣溫度所產(chǎn)生影響的力度，這表明迎風(fēng)側(cè)換熱量較全沖縫片更小。背風(fēng)側(cè)空氣所形成換熱溫差較全沖縫片更大，由此可見(jiàn)，對(duì)背風(fēng)側(cè)換熱量占比進(jìn)行加大所取得換熱效果，通常更加理想。

2.6傳熱片的親水效果

親水主要包括有機(jī)親水和無(wú)機(jī)親水兩方面，通過(guò)親水能夠避免冷凝水搭橋，從而增加風(fēng)阻，最終影響換熱效果。脹管松緊程度、U形管松緊程度會(huì)直接影響系統(tǒng)的傳熱性能，如果脹管過(guò)緊必然會(huì)造成葉片開(kāi)裂等情況，最終的熱阻明顯增加，對(duì)換熱效果產(chǎn)生巨大影響，因此要嚴(yán)格控制脹管的松緊適用度。

2.7進(jìn)出換熱器的方式

無(wú)論是單進(jìn)單出還是多進(jìn)多出，對(duì)換熱能力的影響都非常明顯，在設(shè)計(jì)中需要嚴(yán)格根據(jù)管徑管長(zhǎng)管束的多種因素，明確換熱器的進(jìn)出方式。室內(nèi)機(jī)組需要按照結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行分析，通常采用雙排換熱器對(duì)負(fù)壓吸風(fēng)式多進(jìn)多出換熱器，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行全面分析，確保蒸發(fā)速度顯著加快，提高換熱能力。

結(jié)語(yǔ)

換熱器熱效率的影響因素非常普遍，包括外部因素和自身因素。在換熱器設(shè)計(jì)中需要根據(jù)具體的使用需求和設(shè)計(jì)成本進(jìn)行全面分析與控制，采取科學(xué)高效的手法，確保換熱器的換熱性能得到有效平衡。

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