本文采用計算流體力學方法,研究了翅片管、常規(guī)微通道及插片式微通道三種風冷換熱器的結霜特性,通過實驗分析了它們在不同工況下的換熱能力和結霜工況下的能力衰減情況。結果表明:插片式微通道換熱器翅片表面溫度及空氣入口溫度分別比常規(guī)微通道高5℃和2℃,相比常規(guī)微通道會在一定程度上延緩霜時;插片式微通道換熱器的換熱能力在3種風冷換熱器中最優(yōu),在額定制冷、額定制熱、中間制冷和中間制熱工況下,比翅片管和常規(guī)微通道分別高7.9%和4.2%;在結霜工況下運行2,040 s時,翅片管換熱器的換熱能力衰減最小,分別比常規(guī)微通道和插片微通道低84.3%和52.7%。 

【文章來源】：制冷技術. 2020,40(05)

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

3種風冷換熱器結構

以翅片管換熱器翅片的計算域為例，網(wǎng)格劃分結果如圖2所示。本例在建立上述換熱器仿真模型時，進行了一些合理的簡化：1）不考慮管內制冷劑側傳熱的影響，換熱管內壁溫度一致且恒定為10℃；2）假定換熱管與相鄰翅片之間無縫隙，接觸熱阻為0;3）換熱器處于均勻送風狀態(tài)，且參與熱交換的空氣為嚴格干空氣，不考慮水蒸氣的影響。其中，換熱器迎面空氣的干球溫度位27℃，風速為2 m/s;4）空氣按照理想氣體計算，其物性由NIST REFPROP軟件在10～27℃范圍擬合得到。

圖3所示為3種換熱器翅片表面在迎風面處的溫度分布。由圖3可知，插片式微通道換熱器翅片在空氣流動垂直方向無溫度梯度，翅片表面溫度約為16℃。該類型翅片迎風面上的表面溫度在3種換熱器翅片中最高，這有助于延緩結霜，但效果有限，一旦翅片表面溫度低于霜點，霜將在迎風面上均勻生長，從而快速造成霜堵，另一方面較高的翅片表面溫度也體現(xiàn)了插片微通道端部翅片效率較低。常規(guī)微通道換熱器翅片表面平均溫度約為11℃，溫度梯度約為0.25℃/mm。該類型翅片的表面溫度在3種換熱器翅片中最低，在迎風面上極易結霜，霜的生長將從兩端向中間進行，但這種過程極短因為翅片表面溫度均較低且通道較小。翅片管換熱器翅片表面平均溫度約為15℃，溫度梯度約為0.17℃/mm。該類型翅片的表面溫度介于插片式微通道和常規(guī)微通道之間，但其溫度梯度使霜層不均勻生長，從兩端向中間進行，與微通道不同之處在于，霜的生長造成霜堵的情況不同，起始結霜點基本上在換熱管的對面，對有效流通截面的影響不明顯，因而其結霜時間較長。

【參考文獻】：
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本文編號：3044816