铝管铝套冷风机传热性能分析
发布时间：2022-7-8
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近年来有不少生产厂家在生产铝管铝套片冷风机，生产这种冷风机究竟有什么好处?本文主要想从传热效果的角度来分析探讨。
一、铝管铝套冷风机传热效果理论分析
不能简单的认为由于冷风机铝合金材料的导热系数较钢材料大，使金属壁热阻力项减小而使传热系数增大。其实这个因素是微不足道的。更重要的原因之一是铝合金大的导热系数大大了翅片效率，减小了空气侧热交换的阻力，因此了传热效率使传热系数增大。冷风机翅片效率η＝th(mL)/(mL)［1］，如果(mL)值大时，当热量由翅片基部向端部传递时，翅片端部过余温度较小，这表明翅片表面平均温度较低，翅片的效率也效低。反之，如果(mL)值较小时，翅片效率较高。因此，在一定翅片高度(L)条件下，m值较小是有利的。选用导热系数大的材料，正好能使m值减小。所以选用铝管铝片较之钢管钢片更有利于冷风机传热效果使传热系数增大。
例如有下列翅片盘管结构的冷风机：管子Φ20×1.0，等边三角形叉排，管子间距60mm，管子排距52mm，采用整体式平翅片，翅片厚0.23mm，翅片间距12mm。如果翅片管的材料采用钢管钢片或铝管铝片，我们根据文献［2］提供的方法作计算比较。假设："冷风机在无霜工况下运行；蒸发温度为-20℃；据某次实际测定，迎面风速为2.8m/s、进风温度-6℃、进风相对湿度63%；计算可得制冷剂侧放热系数为500W/(m２•K)［2］"。计算结果如下，翅片效率：钢管钢片为0.35；铝管铝片为0.58。翅片管总效率：钢管钢片为0.43；铝管铝片0.63。对传热系数的影响；在上述相同条件下，铝管铝片冷风机的传热系数比钢管钢片的高出27.8%。
二、冷风机传热性能结果
我们可以从冷风机传热系数k与单位面积冷风机热负荷Q来进行分析，比较的条件是，冷风机基本上是在无霜条件下运行。以某生产厂家生产的结构相同，冷却面积、配风量相似的冷风机作比较，通过低温试验室实际测试的结果，冷风机的传热系数。蒸发温度-10℃时，铝管铝片冷风机的传热系数比钢管钢片冷风机高出约20～35%，显示了铝管铝片的优势。但随着蒸发温度，这种优势趋小。在实际中还发现，当翅片管结霜后，并未显示这种优势。
但是，由于生产工艺、制造水平及冷风机结构的差异，不同厂生产的冷风机，其传热系数的差别也较大。
另一方面，从单位面积热负荷来看，对同一厂生产的结构类同、冷却面积、配风量相似的冷风机，通过低温试验室进行性能测定的实际结果表明："铝管铝片冷风机的Q值比钢管钢片冷风机的Q值高出约40%左右"。但是，产品生产质量水平较低厂家生产的铝管铝片冷风机Q值仅比钢管钢片冷风机Q值高出大约为14～27%。我们从某生产水平比较高的厂提供的产品样本数据，对结构类同、冷却面积、配风量相似的冷风机产品作比较可以得到："每平方米冷却面积的热负荷Q(kW/m2)，铝管铝片比钢管钢片的值高出约18～43%"。这一数值与低温试验室实际测定结果相当吻合。
结论：从传热效果分析可见，用导热系数大的材料制作冷风机的翅片盘管，在相同结构参数条件下可以得到较好的传热效果。
