萊陽市同輝散熱器淺析翅片管散熱器蓄冷過程的特性

　　根據盤管在蓄冰期換熱系數較低的情況，提出采用翅片管做蓄冰換熱器的方案，并以片距12．7mm的翅片管散熱器進行了實驗，得到了翅片管散熱器蓄冷周期的制冷量變化規律、結冰界面的推進過程以及冰層厚度的分布情況，對后續翅片管蓄冰槽的研究有參考意義

　　冰蓄冷空調系統中,蓄冰槽的換熱性能至關重要,已成為蓄冷技術研究的重點之一。冷媒盤管直接蒸發式蓄冷槽中制冷劑與水直接換熱,沒有二次傳熱損失,因而得到較為廣泛的應用,然而,由于冰層熱阻較大,導致換熱性能并不好。杜艷利等對直接蒸發內融冰式盤管進行了實驗,得出在蓄冷運行工況下,傳熱系數為30～40W/(m2·K)。王麗娜等[2]對冰盤管的凝固過程進行了數值模擬,建議以Bi<15來選擇管內對流換熱系數h和管徑d。周光輝等對盤管不同密度布置下的蓄冷特性進行了研究,得到在3倍現有盤管布置密度下,低溫取冷時間延長了69%,取冷速率提高了97%。杜恩杰等認為,開放式蓄冰槽在停機時,極易出現空調末端冷水倒流,導致電磁閥、電動閥調節失效,因此,提出采用殼管式換熱器做蓄冰槽的技術方案,并進行了相應的性能實驗。周俊凱等[5]針對內融冰出水溫度高,外融冰蓄冰率低的問題,提出了內外融冰結合的取冷方式,并進行了相應性能實驗。部分研究也以其他形式的蓄冰槽。李明海等則針對航天器中的熱泵系統,提出采用套管式換熱器做為蓄冷制冰的換熱裝置,并進行了數值模擬。張華等則對以聚乙烯為殼體材料的冰球進行了數值模擬，建議>1000。

　　盤管直接蒸發式蓄冷槽在蓄冷階段，隨著結冰層不斷增厚，其熱阻也隨之不斷增大，因此，加大管外換熱面積，減少冰層厚度是提高換熱性能的關鍵，單純提高盤管密度會占據較多的蓄冰空間，致使ＩＰＦ過小，而管外加裝翅片既可增大換熱面積，又基本不減少蓄冰槽的有效蓄冰空間。因而以翅片管做蓄冷用換熱器應是可選的技術方案之一。筆者已對管徑為9.52ｍｍ，管間距為25.4ｍｍ，平滑鋁制翅片，片厚為0.2ｍｍ的翅片管散熱器進行了實驗研究，并與規格、長度、布置相同的無翅片盤管進行實驗對比，得到翅片管散熱器蓄冷系統蓄冷周期平均制冷量（忽略漏熱損失，即蓄冷量）提高15.3％（水泵停止），蓄冰量高出25.9％的效果。在蓄冷開始時，以折算成管外壁面積的傳熱系數的比值Ｋ翅片管／Ｋ盤管在1.0附近，即強化效果不明顯，蓄冷中后期（135min）后，傳熱系數比開始逐漸增大，到蓄冷后期，達到2.52。

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