空调器换热器设计影响因素研究

程姗

摘要：在现代建筑领域，空调作为最主要的制冷电器对人们的日常生活产生了至关重要的作用，通过空调换热器进行设计分析能够直接提高空调器的整体性能，降低空调器的整体运行成本，保障空调器运行的效率。空调器产品型号比较多，制冷能力也各不相同，因此要高度重视对空调器换热器进行严格设计控制，有效选择最佳换热器设计方案。本文针对空调器换热器的设计影响因素进行分析，针对外部因素和自身因素等方面进行系统探究，为空调器换热器的设计研究提供重要支持。

关键词：空调器;换热器;设计;影响因素

引言

换热器是空调器的重要组成部分，会直接影响空调器的使用性能，而换热器受到许多方面的干扰，理论设计与实际结果存在比较显著的差异，需要对影响换热器设计性能的因素进行全面分析和探究，全面提高空调器设计、研究、开发的整体质量与水平，促进空调器企业的全面发展。尽管引入电子膨胀阀、变频压缩机能够提高系统的能效比，但系统最终表现依然受到换热效率影响，所以要想提高换热效率，就必须对换热器进行深度优化。

1空调器换热器外部影响因素分析

1.1环境因素

换热器外部环境温度会直接对换热器的蒸发、冷凝温度产生影响，如果温差越大则换热器的能力也就越强，在制冷时室内的温度也会影响换热器的冷量。湿度越高则换热效果越明显，因此要对换热器的外部环境因素进行严格控制。

1.2风量风速

空调换热器运行如果风量越大风速越快则换热能力也就越强，但会导致换热器的噪声问题，所以要严格按照性能指标的要求对换热器的风量进行严格控制。空调换热器的风量与噪音两者不可兼得，必须根据不同的用途进行针对性设计。室外风量的选择也存在着换热能力与噪音之间的矛盾，单排风换热器的风量较大，会产生更大的噪音，多排换热器风量、迎风面积相对较小，通过片距限制对风量进行调整。

1.3压缩机

压缩能力越大则制冷剂循环速度会明显加快，增强了换热器的管内侧换热效果。但如果压缩机的压缩排量超过了换热器的换热能力，那么就会造成成本明显上升，能源资源消耗过度，一般不提倡。

1.4室内外换热器能量大小的匹配

通过科学合理设计室内外换热器能量，不仅能够有效减少材料消耗，同时也可以降低生产成本增强产品的性能。在室内外换热器搭配时，要尽可能注意两者之间的性能参数。要想增强风量可以采用高效铜管等材质，而换热器偏大则需要减少光管，降低成本。

1.5蒸发冷凝压力

换热器管内的蒸发压力与冷凝器具有密切关联，而节流元件通常采用的毛细管，内径长短与制冷剂、充填量控制具有明显关联。冷凝压力会直接影响冷凝温度和出液过冷度，回气过热度与出液过冷度会直接反映冷凝与蒸发的程度。根据积累的经验，如果换热器偏小，则需要蒸发压力降低，如果换热器过大，则需要降低冷凝压力，提高蒸发压力。

1.6充填量

在空调器换热系统中充填量过多会大量存积在冷凝器之中，使整个排气压力明显增加，回气温度下降，很容易导致室外换热器结霜，影响了换热器的最终性能。系统中的充填量偏小也会导致循环容量下降，增强压缩机的排气温度，最终影响压缩机的使用寿命。

1.7毛细管内径长度

不同系统需要有不同的内径和长度毛细管，毛细管的流阻偏大会造成压缩机排气温度显著上升，循环量明显下降，高低压差显著增加。不匹配的压缩机还可能出现制冷量下滑，管组偏小等问题。

2换热器性能的自身影响因素

2.1换热器的迎风面积

换热器的换热能力与迎风面积成正比，机组尺寸材料成本也具有正相关，在产品设计中需要充分考虑外观成本等相关因素。室内机组的尺寸应该设计适中，通过双排换热器来增大换热面积。室外机组尺寸不宜过小，通过多排换热器的方案能够增强散热效果。

2.2换热器U形管的换热面积

在结构设计中需要尽可能针对换热器的U形管有效面积进行正确使用，从而有效减少材料的浪费。换热器U形管有效换热面积越大，则换热成本也就越高，换热能力显著增强。换热器在设计中需要结合实际经验，根据结构和性能的要求来判断换热器的最终大小。

2.3管径形状的因素

目前常用的空调换热器主要为铜管、减薄光管、高齿内螺纹管和高低齿内螺纹管等，管径越小则内螺纹齿形也就越复杂，换热效率显著增强。但同样会造成生产工艺十分复杂，导致最终的成本明显上升。

2.4传热片距和片形

传热片的片距主要在1.0～2.0之间，片形以双桥型、单桥型、波纹型为主。如果片距设计过小会导致冷凝水塔桥，影响最终的通风效果。片距选择过大，孔翻边高度过高也会增加传热片材料的影响。

2.5传热片片宽单位

以风量相同为前提，背风侧对内螺纹管加以利用，迎风侧对光管加以使用，其换热量较全内螺纹管更大。除此之外，国内学者还对背风侧利用冲缝片、迎风侧安装平片的换热器展开了研究，最终得出以下结论：迎风侧对平片加以使用，可快速提高空气温度，但通常无法达到冲缝片给空气温度所产生影响的力度，这表明迎风侧换热量较全冲缝片更小。背风侧空气所形成换热温差较全冲缝片更大，由此可见，对背风侧换热量占比进行加大所取得换热效果，通常更加理想。

2.6传热片的亲水效果

親水主要包括有机亲水和无机亲水两方面，通过亲水能够避免冷凝水搭桥，从而增加风阻，最终影响换热效果。胀管松紧程度、U形管松紧程度会直接影响系统的传热性能，如果胀管过紧必然会造成叶片开裂等情况，最终的热阻明显增加，对换热效果产生巨大影响，因此要严格控制胀管的松紧适用度。

2.7进出换热器的方式

无论是单进单出还是多进多出，对换热能力的影响都非常明显，在设计中需要严格根据管径管长管束的多种因素，明确换热器的进出方式。室内机组需要按照结构特点进行分析，通常采用双排换热器对负压吸风式多进多出换热器，结合经验进行全面分析，确保蒸发速度显著加快，提高换热能力。

结语

换热器热效率的影响因素非常普遍，包括外部因素和自身因素。在换热器设计中需要根据具体的使用需求和设计成本进行全面分析与控制，采取科学高效的手法，确保换热器的换热性能得到有效平衡。

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