[发明专利]5mm翅片管

说明书

技术领域

本发明涉及一种翅片管，具体地说，涉及一种管径为5mm的翅片管的翅片结构。 

背景技术

换热器的5mm翅片管的换热器已经在窗式空调中广泛使用，5mm翅片管包括制冷剂管路和设置在管路上且彼此平行且间隔开一定间距的翅片。根据调研，现有窗式空调机的5mm翅片管的矩形翅片单元的高宽比为P_t/P_l＝1.73，矩形翅片单元的尺寸为P_t×P_l＝19×11mm，即矩形翅片单元高度为19mm，矩形翅片单元宽度为11mm，如图1、2所示。 

目前5mm翅片管的工况一般为： 

涵盖室内、外机，空调运行工况风速在0.7～2.0m/s范围内。取空气干球温度为27℃，湿球温度为19℃，运用文献中换热关联式对该范围内4种不同风速计算出对应的换热系数，它们的值如表1所示： 

表1 空气侧不同风速下的换热系数值 

通过调研可得，现有5mm翅片换热器的制冷剂的质流密度范围是160kg/m².s～270Kg/m².s。取制冷剂蒸发温度为7℃，干度为0.5，得出的小管径换热关联式对4种不同质流密度的制冷剂计算其平均换热系数，4种不同质流密度以及与之相对应的换热系数如表2所示： 

表2 制冷剂侧不同质流密度下的换热系数 

由上表可知，尽管5mm翅片管的换热器已经在窗式空调中广泛使用，但是换热器的管径从原有的7mm减小到5mm后，换热器换热特性不高。 

下面将主要通过矩形翅片单元的温度分布和翅片效率两个方面，分析现有5mm翅片管的存在问题。 

1)矩形翅片单元的温度分布 

在自然对流情况下，矩形翅片单元的温度分布，可根据导热微分方程得到。平翅片的导热微分方程为： 

d2tdx2+φλ=0---(1)]]>

φ＝(Pdx)h(t-t_e)           (2) 

其中，x为距翅根端的距离，t为矩形翅片单元温度，t_e为环境温度，λ为矩形翅片单元的导热系数，h为矩形翅片单元的表面传热系数，P为换热部分的 界面周长。 

根据公式(1)和(2)，可知该矩形翅片单元在P_t(矩形翅片单元高度)、P_l(矩形翅片单元宽度)方向的温度分布如图3所示。 

对于理想的传热效果最优的翅片，矩形翅片单元的两个边界点的温度应趋于相同。

对于现有5mm翅片管的矩形翅片单元，由图3所示的温度分布可知，由于该尺寸矩形翅片单元的矩形翅片单元宽度P_l较小，P_l方向的边界温度高于矩形翅片单元高度P_t方向的边界温度，说明矩形翅片单元在P_l方向的导热不完全，因此该翅片的换热性能不高。 

2)翅片效率 

为进一步评价P_t×P_l＝19×11的5mm翅片管的换热性能，须计算该翅片在不同风速下的换热效率，并和其他高宽比的翅片进行比较。 

为计算翅片效率，我们利用sector法将双列管翅片的单元翅片取为六边形，如图4所示。 

首先，求六边形对单元翅片等效园半径，以求出翅片的效率。 

将每个六角形分割成n个扇形区域，分别求出每个扇形区域的等效圆半径，计算式如下：