空調器中換熱器(亦稱為熱交換器)只有蒸發(fā)器和冷凝器,是空調器中三大核心部件(莊縮機、換熱器和風機)之一。提高它們的換熱效率,可以明顯減小尺寸,降低空調器的重量與制造成本,所以是當前空調器主要研究內容。
冷凝器有多種形式。水冷式冷凝器有臥式殼管式,水冷套管式;風冷式(又稱空冷式)主要有肋片管式(即翅片管式)。
在家用空調器中一般都采用風冷式肋片管式冷凝器。冷凝器在分體式空調器中與壓縮機一起裝于室外機組中;在窗式空調器中則裝于靠近室外的一側;在熱泵型空調器中,風冷式冷凝器在冬季作蒸發(fā)器用。蒸發(fā)器在小型空調器中一般采用直接蒸發(fā)式,其結構與風冷式冷凝器相同。在熱泵型空調器中,蒸發(fā)器與冷凝器實際上已成為可以互相變換的熱交換器。
風冷式肋片管式換熱器一般由傳熱管,肋片和端板三部分組成,通常都是紫銅管上漲接鋁肋片,組成整體肋片管束式.其中傳熱管排列方式為等邊三角形排列。
整體肋片管束式換熱器
產品基本結構參數(shù)見下表
傳熱管
肋片
外徑
壁厚
管間距
厚度
片距
9.52mm
(1/4英寸)
0.35~0.5
25
0.12~0.2
1.5~2.5
傳熱管的材料為紫銅管,肋片的材料為純鋁箔。因為純鋁導熱系數(shù)高,塑性好,沖孔翻邊不易出現(xiàn)裂紋,同時純鋁抗大氣腐蝕性能好。在一些空氣污染比較嚴重的地區(qū),對室外使用的空冷冷凝器的肋片,應進行陽極化處理,以提高抗腐蝕性能。
由于蒸發(fā)器的片距間有凝露水不斷流下,所以蒸發(fā)器的片距通常比冷凝器的大。肋片片距小,可使換熱器單位容積換熱量增加,但片距過小,會使空氣流動的流動阻力大大增加,使風機風量降低,反而使換熱量減少。
肋片型式有平肋片,波紋肋片和沖縫肋片。
肋片型式示意圖
肋片所以設計成各種形狀,主要是為了增加空氣側面的換熱面積及換熱系數(shù),以提高肋片管束式換熱器的傳熱性能。
目前我國房間空調換熱器大多采用波紋鋁肋片。它比平肋片剛性好,肋片表面不易積灰,傳熱面積比平肋片增加約9%,同時由于肋片上的波紋形,增強了空氣擾動,破壞了層流邊界層,換熱系數(shù)比平肋片提高20%。