房間空調(diào)器換熱器優(yōu)化設(shè)計(jì)
    提高房間空調(diào)器效率的方法有很多，如高效變頻壓縮機(jī)的采用，冷凝器和蒸發(fā)器的優(yōu)化設(shè)計(jì)，先進(jìn)節(jié)流元件的采用，控制系統(tǒng)的優(yōu)化等等。隨然變頻壓縮機(jī)和電子膨脹閥的使用將大大提高系統(tǒng)的能效比，但冷凝器和蒸發(fā)器換熱效率的高低也直接決定了整個(gè)系統(tǒng)的能效水平。本文將針對房間空調(diào)器“兩器”的優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行初步的討論。這些優(yōu)化措施包括空氣側(cè)的換熱強(qiáng)化，制冷劑側(cè)的強(qiáng)化傳熱，盤管的設(shè)計(jì)優(yōu)化等多個(gè)方面。
    1.空氣側(cè)的換熱強(qiáng)化
    空氣側(cè)的對流換熱系數(shù)比制冷劑側(cè)蒸發(fā)、冷凝的換熱系數(shù)要小得多，這樣在熱量交換過程中，空氣側(cè)會形成瓶頸，因此翅片換熱能力的強(qiáng)化一直是研究的熱點(diǎn)。增強(qiáng)空氣側(cè)換熱能力包括三個(gè)方面：強(qiáng)化翅片的換熱效率；對翅片進(jìn)行高親水性處理；增大換熱器的面積。
    1.1強(qiáng)化翅片的換熱效率
    由于空氣存在粘性，在換熱表面流動(dòng)的空氣會在翅片表面形成一層邊界層，造成較大的熱阻，因此通過改變翅片的結(jié)構(gòu)，可以減薄或者破壞邊界層的形成。早期在房間空調(diào)器的換熱器上使用的是平翅片，銅管的直徑為9.52mm，之后發(fā)展成了波紋片，波紋片的傳熱量為平片的1.2倍。上世紀(jì)80年代左右又發(fā)展成沖縫片，傳熱量提高到平片的2倍。后來隨著銅管細(xì)化為7mm管，沖縫片的換熱能力提高到平片的2.5～3倍。目前大多空調(diào)企業(yè)均采用沖縫片作為兩器的翅片，以提高換熱器的換熱效率。
    選擇沖縫片時(shí)，應(yīng)該注意合適的翻邊高度，翻邊過高，造成翅片過疏，換熱面積太少，影響換熱性能；翻邊過低，造成翅片過密，風(fēng)阻過大，風(fēng)量減小，同樣影響換熱效果。另外，由于沖縫片的強(qiáng)度較差，在冷凝器90度折彎過程中容易將圓弧段的翅片弄成倒片，倒片使得空氣阻力增加，影響了換熱。因此，提高翅片的強(qiáng)度和改善加工工藝也能有效地提高換熱效率。
    1.2對翅片進(jìn)行高親水性處理
    空調(diào)器在運(yùn)行時(shí)會產(chǎn)生凝結(jié)水，當(dāng)凝結(jié)水珠的高度超過翅片間距的一半時(shí)，兩冷卻片之間的水珠就會連接起來，形成牢固的水橋，造成冷卻片間距堵塞，使空氣流動(dòng)的阻力大大增加,從而減少了空氣流量，導(dǎo)致換熱器的換熱量降低和效率下降。室外機(jī)在冬季運(yùn)行時(shí)因?yàn)橥瑯拥脑蚨Y(jié)霜，大大降低了系統(tǒng)的效率。因此，對兩器的鋁箔應(yīng)該進(jìn)行親水處理，即在鋁箔表面涂上一層親水膜，它具有很強(qiáng)的水潤濕性，冷凝水極易沿鋁箔表面鋪開，不形成水橋，而是以薄的水膜形態(tài)流下去。
    評價(jià)鋁箔親水性的優(yōu)劣主要根據(jù)其持續(xù)親水角。持續(xù)親水角的大小關(guān)系到親水性的好壞，持續(xù)親水角每減少10°，空調(diào)制冷量可提高2%～6%。根據(jù)測試，當(dāng)持續(xù)親水角θ≤20°時(shí)，鋁箔的親水性良好；當(dāng)20°<θ≤30°時(shí)，鋁箔親水性一般；當(dāng)30°<θ≤50°時(shí)，鋁箔親水性較差；當(dāng)θ>50°時(shí)，鋁箔的親水涂層已基本不起作用。
    1.3增大換熱面積
    增大換熱器面積的方法之一就是對冷凝器和蒸發(fā)器多次折彎，如圖1所示。室內(nèi)機(jī)盤管的折彎形式不斷改進(jìn)，三折換熱器的面積比單板式換熱器的面積大50%以上。室外機(jī)也可以采用多折方法來增大換熱面積，由于室外機(jī)空間相對較大，加上高效沖縫翅片的利用，一般情況下采用一個(gè)90度的折彎形式就能滿足要求；若需繼續(xù)增大換熱面積，也可采用2個(gè)90度折彎形式。
    除通過上述方法增加換熱面積外，減小翅片間距也能增大盤管的換熱面積。盤管長度相同時(shí)，翅片間距越小，翅片數(shù)就越多，因此換熱面積也就越大。當(dāng)然，翅片間距也不能太小，否則會加大阻力，引起風(fēng)量的減小，并且冬季運(yùn)行時(shí)，翅片間距越小越容易結(jié)霜，而且結(jié)霜后供熱量的衰減也越快。對于采用高親水性沖縫片的室外機(jī)，翅片密度在每英寸14～16片為宜；對于采用同樣翅片的室內(nèi)機(jī)，翅片密度在每英寸11～13片為宜。