冷水盤管的性能分析及選型摘要：本文從盤管制造的角度，分析了盤管結構參數的變化對其性能的影響，并借助于國外先進的選型程序量化分析了盤管在排數、回路、面積和長寬比變化時的性能變化規律，還進一步闡述了盤管的選型方法。關鍵詞：冷水盤管、性能分析、選型一、簡介我們在空氣調節系統中使用各種設備對空氣進行熱濕處理和凈化處理，以滿足空調房間的送風要求。其中表面式換熱器（盤管）是一種被廣泛使用的空氣處理設備。根據使用工質的不同，盤管可分為空氣加熱盤管、冷水盤管和直接蒸發式盤管?？諝饧訜岜P管使用熱水或蒸汽作為熱媒；冷水盤管以冷水為冷媒；直接蒸發式盤管則使用制冷劑作為工質。由于在大中型空調系統中廣泛使用水作為換熱載體，所以在這里主要對冷水盤管進行討論。冷水盤管處理空氣只能實現等濕冷卻或減濕冷卻過程，所以常用來對空氣進行降溫及去濕處理。當盤管表面溫度低于空氣干球溫度但尚高于其露點溫度時，空氣在冷卻時不產生凝結水，這種過程稱為等濕冷卻或干工況；當盤管表面溫度低于空氣露點溫度時，空氣不但被冷卻，而且其中所含水蒸汽也將部分凝結出來，這種過程稱為減濕過程或濕工況。在濕工況下盤管不但發生熱交換，還發生濕交換，因此比干工況有更大的換熱能力。在空調系統中，作為冷卻空氣的盤管絕大多數都工作在濕工況下，此時僅由于溫差而發生的換熱量叫作顯熱，由于濕交換而發生的換熱量叫作潛熱，顯熱和潛熱之和叫做全熱即盤管的全部換熱量或冷量。二、盤管的結構性能分析盤管的組成從冷水盤管的結構上看，主要有以下幾部分組成：水管和翅片組成的換熱部分、支撐管子的端板、防止側向漏風及保護翅片的側板、連接管子形成回路的彎頭以及進水聯箱和回水聯箱。通常一個盤管由好幾排水管組成，從端板側看為交叉排列。叉排能使流經空氣擾動更加劇烈，換熱效率更高。為了加強換熱效果，通常在盤管的管子表面增加肋片以增大換熱面積。根據肋片的形式盤管可分為繞片式盤管、軋片式盤管、串片式盤管等等。由于串片式盤管使用二次翻邊翅片，有更好的換熱效果，所以被廣泛使用，特別是用于冷水盤管。冷水盤管的冷卻水通常采用下進上出的方式，并且與空氣通過盤管相反的方向流經盤管。這樣盤管內外的水和空氣形成逆流換熱，溫差更大，換熱效果更佳。欺盤管的換熱計狂算胸人們通過各種陰方法以增加盤乳管的換熱效果爸，下面將通過型傳熱理論公式室來分析影響換癢熱量的主要因籠素。儲傳熱方程式一卸般型式為：拆妖類靜Q傳—有傳熱量扎繪全砍凝W耗伴炎票半跡K珍—壩傳熱系數理顏繭覆W草/m廚2覆℃傷從逝孤倉深F仁—角傳熱面積貨獲分刃姥m歉2燥尾文憐疤衫Δ豪t拼m代—播空氣與冷媒之盒間的對數平均榮溫差糊扯℃娃當F歪盤管空氣側換診熱面積即端板琴和側板之間盤趁管（包括翅片跪）的外表面積勝味坊對數平均溫差熟飲眾頭宣Δ炊t曠max沸—餃進出盤管的水債溫差和流經盤清管的空氣溫差何兩缸濫倚舉橡湊遙者中的大者灘加樸弟糕Δ血t醒min拘—舟進出盤管的水逆溫差和流經盤暈管的空氣溫差躬兩終訓圈蛇啄階寨者中的小者蛾炸以外側表面積戲為基準的傳熱堵系數湊嫁癢麻園α屢w蛋—筑外表面換熱系岡數螺柜葛W/m呆2宗℃來元問超析α谷n鞭—治內表面換熱系母數近噸憲W/m災2換℃癥祝蠅奶盒φ乎0溝—投肋表面全效率米織傲灰衡喝牽麥δ悟—鄰管壁厚度侍哄撒亦m家攔損丸鋪栽λ赴—衡管壁導熱系數承耍波W漆/m紹2腿℃拐扔殿婆涂倡τ闖—效肋化系數墊藝兇采張樸造盤ξ仆—瓶析濕系數特如果已知翅片從的結構特征，滔又瘦有側α甘w漢、趟α職n何的經驗公式，推就可以計算傳齒熱系數。但在逼實際工作中，證常常通過測定值，將其整理成汁以下形式：弦趁借圖蹈V去y咬—昂空氣迎面風速倚蠻綿皺m/s蹤叢殲釣累豎ω摩—錄管內水流速返紐知常m/s奴爆淘股梢A溉、競B略—豪由試驗得到的舞系數渡歌鹿建雞m退、倍n勒、塔p趴—知由試驗得到的磨指數回由以上公式分限析，一個盤管聯的換熱量與進妹出水溫差、流菠經空氣的溫度齡、空氣迎面風冤速、管內水流變速這些外部工里況有關，還與構盤管的尺寸大線小和翅片的結潛構特點等有關震，而且這些因賭素之間還相互敞牽連和影響，蓮很難單獨考慮瞧。蘆影響盤管換熱劇的結構變化凍既然上面討論浸的因素很難單輩獨分開分析，播下面就從制造脅盤管的結構參辱數方面來研究駕他們對盤管換井熱的影響。清盤管迎風面積瓦瑞指端板和側板機間空氣流通的趟橫截面積。在代制造上來表示仁盤管的大小尺咐寸，直接影響奧盤管換熱面積丑。迎風面積越件大，換熱量越緣大。數盤管排數逃惕指順著氣流方乓向排列的管子托數，一般排與粥排之間采用叉你排形式。排數右也直接影響盤錢管換熱面積。爽排數越多，換桃熱量越大，一輸般冷水盤管排悔數在責4~8詳排之間。喚片距道紗指翅片與翅片換之間的距離，州一般用每英寸莊多少片表示。獲片數同樣也影菜響盤管換熱面診積。片數越多么，換熱量越大疏，一般冷水盤安管排數在府8~14河片之間。濱回路毛丈指水管連接的之方式或者說水檔流經盤管的方米式。一般冷水困盤管有半回路鏈（偏HF搜）、全回路（晚FL毯）、雙回路（鮮DB糾）三種回路。恐回路直接影響兼盤管的管內水嘩流速。授材料嘩鹿考慮熱傳導率獵、材料延展性墊、可加工性和王成本一般冷水大盤管采用銅制漏水管和鋁制翅屋片。在有抗腐授蝕要求等一些吐特殊場合中，擺也會使用銅管去銅翅片。宅管徑和翅片結副構艇仁對于一個盤管神制造商，考慮陰模具、生產管棋理、成本等因省素，很少在管惹徑和翅片形狀魚上提供多種選川擇。肢各種盤管在空難調機組中的應席用暗冷水盤管被廣倉泛用于制造各踏種空調機組，乒但并不是所有吵空調機組中的禁盤管都可以提種供上述結構的鍋變化。一般在李柜式、吊頂式奴或單元式空調泡機組中只提供墓一種結構的盤喇管，即隨著機見組大小不同而憂選配適當迎風薄面積的盤管，目最多還提供兩炭種排數的選擇句。而在集中式捉空氣處理機組蛇或是組合式空遮調機組中，可愿以根據對空氣培處理的不同要標求而改變盤管盆的結構參數。灶通常由系統中邪的風速風量來挽決定盤管的迎桑風面積，然后移選擇不同的排闊數、片距以及黨回路。訪三、盤管性能沾的數據統計和娃分析搶我們可以通過傾上面介紹的理板論公式計算冷慧水盤管的換熱蹄量，也可以通矩過實驗得到的編經驗公式來計眉算。但是從以們上的分析我們旗可以發現，不追管是理論公式育還是經驗公式雨，其中的參數伐都不能直接反六映盤管結構參湊數的變化。丑在美國等先進睛國家，各公司猛都通過大量的靈實驗來統計得何出以結構變量刷為參數的經驗益公式，并用計插算機進行編程括。這樣用戶只蚊須運行選型程詢序，改變盤管粗的結構參數和唇工況參數，就效能馬上得到所壟需的數據。恨下面我們將用境一種逆向思維酷的方法，通過疫改變不同結構表參數運行選型貧程序，統計繪絕制出盤管冷量拔等數據隨結構鍬參數變化而變證化的曲線。這癥樣既為選擇盤增管的結構參數等提供了方向，廳也使我們以后密改變盤管結構譽參數設計新的似盤管有了理論遷依據。僻為了有可比性束，以混回風標常準工況為運行旋工況：座里衡干球溫度：梯27昏℃造臣濕球溫度：揉19.5祥℃沾礎株進水溫度：片7智℃杯悲出水溫度：描12呢℃轟由公式可知片逃距只影響換熱芒面積，而且如胡片距改變相對丑也比較容易通升過理論計算。立為了減少數據牌量，現暫定片訴距為每英寸士14盲片。陳由于風速為連蘋續變量，并且蕉對盤管換熱量抬有直接影響，跟所以選擇風速圈作為統計曲線激的顧X鋸坐標。在空調蝶系統中，風速溝一般在風2~3m宴之間，因此分吼別計算居2.0房、徒2.25權、侮2.5諷、脾2.75兆、翻3.0m/s頸五種風速。鞠對于常用的排各數和回路組合稼分別繪制曲線境，包括綱4塵排半回路、潮4獄排全回路、乖6遣排半回路、煤6嘗排全回路、載6熄排雙回路、險8們排半回路、陵8肆排全回路、祥8極排雙回路。飛選擇不同大小胳迎風面積的機定組計算單位面顯積全熱的平均耐值、顯熱比全乓熱的平均值、吐空氣阻力的平煉均值作為足Y棗坐標分別作三同張圖。如圖：割從圖中可以看拿出，隨著風速佳的增加，單位配面積冷量、顯波熱與全熱比、朱空氣阻力都增字加。盤管排數堆越多，單位面鐘積冷量越大；感相同排數半回洞路冷量最大，查全回路次之，煩雙回路最小。迷盤管排數越多唇，空氣阻力越感大，回路對空容氣阻力影響相程對較小。內從理論上分析濤，單位面積全扇熱應該與迎風義面積和盤管的衰形狀無關，但割實際上由于盤廚管邊界的影響盈情況并不是如母此。統計總結瓜盤管面積與形則狀對全熱的影耐響是最重要的修，因為在盤管綱的結構參數中姓變化最大的就藥是面積與形狀窄，而為空調機借組設計新盤管征變化的也主要兼是面積與形狀啄。下面以盤管正迎風面積為置X裕坐標，盤管長朱寬比為厘Y生坐標，單位面竭積冷量不同風逆速的平均值為擁Z該坐標，繪制各解種面積大小和乓形狀盤管的三轟維曲線。而針期對不同排數和乖回路組合，在熟坐標系中分別卷繪制曲線。如圖：炮將三維曲線投云影葛到眠X-疑Z拌平面，得出單討位面積冷量隨戚盤管迎風面積略增大的變化曲責線。招從圖中可以看粒出，冷水盤管菠的單位面積冷緣量隨盤管迎風牽面積增大而增察大。迎風面積獨小的盤管變化斷明顯，這是因護為盤管越小，困受邊界的影響鴿越大；當迎風矮面積足夠大時奇，其影響就很迎小，幾乎成了斬一條水平線。狗將三維曲線投巨影嚴到莊Y-劃Z善平面，得出單員位面積冷量隨吊盤管長寬比增顛大的變化曲線約。礎從圖中可以看幻出，相對于迎陪風面積大小，攪盤管的長寬比奧對單位面積冷鑄量的影響要小歉得多。在長寬顯比洞1~普2叛之間，盤管單析位面積冷量還獅是隨長寬比的描增大而有所增寨加。卵四、盤管的選治擇霞在集中式空氣沫處理機組或組鏟合式空調機組撈中，用戶可以棕選擇各種結構選參數的盤管，環也許同時有幾今種盤管都能滿肌足處理空氣的魚要求。因此，異在選擇盤管的煉結構參數時需荒要綜合考慮空鎮氣處理要求、吉盤管的成本、朝系統運行管理墨費用等多方面尸的因素，平衡牽利弊，才能選捎出相對最適合唯最經濟的方案丟。兄在盤管的各結譯構參數中對成織本影響從大到胖小依次是：迎漆風面積、排數隆、片距、回路的。下面就從這瘦四個方面來進出行討論。迎風面積高一般我們通過銹空調系統所需孕風量以及流經餐盤管的迎面風章速來決定盤管阿的迎風面積。擾對于某個空調鳥系統，風量已膊經確定，我們康只需選擇合適話的風速即可。宅從前面的統計懶曲線中我們已疏經知道，隨著獻風速的增加，班盤管冷量也增擺加。通常，迎逆面風速的選擇因范圍在美2~3m/s辜之間。由以往齡的經驗，牧2.5m/s宴是一個各方面勒都比較適合的免迎面風速，所井以一般以此為兵選擇標準。如付果以較高的盤疼管迎面風速來曬確定迎風面積企，可以得到相輸對外形更小的雪盤管和更緊湊無的機組，系統況成本也就更低問。但當風速大欄于摟2.5m/s餓時，空調機組祖中必須加裝擋狀水器，以防止大空氣將冷水盤質管在濕工況下盞的凝結水帶入壩系統及風道中館。另外，過高盤的風速也會增舞加整個空氣系管統包括盤管的要阻力，這樣就瘋需要提高風機無的全壓，使系碑統的功率消耗宜和運行費用都悔增加。排數偶冷水盤管一般慶為襯4倚、賊6曠、罰8王排，排數越多修冷量越大，潛而熱即去濕能力個也越大。在選嫌型時，只要能迷滿足處理空氣欄的冷量要求，輛應盡量減少盤課管排數。這樣慌不僅盤管本身禽成本下降，而裳且空氣阻力也攜下降了，同時耀也減少了風機第的功率損耗。片距吐冷水盤管的片訪距一般為每英豬寸比8鉆、證10煉、刊12更、給14神片。片數越多第，冷量越大，洋空氣阻力也越償大。因此，與父排數一樣，只臂要能滿足處理唯空氣的冷量要酬求，應盡量減驚少盤管的翅片描數。回路網冷水盤管的回塌路有半回路曬HF份、全回路埋FL鍵、雙回路需DB眉。從冷量曲線字中可以看出，壞在相同工況條打件下，半回路董冷量最大，全朵回路冷量居中公，雙回路冷量到最小。但是，介由于回路不同滔，管內水流速攜不同，致使不肥同回路水壓降榴差別很大。和邁冷量相對應半辰回路水壓降最也大，全回路水孫壓降次之，雙瓦回路水壓降最塊小。如果水壓愈降過大，會使都水路系統阻力疼大大增加，從軍而需要加大水種泵功率，增加經系統運行費用濫。嚴重的會使甚水系統難以達鳴到平衡來滿足稍盤管進出水溫鍬度要求。所以繳一般