干盘管换热器与湿盘管换热器热工性能试验研究

摘要：传统空调末端换热器的设计工况一般为湿工况，随着建筑节能和室内空气品质要求的提高，温湿度独立控制和水蒸发冷却空调系统技术的逐步推广，干盘管换热器开始在工程系统中直接进行应用。这里利用铜管套翅片换热器的实验结果，采用综合制冷性能系数评价方法对干盘管换热器和湿盘管换热器热工性能进行了分析比较和评价，并提出在关注节能要求的同时，应关注换热器金属材料的消耗问题，供广大暖通空调行业人员参考。
1·概述
传统的空调系统末端换热器的设计工况一般为湿工况，在承担室内显热负荷的同时，还负担一部分人员、设备所产生的湿负荷，因此在制冷运行时盘管会有凝结水产生，故称为湿盘管。随着建筑节能和室内空气品质要求的提高、温湿度独立控制和水蒸发冷却空调技术的逐步推广，干盘管换热器开始在工程系统中直接应用。温湿度独立控制技术采用较高温度的冷冻水来处理室内冷负荷，水蒸发冷却空调利用“干空气能”制取温度较高的冷冻水。这两种技术的冷冻水温度一般均高于室内空气的露点温度，空调末端设备的盘管换热器没有凝结水产生，因此被称为干盘管换热器。干盘管换热器仅承担显热负荷，湿负荷由其他设备负担。对比分析相同耗材制作的干、湿盘管热工特性，合理设计空调通风换热器，在实现节能利用的同时最大程度减少有色金属的消耗具有重要的意义。通过对铜管套翅片换热器进行试验，依据实验数据分析迎面风速、盘管内水速等对干盘管换热器显热制冷量、湿盘管换热器全热制冷量和显热、全热影响规律，利用综合制冷性能系数评价方法对干盘管换热器和湿盘管换热器的能效进行分析，提出在关注节能要求的同时，应同时关注换热器金属材料消耗的问题，供暖通空调行业工作者参考。

2·试验介绍
2.1试验原理和安排
试验在依据JG/T 21-1999《空气冷却器与空气加热器性能试验方法》[1]建立的风管式焓差法试验装置上进行，如图1所示，换热器试验参数范围如表1。

采用风管焓差法试验台测试干、湿盘管的热工性能。通过测试换热器进、出口空气的干、湿球温度和风量，得到空气侧制冷量；测试水侧进出口的水温和水量，得到冷水侧制冷量，两侧制冷量平衡则测试数据有效。
在实验过程中，表1的试验参数范围内每种参数取五个水平。依次开启实验装置的风机、水泵，调节试验装置使空气和水达到所需的参数，并符合JG/T 21规定的稳定条件后开始测试。每隔10分钟读取一次数据，至少测定四次，即每次测试的延续时间不少于半小时，取读数的平均值作为当次试验的测试结果。
每次得到的测定值采用以空气侧的测定值计算换热量和以水侧的测定值计算换热量两种方法进行计算。两种方法计算得出的换热量偏差不超过5%时方有效，取二者算术平均值作为样机换热量。在测量换热量的同时测量换热器空气侧前、后的静压差和进出口水路的压力差，确定空气阻力和水阻力。
2.2样机描述
试验样机的断面尺寸为500mm×400mm，样机具体的结构特征见表2。

2.3试验结果
按标准规定的方法[1]在表1的试验参数范围内，完成25组实验数据，对实验数据进行拟合，得出如下热工性能计算公式：


3·试验结果分析
依据对样机的热工实验结