在空調(diào)箱中表冷器的性能不僅受到工況參數(shù)的影響,而且也隨結(jié)構(gòu)參數(shù)的改變而變化。本文建立了表冷器仿真的集中參數(shù)模型,并分別對相同工況下,不同結(jié)構(gòu)的表冷器的性能進行了仿真分析,通過全冷量和水側(cè)阻力的對比,引入收益系數(shù)的概念。收益系數(shù)綜合考慮了全冷量和水側(cè)阻力,為表冷器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了依據(jù)。

　　關(guān)鍵詞：空調(diào)箱;表冷器;性能仿真;結(jié)構(gòu)優(yōu)化

　　Abstract: The performance of fin-tube heat exchanger used by air handle unit is variable with not only condition parameters,but also structure parameters.Lumped parameter model is designed,and a performance analysis of fin-tube heat exchanger is carried on under the same condition and different structure parameters.By the comparison of the total cooling capacity as well as waterside resistance pressure,we put forward a conception,beneficial coefficient.Taking total cooling capacity and waterside resistance pressure together into consideration,beneficial coefficient provide the basis for the structure optimization for fin-tube heat exchanger.

　　Keywords: air handle unit;fin-tube heat exchanger;performance simulation;structure optimization

　　空調(diào)箱具有送風(fēng)、冷卻、加熱、加濕、空氣凈化、消音等多種空氣處理功能，風(fēng)量范圍2000～200000 m3 /h，并能滿足不同使用條件及各種安裝方式要求。設(shè)計一個復(fù)雜的組合式系統(tǒng)，如果僅僅憑借起初的手動設(shè)計，不僅設(shè)計時間長、精度低，更難形成設(shè)備選擇優(yōu)化等過程。所以，開發(fā)數(shù)字化平臺，完成空調(diào)箱各功能模塊的模型設(shè)計與仿真過程，將大大提高設(shè)計效率。表冷器作為空調(diào)箱中最核心的處理設(shè)備，其設(shè)計是否合理，直接關(guān)系到空氣處理過程能否達到要求。

　　傳統(tǒng)的表冷器設(shè)計即是在標(biāo)準工況和額定負荷下，進行翅片管的結(jié)構(gòu)設(shè)計，隨著節(jié)能環(huán)保的要求越來越高，這種傳統(tǒng)設(shè)計法的缺點和局限性日益顯著。本文根據(jù)空調(diào)箱大風(fēng)量、多排數(shù)的特點，建立基于集中參數(shù)法的表冷器仿真模型。該模型可以模擬預(yù)測表冷器在變結(jié)構(gòu)的性能變化，評估變負荷時表冷器在不同調(diào)節(jié)方式下的運行狀態(tài);該模型的基礎(chǔ)上，對表冷器在不同結(jié)構(gòu)時的收益系數(shù)進行對比與分析，從而為表冷器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供依據(jù)。其中引入收益系數(shù)法作為表冷器結(jié)優(yōu)化的依據(jù)，其優(yōu)點在于運用熱力學(xué)第二定律分析法，綜合考慮表冷器的全冷量和阻力損失。

　　(1) 出于組合式空調(diào)機組數(shù)字化設(shè)計和仿真平臺的需要，建立了穩(wěn)定的表冷器集中參數(shù)模型，能夠快速、正確地模擬性能參數(shù)隨結(jié)構(gòu)變化的趨勢;

　　(2) 基于熱力學(xué)第二定律，引入了表冷器的收益系數(shù); 調(diào)用表冷器的性能仿真模型，運行一個實例，計算出不同結(jié)構(gòu)參數(shù)下的全冷量和阻力值;選出滿足額定冷量的幾個結(jié)構(gòu)參數(shù)組合，分別計算并比較其收益系數(shù);

　　(3) 分析了表冷器在采用不同結(jié)構(gòu)參數(shù)時，其性能表現(xiàn)出較大差別的原因; 從表冷器經(jīng)濟性的角度出發(fā)，將收益系數(shù)作為表冷器結(jié)構(gòu)優(yōu)化的準則，為表冷器運行調(diào)節(jié)的優(yōu)化提供了選擇依據(jù)。

參考文獻：
　　[1]Chua K J,Chou S K,Ho J C.A model to study theeffects of different control strategies on space humidityduring part-load conditions[J].Building and Envi-ronment,2008,42(12):2074-2089.
　　[2]Wang Chi-Chuan,Chi Kuan-Yu,Chang Chun-Jing.Heat transfer and friction characteristics of plain fin-and-tube heat exchangers,partⅡ:Correlation[J].Int J Heat Mass Transfer,2000,43(15):2693-2700.
　　[3]Cuevas C,Winandy E L.New approach for perform-ance testing of air-cooled condensing units[J].Ex-periment Thermal and Fluid Science,2003,27(7):781-787.
　　[4]王婷,谷波,韓華.風(fēng)機盤管設(shè)計模型中的若干算法問題研究[J].機械工程學(xué)報,2010(6):135-140.
　　[5]楊世銘,陶文銓.傳熱學(xué)[M].北京:高等教育出版社,1998.
　　[6]何明勛,陶正良,王冬梅.水-空氣翅片管換熱器實驗研究與數(shù)值模擬[J].制冷學(xué)報,2006,27(5):58-62.
　　[7]邱峰,王婷,谷波,等.風(fēng)機盤管設(shè)計與仿真軟件開發(fā)及實驗驗證[J].低溫與超導(dǎo),2009,37(5):24-33.
　　[8]趙榮義,范存養(yǎng),薛殿華.空氣調(diào)節(jié)(第3版)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1994.