翅片管長期工作于高溫高壓工況下，要求翅片管材料具有抗氧化、抗腐蝕等特點。管翅常用 材料有鋁、鋁合金、銅、黃銅、鎳和不銹鋼等。

　　對換熱器材料研究，近幾年研究結論主要如下：

　　（1）鋁制翅片具有一定可靠性，如空調鋁制扁管換熱器與銅鋁復合管換熱器。

　　（2）鋁材料換熱器在暖通空調應用問題較大，主要是鋁金屬易腐蝕泄露，且腐蝕產物容易產生污垢熱阻，會降低換熱器的效率，因此鋁金屬在代替銅金屬材料的過程中存在較大的技術難題。

　　（3）銅材料換熱性能*好，造價*貴；鋁材料換熱性能次之，造價低， 但是不具有抗腐蝕性；不銹鋼材料換熱性能*差，造價居中，也具有抗腐蝕性。

　　（4）王清富等人采用模擬實驗法，對４臺不同材料的翅片管進行了試驗研究，發現當翅片為銅材料時，鐵白銅管換熱器空氣側換熱系數高于不銹鋼管換熱器空氣側換熱系數；換熱管 材為鐵白銅時，銅翅片比鋁翅片換熱器空氣側換熱系數高，換熱管和翅片的材料不影響管外 空氣側的壓降。

　　上述文獻中翅片管材料不僅有銅材料和鋁材料，還對不銹鋼材料進行了研究，如表１所示。

　　現階段情況：

　　很多企業為了避免制冷劑泄露情況發生，依然使用銅質換熱器。

　　新的趨勢是：

　　可采用銅材料作為管材，鋁材料作為翅片，也可采用不銹鋼管，但增加外套翅片來增加換熱。2、管翅的加工工藝對換熱器性能的影響

　　翅片管的加工工藝主要分為機械連接式和焊接式兩種，如圖２所示。

　　機械連接式指的是將翅以套片、鑲嵌或纏繞等機械方式緊固于基管表面；焊接式指的是將預 先設計好的翅片以焊接的方法與基管結合，主要有釬焊式螺旋翅片管、高頻焊螺旋翅片管兩種。

　　對管翅加工工藝的研究，近幾年研究結論主要如下：

　　（1）李儀龍將整體型翅片和微槽道熱管技術相結合，研究并開發出一種新型的微槽道熱管式整體型翅片管，通過試驗研究發現當軋輥刀具壓下量為３．００ｍｍ、斜軋角度為２．５°、軋輥輥型為Ｖ輥型時能保證翅片頂端不開裂，得到較好的工藝參數。

　　（2）李淵通過建立數學模型，對翅片管切削－擠壓成形過程進行了仿真模擬，結果展示刀具主偏角越小、進給量越小、切削深度越大，肋化系數越大。

　　（3）陳漢平對三維翅片管進行軋切－擠壓加工實驗，研究顯示在冷凝工況下適中的節距、較小的階梯翅片高度差和翅片寬度會有較好的傳熱性能，在沸騰工況下，較大的節距和階梯翅片高度差以及適中的翅片寬度會獲得優良的傳熱性能，*終得到的*佳參數為翅片管的節距為０．６６ｍｍ，階梯翅片高度差為０．１５ｍｍ，翅片寬度為０．３０ｍｍ，能同時達到優 異的強化沸騰和冷凝傳熱性能。

　　（4）李思思通過對機械脹接方法連接的套片式翅片管換熱器進行有限元分析，得以獲得翅片與基管之間的接觸熱阻數值。

　　小結：

　　翅片管為了牢固多采用焊接方式連接， 但通過焊接方式連接的翅片管不可拆卸，沒有機械 連接方式靈活多變；而機械連接方式在連接處易產成接觸熱阻，從而影響換熱器換熱性能。翅片管的結構對換熱器性能的影響

　　翅片管的結構包括翅片管的管排數、翅片類型、翅片間距等，下面將從這三方面闡述 其對換熱器的換熱影響。

　　３．１ 管排數

　　翅片管換熱器的管排數不能過多也不能過少，過多會導致換熱面積過小，影響換熱器換熱性能；而過少會導致熱阻增大，降低換熱量。

　　近年來關于管排數的研究成果如下：

　　（1）康海軍等人采用直接加熱法對鋁合金翅片的３種不同翅片間距和３種不同的管排數分別組合的情況對平直翅片換熱和阻力的影響進行了研究，發現當其他條件相同，Ｒｅ＝ ５６０～４．５×１０４ 范圍內時，二排管的換熱性能高于三排管與四排管的換熱性能，三排管的換熱性能與四排管相差不明顯。

　　（2）何江海等人采用數值方法，以二排管為例，研究了平直翅片管式換熱器上方空氣的空氣流速、溫度及壓力分布。得出兩排管之間的溫度和壓力的變化趨勢是一樣的，同時得出隨著空氣進口速度的增加，空氣側換熱系數和空氣側壓降也呈上升趨勢。

　　（3）劉金平等人利用仿真算法的思路，將換熱器看作一個整體進行迭代計算，發現想要通過增加管排數提高換熱量是一種不經濟的方式。此后又對管排數為２和４時換熱器的換熱能力進行了研究，結果顯示：

　　管排數對換熱器換熱量的影響比較顯著，當排管數在２～４之間時，換熱器的換熱能力隨著管排數的增加而減小。努塞爾數和摩擦因數隨著管排數的增加而減小。

　　（4）張哲等通過仿真模擬的方法，發現對于換熱器結霜速度來說，二排管*慢，三排管稍快，*快為四排管。對于換熱器來說，二排管的換熱器結霜速度*慢，這有利于延長熱泵的除霜周期。

　　（5）ＦｅｔｈｉＨａｌｉｃｉ針對由鋁翅片和銅管組成的平板翅片管換熱器，管排數為１～４，在雷諾數在３００～２０００之間的潮濕和干燥表面件下，摩擦系數隨著管排數的增加而降低。濕表面的空氣側傳熱系數約比干燥表面高２０％濕表面和干表面的空氣側傳熱系數 隨著管排數的增加而降低。

　　（5）ＰｕｎｎｏｓＡｂｒａｈａｍ等人制造了除排數同、其他結構都相同的兩個螺旋翅片 管換熱器，一個為四排，一個為五排。結果發現五排換熱器比四排換熱器的努塞爾數更高，并且它之間的差異隨著雷諾數的增加而增加。

　　關于管排數對換熱性能影響的總結：

　　當翅片管為二排時翅片管換熱器的換熱性能*優，隨著管排數的增加，傳熱系數和傳熱溫差均減小，但總的熱量呈現先增大后減小的現象，平均每排管的換熱量也呈現先增大后減的情況。所以，通過增加管排數高換熱量是不經濟的方式。

　　３．２ 翅片類型

　　翅片類型對換熱器換熱量也有影響。 常見的翅片類型有平直翅片、百葉窗翅片、 波紋翅片、多孔翅片和鋸齒翅片，如圖３所示。

　　近年來研究結果如下：

　　（1）石新武通過采用理論分析和數值模擬相結合的方法，對鋼制套片翅片管換熱器進行了研究，發現波紋翅片的換熱量大于平翅片的換熱 量。

　　（2）高天真、周俊杰等人利用翅片存在的周期性和對稱性，對六排管Ｗ 型波紋翅片管換熱器進行仿真模擬計算， 發現波紋平板波紋組合型和平板波紋平板組合型這兩種類型的翅片平板的區域溫度分布更為均勻，但波紋部分降溫效果更優。

　　（3） ＡｈｍａｄａｌｉＧｈｏｌａｍ采用參數化設計和仿真模擬技術，分析了新波紋翅片幾何形狀特征對波紋管流體流動和傳熱特性的影響，發現增加翅片側熱交換面積，可提高效率，加強空氣擾動，改善空氣側的傳熱。

　　（4） ＷｅｉｌａｎＷｕ等人通過搭建實驗臺，測試了用作室外蒸發器的扁平翅片和波紋翅片換熱器的性能，發現與波紋翅片相比，扁平翅片換熱器更加延遲結霜，可有效減少除霜次數。在結霜條件下，扁平翅片換熱器的綜合傳熱性能優于波紋翅片換熱器。此外，翅片類型 對熱泵室外機的結霜有顯著影響。

　　（5）ＨｕｉｚｈｕＹａｎｇ等人以Ｒ１１３為制冷劑，對平直翅片、鋸齒翅片和穿孔翅片進行研究，發現鋸齒狀翅片的傳熱特性是三種翅片中*好的。

　　翅片類型不同，對換熱的影響也不同，我們可通過改變翅片表面的平滑度、增加流體擾動，來達到增強換熱目的。相對平直翅片來說，波紋翅片、鋸齒翅片和穿孔翅片等會有較大的表 面面積和較高的粗糙度，所以換熱性能一般也會高于平直翅片。

　　３ .３ 翅片間距

　　翅片間距原本就是為了增大換熱面積， 隨著翅片間距的增大，空氣流通域增大，空氣流動阻力減小，但隨著翅片間距的不斷增大， 換熱面積會逐漸變小，導致換熱量降低。

　　那么，什么才是合適的翅片間距？

　　（1）張哲等人在四排管的前提下，分別對翅片間距為２ｍｍ、２．４ｍｍ 及２．６ｍｍ 的３種換熱器進行了仿真模擬，從仿真結果可以得出翅片間距越小時，換熱器的結霜速度越快。

　　（2）潤清等人利用ＭＡＴＬＡＢ編程和試驗相結合，發現翅片間距在１．４ｍｍ～２．４ｍｍ之間時，隨著翅片間距的減小，換熱量增大；除此之外還發現，即使隨著翅片間距的減小，換熱量是增加的，但是增幅卻呈現逐漸降低的趨勢，尤其是當風速較大時，換熱量在翅 片間距低于１．８ｍｍ時基本保持不變。

　　（3）劉建等人利用ＦＬＵＥＮＴ軟件，研究了９種不同翅片間距對換熱器換熱能力和阻力性能的影響。結果顯示，當翅片間距處于４ｍｍ～６ｍｍ之間時，可以認為此換熱器的換熱能力與翅片間距沒有關系。間距＜４ｍｍ 時，隨著翅片間距的逐漸增大，翅片間距對換熱器的換熱能力和壓降的影響顯出逐步降低的趨勢，當翅片間距為３．５ｍｍ 時，換熱器的換熱能力與壓降能夠到達*佳平衡點。

　　（4）ＳａａｄＡｙｕｂＪａｊｊａ為了對高發熱微處理器進行有效的熱管理，對５種不同的換熱器進行了研究，５種換熱器分別是平板換熱器以及翅片間距為０．２ｍｍ、０．５ｍｍ、１．０ｍｍ和１．５ｍｍ 的換熱器，研究表明使用０．２ｍｍ翅片間距的換熱器，實現了４０．５℃的*低換熱器基礎溫度。

　　（5）ＨｏｒｕｚＥ對換熱器的理論和實驗性能分析進行了研究，發現翅片間距越大意味著總傳熱系數越高，但是總面積也就越小，因此傳熱越少。

　　（6）ＳｏｍｃｈａｉＷｏｎｇｗｉｓｅｓ研究了翅片間距和管排數對不同翅片厚度下具有人字形波浪翅片配置的翅片和管式換熱器的空氣側性能的影響，研究結果表明，換熱器的換熱性能隨著翅片間距的變化而顯著變化，當翅片間距增加，且Ｒｅ＞２５００時，換熱器空氣側壓降增加，而當Ｒｅ＜４０００時，管排數的增加會導致換熱器的換熱性能和壓降性能都有一定程度的降低。

　　小結：

　　當翅片間距在４ｍｍ～６ｍｍ 之間時，翅片間距的大小對翅片管換熱性能沒有影響；

　　翅片間距越小，翅片結霜速度越快，隨著翅片間距的減小，換熱量增大，但換熱量的增幅呈現減小的趨勢。