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一、引言
目前，应用热泵越来越广泛。在冬季条件下的加热，在翅片表面发生时的室外热交换器的温度低于露点温度的环境空气，冷凝水。如果温度低于0℃时进一步霜，传热恶化导致严重时本机不能正常运行。为了保证系统正常运行的单位，如此重要和除霜，除霜消耗额外的能量，甚至影响了热泵的推广和应用。因此，确保热交换器的传热性能的不恶化的前提下，节约能源的实际意义的除霜周期延长，是显而易见的。传热传质现象霜冻条件下翅片管换热器，热泵机组，其中分析和优化设计，并具有重大的现实意义。
明显的霜冻的影响，对换热器，翅片管换热器结霜在国内和国外相当活跃，但主要集中在除霜控制，形成机制，奶油和奶油特性分析和换热器结霜特性模拟。换热器结构的糖霜，主要是鳍和可变间隔的研究。邓泉承天翅片的不同材料的热传递特性进行了比较，通过实验。充分考虑到霜冻的影响，没有公开报道的情况下，设计已经成为共识的设计师和研究人员的可变间距，翅片大小设置经常可能遇到干燥的条件下。
热泵机组的热交换器的，多环形散热件的厚度，以提高传热效率。卫栖等人的传热和传质的变热物性参数和潮湿的条件下统一环形研究相应条件的一些有意义的结论。的基本模型的基础上的环形肋的厚度探索蒙砂的一定体积的大小的最大传热优化。
霜层的影响因素有很多，结霜工况下的传热，桑德斯的饱和空气焓线性化处理Kondepudi的综合变化的传热和传质，传热系数；巴罗被认为是结霜导致上升通道性是一个主要因素，在霜层的热阻只是一个辅助因子。这篇文章是基于对节约能源，应用正则摄动法，分析无量纲量2€%Zr1/€%d<< 1，结霜工况下翅片管换热器，传热和传质，使用的例子优化的结论。
二、模型和简化的条件
一个给定的肋内半径为r1，外半径r2，和肋厚度€%]，翅片的材料的热传导率，对于€%d，肋方便起见，假设沿肋的高度方向的肋片热导率是恒定的。假设的霜层的厚度，热导率的系数的霜层，翅片厚度和厚度的霜层的同一量级。
为方便起见，我们假设：（1）霜层热阻的影响传热的主要因素；（2）的结霜过程作为一个准稳态过程；（3）在整个结霜厚度等于；（4）沿翅片，翅片的传热，霜层传热垂直翅片表面内；（5）沿肋周的翅片表面对流换热系数€%Z是一个常数；（6）忽略已发行和接受由肋表面辐射热和肋侧热。
霜层的密度和导热系数选取，结霜工况下空气侧对流换热系数和析湿系数选取。考虑当霜厚=0.8mm时的情况，此时2€%Zr1/€%d=3.58€？0-3，故满足2€%Zr1/€%d〈〈1的条件。得到U=36.8，可以查得Lopt=2.81，€%^opt=0.211，Qopt=3.17，由此得到此时的优化尺寸：肋高L=9.25mm，肋厚€%]=0.26mm。与算例中的换热量相比，肋片尺寸的很小的改动，就使肋片的换热量提高了27.1%。
在此工况下，霜厚超过1.1mm将使总传热系数和空气动力阻力恶化至系统不能正常工作，所以选择运行1小时后霜厚1.0mm时开始除霜。当从0.1mm变化至1.0mm时，在此优化尺寸下的换热量与原肋片的换热量之比的变化曲线所示。霜层最初的下降，即优化效果的不明显，可能是由于最初的霜层导致温度沿肋片长度方向的均匀化，使翅片最初的效率有所升高所致。
三、结束语
1、在优化解附近的很大范围内，参数€%^远小于1，这说明把€%^视为小参数，对结霜工况下的翅片管的传热分析应用正则摄动法是可行的。
2、采用析湿系数以后，忽略了霜表面温度与翅基霜表面温度的差异，实际应用中可以做适当修正。
3、考虑到风机性能、流动压降及制冷系统其余部分特性匹配等的影响，实际优化效果尚需要综合考虑各方面影响进行进一步的实验研究。 对机组换热器的优化设计，再结合较好的化霜控制方式，将会提高热泵的运行效率，增加供热能力，使机组运行安全高效又节能。
综上所述，在结霜工况下换热器翅片管的工程设计中，本文所述方法是一种简便而有效的优化方法。
（作者单位：辽宁工程技术大学机械工程学院）
目前，应用热泵越来越广泛。在冬季条件下的加热，在翅片表面发生时的室外热交换器的温度低于露点温度的环境空气，冷凝水。如果温度低于0℃时进一步霜，传热恶化导致严重时本机不能正常运行。为了保证系统正常运行的单位，如此重要和除霜，除霜消耗额外的能量，甚至影响了热泵的推广和应用。因此，确保热交换器的传热性能的不恶化的前提下，节约能源的实际意义的除霜周期延长，是显而易见的。传热传质现象霜冻条件下翅片管换热器，热泵机组，其中分析和优化设计，并具有重大的现实意义。
明显的霜冻的影响，对换热器，翅片管换热器结霜在国内和国外相当活跃，但主要集中在除霜控制，形成机制，奶油和奶油特性分析和换热器结霜特性模拟。换热器结构的糖霜，主要是鳍和可变间隔的研究。邓泉承天翅片的不同材料的热传递特性进行了比较，通过实验。充分考虑到霜冻的影响，没有公开报道的情况下，设计已经成为共识的设计师和研究人员的可变间距，翅片大小设置经常可能遇到干燥的条件下。
热泵机组的热交换器的，多环形散热件的厚度，以提高传热效率。卫栖等人的传热和传质的变热物性参数和潮湿的条件下统一环形研究相应条件的一些有意义的结论。的基本模型的基础上的环形肋的厚度探索蒙砂的一定体积的大小的最大传热优化。
霜层的影响因素有很多，结霜工况下的传热，桑德斯的饱和空气焓线性化处理Kondepudi的综合变化的传热和传质，传热系数；巴罗被认为是结霜导致上升通道性是一个主要因素，在霜层的热阻只是一个辅助因子。这篇文章是基于对节约能源，应用正则摄动法，分析无量纲量2€%Zr1/€%d<< 1，结霜工况下翅片管换热器，传热和传质，使用的例子优化的结论。
二、模型和简化的条件
一个给定的肋内半径为r1，外半径r2，和肋厚度€%]，翅片的材料的热传导率，对于€%d，肋方便起见，假设沿肋的高度方向的肋片热导率是恒定的。假设的霜层的厚度，热导率的系数的霜层，翅片厚度和厚度的霜层的同一量级。
为方便起见，我们假设：（1）霜层热阻的影响传热的主要因素；（2）的结霜过程作为一个准稳态过程；（3）在整个结霜厚度等于；（4）沿翅片，翅片的传热，霜层传热垂直翅片表面内；（5）沿肋周的翅片表面对流换热系数€%Z是一个常数；（6）忽略已发行和接受由肋表面辐射热和肋侧热。
霜层的密度和导热系数选取，结霜工况下空气侧对流换热系数和析湿系数选取。考虑当霜厚=0.8mm时的情况，此时2€%Zr1/€%d=3.58€？0-3，故满足2€%Zr1/€%d〈〈1的条件。得到U=36.8，可以查得Lopt=2.81，€%^opt=0.211，Qopt=3.17，由此得到此时的优化尺寸：肋高L=9.25mm，肋厚€%]=0.26mm。与算例中的换热量相比，肋片尺寸的很小的改动，就使肋片的换热量提高了27.1%。
在此工况下，霜厚超过1.1mm将使总传热系数和空气动力阻力恶化至系统不能正常工作，所以选择运行1小时后霜厚1.0mm时开始除霜。当从0.1mm变化至1.0mm时，在此优化尺寸下的换热量与原肋片的换热量之比的变化曲线所示。霜层最初的下降，即优化效果的不明显，可能是由于最初的霜层导致温度沿肋片长度方向的均匀化，使翅片最初的效率有所升高所致。
三、结束语
1、在优化解附近的很大范围内，参数€%^远小于1，这说明把€%^视为小参数，对结霜工况下的翅片管的传热分析应用正则摄动法是可行的。
2、采用析湿系数以后，忽略了霜表面温度与翅基霜表面温度的差异，实际应用中可以做适当修正。
3、考虑到风机性能、流动压降及制冷系统其余部分特性匹配等的影响，实际优化效果尚需要综合考虑各方面影响进行进一步的实验研究。 对机组换热器的优化设计，再结合较好的化霜控制方式，将会提高热泵的运行效率，增加供热能力，使机组运行安全高效又节能。
综上所述，在结霜工况下换热器翅片管的工程设计中，本文所述方法是一种简便而有效的优化方法。
（作者单位：辽宁工程技术大学机械工程学院）