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為了降低成本，并減少制冷劑充注量，小管徑翅片管換熱器（管徑小于或等于5 mm）正在逐漸取代7mm或更大管徑的換熱器。當管徑從7 mm減至5 mm，管路的截面積將減少49%，制冷劑充注量也相應減少。
然而，在空氣側，小管徑換熱器的翅片尺寸要小于大管徑換熱器的翅片，即減小了換熱面積。另外，與管徑密切相關的翅片間距也會減小，使得空氣壓降增加。在制冷劑側，采用小管徑管路會增加制冷劑壓降，并減少管路換熱面積。
因此，本文并提出小管徑翅片管蒸發器的優化設計方法，包括翅片結構的設計以及制冷劑流路的設計，并對采用5 mm 管徑蒸發器的空調器進行了實驗測試。
這幾年，小管徑在空調器中應用較多，它不僅降低了成本，而且降低了易燃工質如R290的爆炸風險，但與此同時，小管徑的應用也減少了換熱面積，使得空氣壓降增加。
因此，為了保證采用小管徑換熱器的空調器具有良好的性能，我們今天來分享下關于小管徑翅片管換熱器的優化設計方法。
步驟4：換熱器性能測試
圖7（a）和（b）分別為優5 mm 管翅片換熱器的換熱量和空氣壓降測試結果。本文僅展示優5 mm 管翅片換熱器的測試結果。為了開發關聯式，研究中還加工并測試了其他結構的5 mm 管翅片換熱器。
基于大量的5 mm 管翅片蒸發器的實驗結果，采用多重線性回歸方法，開發了小管徑換熱器性能的預測關聯式；并在制冷劑流路設計中，采用了所開發的5 mm 管翅片蒸發器性能的預測關聯式。
2、制冷劑流路設計結果
根據翅片結構的設計結果，原始空調器和優化空調器的結構參數見表3。通過基于仿真設計的方法，得出小管徑室內機換熱器及室外機換熱器的換熱量。從圖8（a）可知：采用5 mm 管換熱器的室內機換熱器與室外機換熱器的換熱量與圖8（b）所示的原始空調器的換熱量幾乎相等。由圖8（b）可知：采用小管徑換熱器的室內機的制冷劑充注量比原始室內機減少30%， 總充注量可以減少27%。
翅片管式換熱器總傳熱計算
采用平壁導熱計算公式，總傳熱計算方程：
( l ）翅片材料的導熱系數為常數；
( 2 ）翅片厚度遠小于翅片高度與翅片寬度；
( 3 ）翅基溫度、翅周圍介質溫度、翅表面與周圍介質的對流傳熱系數均為常數；
( 4 ）翅端絕熱。
由于空氣側或煙氣側的換熱系數很低，因此我們一般采用翅片管。此外，當流體流過翅片管束時，須克服一定的流動阻力，因而會產生壓力降△P ，壓力降越大，說明消耗的動力越大。所以壓力降的計算也是一個應該關注的問題。
1 ．流體繞流翅片管束時的管外換熱系數
換熱系數是指當流體流過固體壁面時，單位時間，單位面積，單位溫差時的換熱量。應注意，這兒說的單位溫差是指固體壁面和流體之間的溫差。換熱系數我們用 h 來表示，其單位是： W /（㎡.℃）。翅片管的排列有順排和叉排之分，由于順排和叉排時流體的流動狀態不同，因而其換熱系數的計算式是不同的。
順排流動叉排流動所有翅片管束管外換熱系數的計算式都是由實驗得出來的，實驗中要考慮很多因素的影響，因而所得出的結果又叫實驗關聯式。不同研究者進行的實驗可能會得出形式上不同的實驗關聯式，但在同一條件下的計算結果應該是相近的。我們的任務就是選擇信得過的關聯式進行計算。
這里 Briggs和 Young 的實驗關聯式。他們曾對十多種環形翅片管束進行了實驗研究，所有的實驗管束都是叉排排列，管心距呈等邊三角形布置。其標準誤差在5％左右。下面只介紹對于高翅片管束的實驗結果：
式中，
df , db ：翅片外徑和基管直徑；
Y , H ：翅片間隙和高度；
入，μ和 Pr 分別為流體的導熱系數，粘度系數和普朗特數。
根據流體溫度查流體物性表得到；式中的 Gmax 是流體在窄截面處的質量流速，單位是 Kg /（㎡.s) . 所謂窄截面是指相鄰兩翅片管之間夾縫中的截面。由上式可知，影響換熱系數 h 大的因素是流速，與 Gmax 的0.718次方成正比。如何應用這一關聯式進行計算，后面將通過一個例題加以說明。
2．流體繞流翅片管束的流動阻力
Robinson 和 Briggs 對十多種叉排環形翅片管束進行了等溫條件下的流動阻力測試。實驗范圍是：
上式中， K 是縱向管排數， f 是摩擦系數，是一個無因次數。對于按等邊三角形排列的管束，由下面的實驗關聯式計算：
由上兩式可見，影響翅片管束壓力降△P的主要因素是：
是流速，與Gmax的2-0 .316 =1 . 684次方成正比；
第二是管間距，幾乎與 Pt 的一次方成反比。
所以，為了降低阻力，可以選用較大的管問距和降低流體的流
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