R134a在微肋管内的冷凝换热特性

本文在35、40和45℃三种冷凝温度下,对R134a在微肋管内的冷凝换热进行了实验研究。选用质量流量、冷凝温度、微肋管结构参数为变量,以总传热系数、水侧传热系数、制冷剂侧表面传热系数及压降为评价指标。结果表明:总传热系数、制冷剂侧表面传热系数、压降均随着质量流量的增加、冷凝温度的降低和管径的减小而增大,而水侧传热系数随质量流量的增加而稍有降低,冷凝温度对其值影响并不大。热阻分析时发现:随着质量流量的增加,水侧热阻占总热阻比值逐渐增加,而制冷剂侧热阻所占比值逐渐减小,但制冷剂侧热阻总小于水侧热阻;对换热器进行综合性能进行评价时,以表面传热系数与压降的比值(单位压降表面传热系数)为指标,发现该比值均随质量流量的增加呈先减小后增大的趋势,并随着冷凝温度的降低、管径的减小而增大。     

管径变化对蒸发器性能影响的仿真与实验研究

家用空调换热器采用的管径不同,产生的传热效果等性能有差异。采用空气焓差法,对具有相同制冷量的5 mm管径换热器和7 mm管径换热器进行了蒸发工况的实验,并建立了不同管径换热器的仿真计算模型,分析了管径的变化对蒸发器制冷剂侧和空气侧的换热和压降的影响。对比实验与计算结果,发现:1)5 mm换热器空气侧表面传热系数提高了17%;2)在相同制冷量下,5 mm换热器的制冷剂质量流量减少了4.6%,质量流速增大了89.4%,同时由于管壁热流密度的增大,引起了蒸干点的提前;3)以制冷剂达到相同干度时的换热系数作为基准,随着干度的增加,5 mm管的管内换热系数增大到7 mm管的1.43~1.86倍;同时制冷剂的摩擦压降、加速压降和局部压降均为7 mm换热器的3倍,压降引起了蒸发温度降低1.1℃。     

R290空气源热泵蒸发器换热性能分析

利用软件EVAP-COND对采用制冷剂R290的空气源热泵翅片管式蒸发器进行仿真模拟,通过改变制冷剂质量流量和蒸发器进口风量对机组制冷量、压降等进行比较分析。结果表明:制冷量、总传热系数、管路压降随制冷剂质量流量增大而增大,但制冷量增幅逐渐减小;最佳制冷效果下的制冷剂质量流量和风量分别在120 kg/h和25 m~3/min左右;制冷剂质量流量不变时,风量变化对蒸发器制冷剂侧总压降影响不大。     

微通道蒸发器的传热性能实验研究

采用实验的手段,探究了制冷剂侧流速改变(雷诺数)对微通道蒸发器流量分配、压降、传热系数以及制冷剂侧换热特性(努塞尔数)的影响。研究表明:随着制冷剂侧流量的增加,微通道蒸发器第一流程制冷剂的流量分配变得更加均匀,进出口的压降随之增大,传热系数及制冷剂侧努塞尔数也逐渐增大,换热效果不断增强。     

水平内螺纹管内R410A流动凝结换热的实验研究

本文实验研究了R410A在水平内螺纹管内的流动凝结换热特性,分析了水力工况、测试管结构参数对管内制冷剂侧表面传热系数、压降的影响。结果表明:表面传热系数、压降均随着质量流速的增加、冷凝温度的降低而增大;虽然表面传热系数随着测试水Re的增加而减小,但测试水Re对压降的影响很小。利用单位压降表面传热系数对换热进行综合性能评价时发现,单位压降表面传热系数随着质量流速的增加而减小,随着冷凝温度的增大而增大。将实验数据与经典关联式的预测值进行对比,对于光滑管,除了Akers et al.关联式低估了实验数据,Shah关联式与Thome et al.关联式均高估了实验数据,并且Thome et al.关联式表现出最高的预测精度。而对于内螺纹强化管,Cavallini et al.关联式展现出最高的预测精度,而Koyama et al.关联式与Miyara et al.关联式均低估了实验数据。     

吸排气管管径变化对空调系统制冷性能的影响

采用系统仿真的方法研究吸排气管管径变化对空调系统性能的影响。研究结果表明：吸排气管管径变化直接影响吸排气管饱和温降或压降,且吸气管内制冷剂压降直接降低吸气压力,排气管内制冷剂压降直接增加排气压力。其中,吸气管压降变化主要影响低压侧热力参数、制冷剂质量流量、制冷量和EER,对系统耗功影响较小,而排气管压降变化主要影响高压侧热力参数、系统耗功和EER,对系统制冷量影响较小。对于本文研究的系统,吸气管和排气管饱和温降控制在1 K以内时,系统性能相对吸、排气管路制冷剂压降为零的系统降低幅度在2%以内,可作为吸排气管选型标准。     

分液冷凝器及其空调/热泵系统的研究进展

分液冷凝技术是一种通过主动调控制冷剂冷凝过程的干度和流量,实现在制冷剂侧增大传热系数和减小压降的管内强化传热方法。本文综述分液冷凝技术原理、各类分液冷凝器的结构实现方式,总结该技术对冷凝器热力性能和空调/热泵系统性能的影响。结果表明,分液冷凝技术可大幅度减小压降,且在高质量流速下可实现强化传热系数;与常规翅片管式冷凝器相比,相同传热面积时分液冷凝器可提升空调/热泵系统能效比;在系统能效比相当时可减小冷凝器传热面积。该技术具有一定的应用前景和工程价值。     

板翅式蒸发器液冷系统的实验研究

提出并搭建了一套采用氟里昂蒸气压缩循环的液体冷却试验系统,其中采用板翅式换热器作为蒸发器,R22作为制冷剂,热水作为载冷液体提供制冷剂蒸发所需热量。实验结果表明：在实验参数范围内,蒸发器单位面积制冷量为：2440—9760W／m^2,总传热系数为80—600W／（m^2．K）,制冷剂侧传热系数为90-1065W／（m^2．K）,蒸发器内制冷剂侧压降为7—17kPa;制冷量及蒸发器压降均随水进口温度的升高而增大,而传热系数随水进口温度的升高先增大而后减小;制冷量、传热系数及压降均随毛细管长度及水流量的增大而减小,随充灌量的增大而增大。     

微肋管内的换热强化的实验和理论分析

在1根光管、2根微肋管内运行了R1234yf两相流动冷凝换热实验,工况设定中冷凝温度为40℃、43℃、45℃,质量流量为500—900 kg/(m~2·s),换热管进出口处制冷剂干度分别为0.8—0.9、0.2—0.3。实验结果显示:传热系数随冷凝温度的降低、质量流量的增加而增大,且微肋管内传热系数均大于光管内传热系数,其中8°和15°肋片螺旋角微肋管换热强化倍率分别为2.51—2.89、3.11—3.57,均大于其面积增加比;使用关联式对管内传热系数预测时:Cavallini et al关联式对光管内传热系数预测精度最高,其预测误差范围在±8%以内,预测平均误差为0.56%;Cavallini et al关联式和Koyama et al关联式对微肋管内传热系数预测精度较高,其预测误差范围在±25%以内,两者的平均预测误差小于6%。     

R717在小管径水平光管内流动沸腾换热及压降特性

氨制冷剂存在可燃性和毒性,因此减少其在制冷系统中的充注量极为重要。小管径换热管通常可以提供更高的表面传热系数,这可以作为提升换热器紧凑性同时减少系统中充注量的有效方法。本文搭建了氨制冷剂管内流动沸腾换热及压降测试实验装置,测试了氨制冷剂在4 mm水平光管内的流动沸腾换热及压降,并分析了干度、质量流速及热流密度对换热及压降特性的影响。结果表明:流动沸腾换热表面传热系数随着干度的增加而增大,同时质量流速和热流密度越高,流动沸腾换热表面传热系数越大。此外,氨制冷剂在管内的两相摩擦压降也随着干度的增加而增大,在固定干度下,质量流速的升高导致压降增大。