小管径空调器的优化设计

空调器采用小管径铜管可以有效地降低空调器换热器的成本,大幅降低空调器的充注量,此技术被称为MicroGroove^TM小管径技术。但用小管径直接替换大管径时会给空调器的性能带来影响,因此需要重新设计换热器。本文提出了小管径空调器的优化设计方法,主要包括采用基于图论的仿真方法设计制冷剂流路及换热器结构,采用空调器系统仿真软件预测优化后的系统性能。本文以单冷空调器和冷暖两用的空调器为例进行小管径空调器的优化设计,总结了用小直径管替代大直径管用于空调器优化设计的准则。     

空调器中采用小管径的影响分析及研发思路

空调器采用小管径铜管可以有效地降低空调器换热器的成本,大幅降低空调器的充注量,但会对于空调器的性能及制造工艺带来影响。本文分析了小管径换热器应用的优势,理论分析了空调器采用更小管径铜管对换热器的传热和压降性能以及对系统性能的影响。分析表明,小管径铜管的换热器具有更高的传热效率,但直接将小管径铜管应用到空调器中替代原有的换热器中的铜管可能会导致制冷剂侧压降过大、翅片阻力过大、制热效果不好等问题。本文基于理论分析结果,给出了解决小管径换热器应用的问题的技术思路和所需要进行研究的课题。     

5mm管径铜管换热器应用的冷凝性能研究

近年来,随着小管径换热器研究的深入和推广,目前各空调厂家已逐步应用推广。小管径换热器特点在于提高换热性能和节约产品材料成本。同时国内销售的空调器已由R22定频转向R410A变频空调器,小管径换热器随R410A冷媒的替代其强化传热影响更加显著,具备良好的应用前景。综合5mm管径换热器在空调系统中应用的性能数据比较,其冷凝性能优于大管径换热器,满足制冷量和能效的条件下,尤其空调制热量的提高非常显著。     

制冷剂种类与翅片管换热器管径的匹配特性

针对空调用翅片管换热器,本文研究了4种制冷剂在管内的流动阻力及表面传热系数随换热器管径的变化,通过模拟计算给出不同制冷剂对应的最佳换热器管径。根据实际空调器系统确定相关参数,计算得到管内流动阻力损失由大到小依次为R22、R290、R410A、R32,表面传热系数由大到小依次为R32、R410A、R290、R22。在空调器制冷工况,满足换热量需求的条件下,冷凝器入口压力(压缩机排气压力)越低,系统效率越高;根据模拟计算,换热量为2 000 W时,随着换热器管径的增大,不同制冷剂对应的冷凝器入口压力先降低后增加,得到最适宜的换热器管径:R22为7～7.5 mm,R410A与R32为6～6.5 mm,R290为6.5～7 mm。     

R290空调器的优化设计原则

在分析比较R290、R22、R410A三种工质热力性能的基础上,对采用R290工质的空调器提出了优化设计原则。优化设计原则主要针对压缩机、冷凝器、蒸发器、节流装置四大部件:R290空调器的压缩机应增加排量;R290空调器的冷凝器可采用小管径换热器;R290空调器的蒸发器可采用小管径换热器;R290空调器的毛细管应比R22空调器的长约39%,比R410A空调器的短约44%。在提出R290空调器优化设计原则的同时,本文对保证R290空调器安全性提出了建议。     

房间空调器采用3mm铜管的设计与性能分析

房间空调器采用更小管径的铜管可以使换热器更加紧凑、高效和环保,因而开发3 mm铜管换热器代替现有的5 mm管换热器是未来房间空调换热器的一个重要发展方向。本文提出了开发3 mm管换热器的技术思路,包括通过定量计算强化管和光管的换热与压降特性来确定管型;通过基于换热性能和压降的流路参数和管径的寻优算法来优化流路和管径。设计结果表明,某典型的3,500 W房间空调器从5 mm强化管改为3 mm光管后,其内、外机的换热性能在制冷工况下分别提升12.7%、5.7%,在制热工况下各提升10.1%、15.4%;压降均在50 k Pa以内;铜的用量下降57.2%、铝的用量增加2.1%。     

车用热泵用小管径管片式换热器性能研究

目前车用空调冷凝器均为平行流冷凝器,作为热泵蒸发器时易结霜,且化霜时排水不畅。而圆管翅片换热器换热性能较差,难以满足结构布置要求。开发了Ф5管径的小管径换热器,与平行流换热器进行了性能对比测试。结果表明:采用小管径管片式换热器时,制冷模式下COP提高了17.4%~23.7%,热泵模式下COP提高12.6%~35.8%,且在热泵模式下可降低压缩机排气温度15~28℃。小管径管片式换热器在电动汽车热泵系统应用前景广阔。     

提升热泵型变频空调器APF技术途径的试验研究

通过对影响热泵型变频空调器APF各变量的权重分析,提出提升APF的技术途径,并进行试验研究。结果表明,合理设计换热器流程流路、增加换热面积、采用小管径换热器、合理确定室内外风机风量,以及优化压缩机频率等是提升热泵型变频空调器APF的有效技术途径。     

5mm管径铜管换热器在商用空调机组上的应用研究

基于一台15 kW的商用空调机组,原机的室内、外换热器均采用9.52 mm管径铜管,对其进行替代设计,采用5 mm管径铜管室内、外换热器。在对5 mm管径换热器的优化过程中发现:翅片间距、翅片片型、流路设计、分液器毛细管长度均对换热量、能效、除霜效果有较大的影响。对比优化后的5 mm管径换热器和原机换热器的性能、成本、制冷剂充注量发现:5 mm管径换热器的额定制冷能力提高3.47%,能效比提高7.86%,额定制热能力和性能系数与原机相当,除霜周期较原机增加25.1 min;室外换热器成本降低约10%;室内换热器成本降低约20%;制冷剂充注量减少46%。     

Ф5mm管径换热器在热泵空调上的应用研究

基于一台热泵风管机重新设计了Ф5mm管径蒸发器和冷凝器,对原换热器和Ф5mm管径换热器的性能、成本、分路设计进行分析研究。结果表明,采用Ф5mm管径换热器能够提高空调的性能,降低开发成本。设计Ф5mm管径换热器时,应在流程长度和分路数目之间进行平衡优化,单分路流程长度可控制在4～6m。     

全铝微通道换热器在空调中的应用

近年来,全铝微通道换热器在空调中的应用获得了成功,使空调器提高了效率,降低了成本。本文综述全铝微通道换热器在空调中应用的结构、传热和试验。     

基于系统仿真的空调换热器优化分析

建立了空调器的分布参数数学模型,并通过实验数据验证了模型的可靠性,在此基础上对空调换热器系统优化。系统优化结果表明,换热器的优化还和整个系统有关,换热器单元的优化结果不一定使系统能效比达到最大。     

空调室外换热器分布式流路设计与实验验证

空调室外换热器通常使用流路数目均一的流路,使空调器无法在不同的制冷剂流动特性下均具有最佳的换热状态。本文提出了一种室外换热器的分布式流路方案,以提升空调器的全年换热性能。首先根据制冷剂在换热器内的沿程流动特性提出流路数目随制冷剂干度增大而增大的分布式流路方案;然后通过换热器仿真软件分析分布式流路的换热特性和阻力特性;最后通过实验验证了分布式流路对空调器性能的提升效果。结果表明,与采用固定流路的空调室外换热器相比,采用分布式流路的空调系统的全年性能系数APF提高了1. 8%～5. 8%;室外换热器的额定制热量、低温制热量、超低温制热量分别约提高了4. 3%、7. 5%、5. 9%。     

采用铜铝复合管的翅片管换热器换热性能数值模拟与实验研究

提出采用一种铜铝复合管,用来替代传统的空调室外机换热器用铜管,可降低成本27.8%。首先通过数值模拟研究了Φ7管径的铜铝复合管与铜管翅片管换热器空气侧的传热与流动性能,计算结果表明,在入口风速为2.5m/s的情况下,与采用铜管的换热器相比,采用铜铝复合管的换热器空气侧的压力分布几乎不变,换热量降低3.12%,对性能影响较小。另一方面,对采用该模型的铜铝复合管换热器进行了性能测试,实验结果表明:铜铝复合管换热器换热量为8775W,与铜管换热器9101W相比降低3.58%,满足换热器标准要求。实验结果与数值模拟结果基本吻合,均证明这种新型铜铝复合管对换热器性能的影响不大,可用于空调的制造中。     

采用小管径铜管空冷换热器的性能成本分析研究

铝管替代铜管和采用更小管径的铜管是当前降低空调器成本的两大热门方向。本文从小管径铜管替代的角度对中9．52mm内螺纹铜管和Ф5mm内螺纹铜管这两种管型以及采用这两种管型的换热器进行了性能比较和成本分析。研究结果表明：在相同实验条件及同样的体积流量下,Ф5mm内螺纹铜管管内换热系数比Ф9．52mm内螺纹铜管管内换热系数提高15％左右。在相同的测试工况和同样的迎风面尺寸条件下,Ф5mm铜管换热器在取得与v9．52mm铜管换热器接近换热量的同时,可以节约铜管材料41．8％,铝箔材料50％。     

MicrogrooveTM小管径铜管技术在2011中国制冷展广受关注

在刚结束的2011中国制冷展上,MicrogrooveTM小管径铜管技术广受关注。MicrogrooveTM小管径铜管技术是基于采用小管径(管径≤5mm)内螺纹铜管的一种节能高效换热器技术,其核心是在传统的铜管铝翅片换热器中采用小管径高效内螺纹     

亲水防蚀处理剂在空调换热器表面的应用

亲水防蚀处理剂在空调换热器表面的应用广东顺德美的冷气机制造有限公司（５２８３１１）陈霞１前言近几年来，家用空调器发展迅速，生产空调器的厂家广泛在换热器中采用小片距、复杂片形的铝箔翅片来获得优良的热工性能。一般空调器中的蒸发器是在湿工况下进行工作，工作...     

凸环翅片及其在热泵型空调器中的应用

提出一种应用于热泵型空调器的凸环翅片结构。通过CFD模拟,分析波纹翅片、开缝翅片和凸环翅片的传热性能,对翅片进行优化设计。换热器能力测试显示,凸环翅片管式换热器的换热能力,在冷凝工况和蒸发工况下,分别比波纹翅片管式换热器提升3%~5%和2.5%,比开缝翅片管式换热器降低0.8%和0.5%。空调整机测试结果显示,采用凸环翅片管式换热器可实现用单排换热器替代1.5排或2排换热器,降低换热器成本的效果。     

组合式空调箱换热器调节阀流量系数的选型设计

针对组合式箱空气加热器或者表面冷却器安装使用的自动调节阀流量系数选型过小,导致在极端天气下,空调空气换热器供热或供冷不足,影响温湿度的调控,建立了热力学计算模型,通过理论设计可使管道管径和阀门流量系数选型科学合理,满足异常气候变化的冗余设计要求。     

组合管径圆弧翅片换热性能的数值模拟

针对空调器室内机换热器空气侧的流动和换热问题,利用FLUENT软件,本文研究了开缝圆弧翅片以及组合管径开缝圆弧翅片对换热器的换热量和空气侧压降的影响,并与原开缝三折翅片换热器进行比较。结果表明,开缝圆弧翅片换热器的换热量大于原开缝三折翅片换热器,而空气侧压降略有增大。随着小管径数量增大,开缝圆弧翅片换热器的换热量逐渐减小,但压降也逐渐减小。相比于开缝三折翅片换热器,当开缝圆弧翅片换热器为10根小管时,其压降增大5%左右,但换热量却有2%左右的提高,且铜管材料节省了14.5%,有很好的应用前景。