冷水机组用降膜式蒸发器研究进展综述

降膜式蒸发器以其高效的换热性能、有效减少制冷剂充注量等优点,被逐步应用于冷水机组。与其相关的研究受到行业越来越多的关注,成为相关领域的一个研究热点。本文分析当前降膜式蒸发器应用于空调冷水机组面临的技术挑战,包括制冷剂分配和换热性能影响因素,并给出改进降膜式蒸发器性能的研究方向。     

降膜式蒸发器中改善吸气带液现象的隔板研究

降膜式蒸发器由于其高的换热性能、低的制冷剂充注量、极为紧凑的结构,是目前商用制冷空调领域的研究热点。然而由于许多设计准则缺失,产品实际经验匮乏,降膜式蒸发器设计还不完善,吸气带液现象就是其中一个显著问题。本文以某款降膜式蒸发器的制冷剂通道为研究对象,通过CFD模拟分析,指出流速过大可能存在的风险区域。通过增加隔板,从而降低流速以达到减少吸气带液风险目的,并最终经过CFD验证分析。     

制冷剂充注量及布管方式对降膜式蒸发器性能影响的试验研究

水平管降膜蒸发器由于其较少的冷媒充注量和较高的换热性能在制冷空调领域得到广泛的应用。本文以R134a为工质,对冷媒充注量和两流程下管程布置方式对采用降膜式蒸发器性能的影响进行了试验研究,并与满液式蒸发器进行对比。结果表明:随着冷媒充注量的增加降膜式蒸发器换热性能逐渐提升,但提升趋势逐渐缓慢;冷冻水进出水管采用下进上出的方式机组性能优于上进下出;同等能力下,采用降膜式蒸发器机组的冷媒充注量比满液式蒸发器可减少34%。     

制冷用水平降膜式蒸发器研究进展

降膜式蒸发器目前在牛奶、制药、化工、海水淡化等行业取得了较为广泛的商业应用,它从上世纪90年代以后开始应用于制冷空调系统。目前针对制冷用水平降膜式蒸发器的研究目的主要是明确各个参数对蒸发器传热性能的影响以及他们之间的联系,由于降膜式蒸发器的独特结构和内部传热传质的复杂性,这些研究尚处于初步阶段。在介绍其工作原理的基础上,针对水平降膜式蒸发器,着重讨论了布液器的结构与高度、管束(包括管径、管排数、管道表面形状)、制冷剂(流型、流量)等参数对其性能的影响。由于经验关联式在实际应用中的巨大优势,还总结了前人提出的关联式及其适用的范围,文章将为制冷用降膜式蒸发器的进一步研究和应用提供参考。     

制冷剂充注量对冷藏车用制冷机组性能的影响

为了研究制冷剂充注量对冷藏车用制冷机组性能的影响,在数值模拟得到的制冷剂标准充注量的基础上,试验研究制冷剂充注量对压缩机吸/排气压力、吸/排气温度、蒸发器出口过热度、冷凝器出口过冷度及制冷能力的影响。研究表明,数值模拟方法得到的制冷剂标准充注量适用于实际制冷机组。     

全降膜蒸发器应用于冷水机组的研究

在分析蒸发器性能对冷水机组性能影响的基础上,探讨降膜式蒸发器的关键技术,并通过试验研究降膜式蒸发器的换热系数和回油浓度,同时与满液式蒸发器的换热性能进行对比。结果表明,在分配器供液充足时,降膜管束蒸发性能优势显著,表现在换热系数高、回油浓度高等方面。     

制冷剂的替代与延续技术

HCFCs制冷剂的替代进程已经确定,本文总结了目前已经推出的各种HFCs人工合成制冷剂和碳氢化合物等自然工质制冷剂,分析了其优点和不足。作为替代技术的补充,还应该研究HCFCs制冷剂的减量延续技术,通过系统优化的方式合理设计新型循环系统,如用干式蒸发器替代满液式蒸发器可减少约50%的充灌量,降膜式替代满液式可减少约30%的充灌量。随着温室气体的减排进程加快,HFCs制冷剂在未来被淘汰也是不可避免的,欧盟的No.842-2006禁氟法规已经限制了R134a的使用。应当重视法规和标准在制冷剂替代过程中的决定性作用,积极跟踪国外法规的最新动态,才能在制冷剂替代问题上掌握主动权。     

家用变频空调充注优化过程各参数的研究

为了研究制冷剂充注量的变化对家用变频空调器性能的影响,进行了不同充注量实验。根据实验数据分析了充注量对蒸发器、冷凝器、液相管、气相管的压降以及对系统运行功率、蒸发压力、冷凝压力和系统性能系数(COP)等的影响,并且提出了一个判断系统最佳充注量依据。研究结果对变频空调器的设计优化和充注优化起到了一定的参考价值。     

电动汽车电池冷却系统的试验研究

为将空调系统恰当地应用到电动汽车上,并能够更好地与电池冷却系统匹配,减少其对电池的动力性能和续驶里程的影响,本文搭建空调系统试验平台,对单空调系统(以下用"HVAC"表示)充注量、HVAC和chiller(电池热交换器的简称)组成的双蒸发器系统充注量以及压缩机转速进行试验分析,确定空调系统制冷剂的最佳充注量,选出匹配的压缩机转速。结果表明:单chiller系统运行时,压缩机在较低转速下工作即可满足防冻液侧换热能力的要求;双蒸发器系统运行时,chiller换热比随压缩机转速的增加而增加,且chiller的换热能力始终比HVAC系统中蒸发器换热能力大,可以通过调节热力膨胀阀控制chiller的制冷剂流量,改变系统流量分配,提升HVAC中蒸发器的换热量。     

基于实车台架的车用空调系统制冷剂充注量试验研究

提出在实车台架上确定车用空调系统的制冷剂充注量试验方法,并以某车型的R134a车用空调系统为例,测试其冷凝器过冷度、蒸发器过热度、压缩机吸气压力以及排气压力,得到R134a充注量合适范围为475~550 g,最终确定为520 g±20 g。该试验方法为当前车用空调系统制冷剂充注量的确定提供参考,从而有效缩短产品开发周期和试验成本。     

Study on the effect of refrigerant distributing nonuniformity on the performance of falling-film evaporator with liquid recirculation system

To investigate the effect of liquid distributing nonuniformity on the heat transfer of horizontal-tube falling film, a horizontal-tube falling-film air-cooled water chiller with an ejector liquid recirculation system (LRS) is presented, and then the finite difference model of the horizontal-tube falling-film evaporator is given. Also a new method of dividing the liquid refrigerant distributor into several subzones is proposed as well as the model of liquid refrigerant distributing nonuniformity is established. The analysis results show that increasing the liquid spraying flowrate in a certain range is obviously valid for enhancing the evaporator capacity, and the suitable R_l is about 1.2, the corresponding value of φ is about 0.85. The analysis results also suggest that the higher the liquid recirculating ratio, the more the turning point of nonuniformity coefficient, and the turning point of nonuniformity coefficient is 0.1483 when the liquid recirculating ratio is equal to 1.21. The performance of falling-film heat transfer is more sensitive to the number of subzones under the condition of higher nonuniformity coefficient, and a suggested optimal number of partitioned subzones is 4.     

客车空调平行流蒸发器研制

对用于客车的顶部安装的空调中使用的平行流蒸发器进行了研究设计和实验验证。通过建立仿真模型模拟平行流蒸发器的换热能力,调整翅片参数优化结果,并制作了两组样件,对冷凝水、分液等问题进行实验验证和对比。实验结果表明,优化参数的百叶窗翅片在实验中几乎未见冷凝水沉积,同时分液的流路数为4分路的分液均匀性优于8分路,换热效果比8分路高11.2%。新设计的百叶窗翅片平行流蒸发器基本解决了冷凝水排除和两相流分液两大研究难点,体积较原来减少了57.6%,重量减轻了38%,充注量降低了10.5%,换热能力达到行业要求,从而达到取代旧式翅片管式蒸发器的目的。     

油分离与回油技术对满液式和降膜式冷水（热泵）机组性能的影响

首先就回油技术对满液式和降膜式冷水（热泵）机组性能的影响进行简要分析,然后对油分离技术对机组性能的影响进行详细论述,并从理论和实践的角度分析制冷剂的含油量对换热性能的影响。最后得出结论：对于满液式机组和降膜式机组而言,利用油分离技术比单纯的回油技术更容易实现提高机组运行效率和稳定性的目标。     

Effect of vapor flow on the falling-film heat and mass transfer of the ammonia/water absorber

Falling-film heat and mass transfer in an absorber can be influenced by the motion of the surrounding refrigerant vapor. In this study, the effect of the vapor flow direction on the absorption heat and mass transfer has been investigated for a falling-film helical coil absorber which is frequently used in the ammonia/water absorption refrigerators. The heat and mass transfer performance was measured for both parallel and countercurrent flow. The experiments were carried out for three different solution concentrations (3, 14, and 30%). The vapor in equilibrium with the solution is supplied to the test section. It is found that the falling-film heat and mass transfer is deteriorated in the countercurrent flow if the specific volume of the vapor solution is large. For the countercurrent flow, the high velocity of the vapor due to large specific volume seems to cause the unfavorable distribution of falling-film and reduce the heat and mass transfer performance of the ammonia absorber. The effect of vapor flow direction decreased with increasing concentration of ammonia solution since the specific volume of the ammonia vapor which is in equilibrium with the solution becomes smaller and the vapor velocity becomes lower.     

计算开度法电子膨胀阀供液控制技术研究

计算开度法是一种适用于满液式或降膜式冷水/热泵机组的电子膨胀阀供液控制技术。该技术的核心思想是实时计算压缩机的吸气质量流量和通过电子膨胀阀的制冷剂液体质量流量,并计算为保持前述二者始终相等的电子膨胀阀准确开启步数。该技术同其他供液控制技术相比,具有控制精度高、稳定性高、成本低等诸多优点。本文结合一个具体的降膜式螺杆式冷水机组实例,对计算开度法电子膨胀阀供液控制技术进行全面深入的阐述。最后得出结论：计算开度法电子膨胀阀供液控制技术,如果应用得当,可为降膜式或满液式冷水/热泵机组的稳定性和运行效率的提高发挥积极的作用。     

采用微通道蒸发器的分离式热管充液率实验研究

采用微通道换热器作为分离式热管的蒸发器,在充液率为80%~150%之间进行了实验研究。实验测量了微通道蒸发器换热量、管壁温度分布及系统EER,分析了不同充液率下微通道蒸发器的工作状态,计算了蒸发器传热系数,实验结果表明:微通道蒸发器换热量随室内外温差的增大而增大,分离式热管最佳充液率为120%左右。此外,与翅片管蒸发器进行了实验对比,在换热量相当的条件下,微通道蒸发器重量减轻了45%,系统工质充注量降低了51.9%,系统EER提高了2.8%。     

家用热泵空调的系统模拟和实验研究

本文通过对家用热泵型空调的运行分析,针对热泵型空调自身特点,主要考虑制冷剂充灌量和蒸发器结霜对系统性能的影响,并建立系统模型。进行了模拟计算,并对蒸发器结霜做了动态计算,分析了蒸发器结霜和制冷制充灌量对系统性能的影响。计算结果与实验结果较吻合。     

二元冰吸收式制备技术

二元冰具有优异的传热、流动特性,使用它后能够减小热交换器的热损失、水泵的能耗和设备体积等,优化热交换器的结构.吸收式制冷可以利用热能为动力,尤其是可以利用低品位热能为动力的优点使其在空调领域得到了较大发展.二元冰吸收式制备技术可以同时兼备这两项优点,但如何有效保持冰晶的尺寸在一定范围之内是该技术目前存在的主要问题,从蒸发器的结构设计和制冷剂性质优化这两方面入手,可以较好的解决这一问题.