压缩式制冷空调机组壳管式换热器的传热强化研究进展

冷凝器和蒸发器是压缩式制冷空调机组中的重要设备,其传热系数的高低直接影响机组的效率和成本.采用强化传热技术是提高冷凝器与蒸发器传热性能的关键.对于管外冷凝传热强化,在Turbo-C管的基础上,将翅片从翅顶到翅根完全割裂,形成断裂的三维翅片管,以减少表面张力作用下冷凝液在传热管表面粘滞特性对传热的影响.采用螺旋隔板替代冷凝器和干式蒸发器的弓型隔板,能改善壳程流体的流动与传热性能;针对降膜蒸发器的降膜蒸发区与满液蒸发区的不同特点,应分别采用不同类型的强化管,以提高蒸发器传热系数.     

R245fa传热性能实验

蒸发器和冷凝器的传热性能是影响制冷机组和双工质发电机组做功效率的关键因素,为了提高中低温余热在热泵机组和地热双工质发电系统中的利用效率,本文选用R245fa循环工质,对满液式蒸发器和冷凝器进行实验研究,分别讨论热水温度进口温度对蒸发器和冷凝器的传热系数、蒸发压力和冷凝压力的影响。研究结果表明,在工质流量和冷却水流量保持不变的条件下,蒸发器传热系数随着热水进口温度和温差的增大而减小,冷凝器的传热系数随着热水进口温度的增加先增大后减小,蒸发器传热系数可以达到2500 W/(m2?℃);蒸发器压力和汽轮机前后的压差随着热水出口温度的增加而增加,热水流量对蒸发压力和冷凝压力的变化浮动较小。     

R245fa传热性能实验研究

蒸发器和冷凝器的传热性能是影响制冷机组和双工质发电机组做功效率的关键因素,为了提高中低温余热在热泵机组和地热双工质发电系统中的利用效率,本文选用R245fa循环工质,对满液式蒸发器和冷凝器进行实验研究,分别讨论热水温度进口温度对蒸发器和冷凝器的传热系数、蒸发压力和冷凝压力的影响。研究结果表明,在工质流量和冷却水流量保持不变的条件下,蒸发器传热系数随着热水进口温度和温差的增大而减小,冷凝器的传热系数随着热水进口温度的增加先增大后减小,蒸发器传热系数可以达到2500 W/(m2·℃);蒸发器压力和汽轮机前后的压差随着热水出口温度的增加而增加,热水流量对蒸发压力和冷凝压力的变化浮动较小。     

强化管内流动沸腾与流动冷凝的整体型螺旋内翅片管

本文系统地介绍了整体型螺旋内翅片管的结构特点、传热与流体力学特性以及研究得还不很透彻的传热强化机理。整体型螺旋内翅片管用于制冷剂的管内流动沸腾与流动冷凝,其传热性能是光管的1.6～2倍,而其压力降则几乎和光管差不多。整体型螺旋内翅片管有其广阔的应用前景,特别适宜于制冷剂在管内蒸发或冷凝的盘管蒸发器、蒸发式冷凝器、空气冷却冷凝器以及大型冷冻与空调机组的干式蒸发器。     

强化传热技术在空调中的应用

众所周知,提高空调机热力循环过程中制冷剂的蒸发温度、降低其冷凝温度均能提高空调器的制冷系数。但是随着冷凝温度的降低和蒸发温度的提高,空调器的传热温差将会随之降低,蒸发器和冷凝器的传热条件恶化。虽然增大蒸发器、冷凝器的换热面积能解决这一矛盾,但是由此必然导致空调器体积增大、能重比降低。解决这一矛盾最为明智的方法就是利用现有的传热强化技术、强化冷凝器和蒸发器的传热实现空调机蒸发器、冷凝器的低温差传热。本文将简要介绍强化传热技术及几种能在空调设计中应用的强化传热管。     

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。     

降膜蒸发冷凝器建模及仿真

为详细分析降膜蒸发冷凝器传热传质规律,本文将冷凝器等效为所有单管组成的网络,每根单管离散为多个微元,建立了带增膜板的蒸发冷凝器稳态传热传质微元数学模型,并引入了一个新的无量纲准则数Xr,以反映水膜厚度对空气和水膜间传热传质的影响。通过VS 2010软件编程,采用双点弦截法迭代计算,模拟并分析了顺排和叉排结构管束的蒸发冷凝器管外水膜温度、空气温度、空气湿度和管内热流体温度的变化规律。仿真软件能反映并能预测多种结构降膜蒸发冷凝器的性能,为冷凝器的优化提供仿真依据。     

水平管外R404A降膜蒸发传热的实验研究

搭建了降膜蒸发实验台,研究了水平单管外的降膜蒸发传热特性。测试管为外径19mm、有效实验长度为2500mm的光滑管和强化管。实验采用R404A作为管外降膜蒸发工质,与管内热水进行换热。布液采用喷嘴喷淋的方式,通过21个喷口当量直径为2mm的喷嘴完成。分别在变饱和温度(0、5、10、15℃)、变热流密度(从8到30kW/m2)和变喷淋量(从0.07到0.11kg/(m·s)时进行实验,研究了降膜蒸发换热性能相应的变化情况,得到R404A的管外降膜蒸发换热的一些规律,这对降膜蒸发器的设计及应用具有一定的参考作用。     

分液隔板结构对分液冷凝系统性能的影响

分液冷凝器(liquid-vapor separation condenser LSC)是一种带分液隔板的平行流换热器,它可实现在冷凝过程中分段排出冷凝液,提高冷凝区域的制冷剂干度。利用标准焓差实验室,对比研究了采用不同分液隔板结构的分液冷凝器对整个制冷系统性能的影响。在保持室内侧工况不变(干/湿球温度为26.7℃/ 19.4℃)条件下,改变室外侧干球温度29~41℃,分别考察了3个具有不同分液隔板结构冷凝器的壁温和压降、系统耗功、制冷量及能效比(EER)的变化规律。实验结果表明,发现具有不同孔径结构分液隔板的冷凝器可以具有不同的热力性能,也可以具有相近的热力性能,设计合理的分液隔板可使冷凝器的冷凝段壁温几乎不变,且端压降最小。其系统的制冷剂流量最大,且制冷量和EER最高。由此可见,汽液分离的效果会使冷凝器获得更均匀的流量分配,降低两相流动阻力,提高制冷系统整体性能。     

低温流体在竖直通道中降膜蒸发研究进展

降膜蒸发作为一种高效传热传质技术,已经在空分领域得到了应用。本文介绍了空分膜式主冷凝蒸发器的原理和特点,从波状特性和破断特性方面阐述了下降液膜的动态特性,总结了入口流量、壁面结构、工质组分和热流密度因素对传热传质的影响,重点介绍了低温液氮在大空间平板上降膜过程的临界热流密度规律和过热壁面再湿润动态特性,并对现有竖直通道内降膜蒸发过程换热关联式进行了归纳。由于低温工质物性和通道结构的特殊性,已有的常温工质换热关联式应用于空分膜式主冷凝蒸发器的传热设计还存在较大差距。最后指出小传热温差条件下,复杂狭窄通道内低温流体降膜蒸发过程需要进一步研究。     

室外换热器分液装置的实验研究

制冷剂分配不均现象是室外换热器研究的重点内容.本文设计了两种隔板形式,共制作7种样件放置于换热器集管中进行实验研究.通过实验分析了换热器用作蒸发器的6种工况与用作冷凝器的4种工况下的制冷剂分配情况及换热性能.结果表明:本文利用挡流板实现了良好的制冷剂分配效果,两种挡流隔板(A和B)的加入均有助于改善换热器制冷剂分配不均...     

弦月形狭缝通道中液氮沸腾传热实验研究

弦月形狭缝沸腾换热是一种简便而有效的强化换热技术，可直接应用于中小型空分装置的列管式主冷凝蒸发器。为探寻主冷凝蒸发器在自由液面波动时换热性能的变化情况，本文在国内外首次研究了不同间隙尺寸下，浸没度对弦月形狭缝通道沸腾换热性能的影响，并设计了一种补液措施，从而明显提高了狭缝通道沸腾换热的临界热负荷，增强了对各种浸没度的适应性。     

微通道换热器两相分配特性对空调系统性能的影响

微通道换热器作为新一代换热器逐渐被使用在家电领域,其结霜、除尘、排水、分液等都是目前亟待解决的问题。通过R22家用空调系统的标准性能实验台,对三种流程数不同的微通道换热器用作冷凝器和蒸发器时,温度分布均匀性和其对系统性能的影响进行实验,研究发现,微通道换热器在用作冷凝器和蒸发器时,温度分布不均对系统性能的影响分别达到7.3%和3.5%,并且流程数对于温度分布均匀性的影响在作为冷凝器和蒸发器时是不同的。     

Heat transfer and pressure drop in a plate-type evaporator

A plate-type evaporator, working with natural refrigerant circulation, has been investigated both experimentally and theoretically. Motivated by the phase-out of ozone-depleting substances, HCFC22 was compared to HFC134a and two zeotropic refrigerant mixtures. The effect of different separator liquid levels, i.e. refrigerant flows, and its influence on heat transfer was also studied. The investigated plate-type evaporator consists of thirteen vertical flow channels and its size is 3.0 m × 0.5 m. The heat source for the evaporator is a falling water film on the outside of the plate. Experimental studies have been carried out using a test facility that enabled detailed measurements of heat transfer and pressure drop. Experiments were compared to results from a calculation method that simultaneously calculates heat transfer and pressure drop in a variable number of steps along the evaporator. The calculation method is based on a pressure drop correlation proposed by the VDI-Wärmeatlas and a heat transfer correlation for vertical tubes proposed by Steiner and Taborek. For different evaporator duties, heat transfer was over predicted by 12% for pure fluids by 15% for mixtures. Calculated pressure drops were well within ±5% of the measured values. Changes in heat transfer due to different flows were closely predicted by the proposed calculation method.     

水平管降膜蒸发器的研究进展

介绍应用于制冷空调系统的水平管降膜蒸发器的基本原理与结构,给出管间流动模式及传热预测模型的研究现状,分析布液器及管阵布置方式对其性能的影响,为设计制造降膜蒸发器提供一定的参考。     

分离式热管管排组合与传热

分离式热管在不改变蒸发段和冷凝段总换热面积的情况下通过管排组合可以改变热管换热器局部热管的面积比来改变传热。研究分离式热管换热器在不同管排组合下传热差异,总结大温差传热下采用何种管排组合取得废热回收过程中的热管安全、高压发生器中均匀传热以及传热能力的均衡。     

双效溴化锂吸收式热泵余热回收系统数值模拟研究

溴化锂吸收式热泵机组可以有效回收利用工业和建筑中的各种形式低温余热,提高余热资源回收率,但设备参数对热泵性能影响很大.因此本文基于温度对口和梯级利用的原则,对蒸汽型双效溴化锂吸收式热泵机组内传热部件进行热力及传热分析,通过质量和能量守恒建立热泵机组数学模型,分析热网供水温度、蒸发器进口低温余热水温度和驱动热源温度这三个...     

风冷热泵蒸发器结霜性能的研究

建立了一个可以反映风冷热泵翅片管式蒸发器局部特性的数学模型,该模型考虑了蒸发器在干、湿、霜工况下传热、传质的差异以及霜层沿管子变化的情况。对常用的翅片管式蒸发器进行了理论研究,计算结果表明:蒸发器表面霜层分布极不均匀,影响了换热。同时提出了新型改进蒸发器结构,结果表明改进效果良好,普通换热器换热性能下降的速度是改进型换热器的1.5倍。数值计算的结果和实验测试的结果吻合良好,证明了数学模型的正确性与可靠性。     

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。     

Heat transfer in a subcooled evaporating liquid film

An investigation is performed of heat transfer in films of water and FC-72 liquid falling down a 60×120 mm heater. Heat transfer mode maps are constructed. Zones of structure formation and regions of emergence of breakdown of liquid film are identified, as well as regions of boiling in jets. An averaged coefficient of heat transfer was used in analyzing the experimental data. It is demonstrated that thermocapillary forces have a complex and ambiguous effect on heat transfer. The emergence of extensive stable dry spots causes a decrease in the average coefficient of heat transfer. On the other hand, an increase in the path length of film and in the amplitude of wave motion leads to the washing out of the dry spots and to an increase in the relative intensity of heat transfer. The regularities of heat transfer in the region of flow of film with breakdowns for weakly and intensely evaporating liquids differ significantly. An enhancement of heat transfer is observed under conditions of significant evaporation during structure formation in the thermocapillary mode.