小管径铜管换热器的性能及成本分析

对比分析采用R410A制冷剂的Ф7mm铜管换热器与Ф5mm铜管换热器的性能与成本。测试结果表明,在相同的测试工况和迎风尺寸下,Ф5mm铜管换热器的换热效果比Ф7mm铜管换热器的好,可以节约大量铜材和铝材,且制冷剂充注量减少。     

5mm管房间空调器流路的优化设计

将目前房间空调系统中室外机和室内机常用的直径7mm及以上的内螺纹铜管改为5mm内螺纹管,可以达到节省材料与提高传热效率的效果。本文提出了空调系统换热管由7mm及以上铜管改为5mm铜管的设计方法和改进措施,如调整换热器纵向和横向换热管数目,制冷剂流路的分路数和压缩机更换等。通过一个分体式房间空调系统设计算例,具体说明将空调系统由7mm及以上管径改为5mm管径的具体的改进措施。设计结果表明在换热器具有相同换热性能的条件下,室外机由9mm管改为5mm管时,需同时增加换热器纵向和横向换热管数目,并调整分路数;室内机由7mm管改为5mm管室内机时,仅需要改变分路数。同时,采用高效压缩机,可进一步提高5mm管空调系统的性能。     

小管径内螺纹铜管在空调系统中的应用

在比较Ф5mm内螺纹铜管与普通Ф7mm内螺纹铜管换热及流体压降特点的基础上,介绍了家用空调使用晒咖内螺纹铜管的特点及其采用的相应措施。整机性能测试证明,采用中5mm内螺纹铜管时蒸发器铜的用量降低43％以上,成本下降40％左右;而制冷量、能效比及循环风量均有所增加。     

R410A在内螺纹管内无润滑油沸腾换热实验研究

为了建立无润滑油的实验台,采用液压隔膜泵为动力循环,以R410A和R22为工质在水平内螺纹铜管(φ5mm和φ9.52mm)中进行了沸腾换热实验研究,并对二者沸腾换热性能做了对比.分析讨论了制冷剂质量流速、管外水流量变化、强化管的管径对压降和换热系数影响.结果表明:换热系数随着流量的增大而增大,管径的大小对换热系数的影响较大,在相同的流量下,9.52mm管径的换热系数是5mm的1.32～7.22倍,5mm管径的压降是9.52mm管径的1.48～2.68倍.     

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     

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%。     

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%。     

汽车空调管片式换热器用内螺纹管替代光面管的可行性分析

为了研究与套管式换热器连接的不同管型单根铜管的换热性能,测试密封水的温度变化过程。试验结果表明,内螺纹管的换热性能优于光面管的,前者的换热效率约为后者的2～3倍。因此推断汽车空调管片式热交换器采用内螺纹铝管替代光面铝管是具有可行性的。     

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℃。     

铜管管径对翅片管式冷凝器性能和经济性的影响

针对大型风冷式制冷机组的应用,分析铜管管径变化时翅片管式换热器换热面积、管侧容积、换热量和压降变化情况,并进行材料成本和单位换热量材料成本的比较。研究结果表明,在合理选择管列间距和管排间距的前提下,7.94 mm和7 mm的换热器都可以达到9.52 mm换热器的换热量,并实现约10%的成本节约。     

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。     

Φ5mm瘦齿大螺旋角内螺纹铜管换热性能研究

通过单管热交换性能测试和分析,研究Φ5 mm瘦齿大螺旋角内螺纹铜管和当前空调厂家大量使用的Φ5 mm普通内螺纹铜管的单管换热性能。结果表明:Φ5 mm瘦齿大螺旋角内螺纹铜管的热交换能力较同规格普通内螺纹铜管有明显提升,特别是冷凝过程,其换热系数平均提高17%,在制冷剂质量流量较大时其压力损失仅增加1%~2%。     

焊接内螺纹铜管与拉拔内螺纹铜管性能对比

对焊接内螺纹铜管与拉拔内螺纹铜管的主要区别进行阐述,分析2种工艺在原材料、成型方法、有无焊缝等方面的差别。结果表明,焊接内螺纹管的优点是换热效率高,管内残油含量较低,缺点是焊缝的存在增加了泄漏的风险,这是导致焊接内螺纹铜管被拉拔内螺纹铜管替代的重要原因。     

小管径铜管内含油制冷剂流动冷凝换热与压降特性的实验研究

实验研究了小管径铜管内R410A-油混合物的流动冷凝换热与压降特性。测试管为外径为5mm的光管和强化管。实验结果表明,润滑油的存在总是恶化5mm光管和强化管内的换热特性,最大分别恶化24.8%和25.1%。润滑油的存在对光管和强化管内的冷凝压降影响不同。对于光管,润滑油总是降低冷凝压降,最大降低19%。对于强化管,干度小于0.6时,润滑油的存在降低强化管内的压降,最大降低18%;干度大于0.6时,润滑油的存在增大强化管内的压降,最大增强9%。相同工况下,5mm强化管与光管相比,换热系数增大60%～130%、压降增大40%～65%。     

5mm强化管蒸发器中齿高对性能的影响及齿高优化

本文对齿高的变化对5mm内螺纹强化管蒸发器性能的影响进行了研究,结果表明齿高的增加总是增加蒸发器的总换热系数和降低换热器的平均换热温差。利用已有的换热和压降关联式,设计了齿高对系统性能影响的仿真算法,在蒸发器换热性能最优的条件下,定量得出5turn内螺纹强化管齿高设计的推荐值为0．09mm。     

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。     

R404A小管径冷凝换热与压降关联式的适配性

针对R404A的冷凝换热与压降关联式有很多,但均为基于7 mm或者9.52 mm等大管径光管或者强化管,针对5 mm管径的关联式也都是适用于其它制冷剂,没有R404A小管径冷凝直接适用的关联式。本文采用实验测试与理论计算结合论证的方法,利用控制变量法、性质相似制冷剂优先法筛选出一批关联式,大量对比由关联式计算与由实验数据计算得出的换热系数与压降的偏差,研究关联式的适用性及可修正性。结果表明:M.K.Dobson等提出的冷凝换热关联式乘以修正系数2.13,能很好预测R404A在内螺纹管中的冷凝换热系数,与实验值正偏差为+15.51%,负偏差为-14.13%。X.C.Huang等提出的摩擦压降关联式能很好预测R404A在小管径内螺纹管内冷凝的摩擦压降,与实验值的正偏差为+12.56%,负偏差为-13.58%,两者均可为换热器设计计算提供较准确的理论指导。     

R290的管内冷凝实验研究

用实验与关联式理论计算对比的方法，研究了自然工质丙烷在外径9．52mm的铜光管、内螺纹管及内交叉肋管内的冷凝换热特性。冷凝实验的进口压力为：1079kPa(30℃)和：1369kPa(40℃)，质量流速为100，150，200，250和288kg/m^2s，进出口状态均保持饱和状态。为获取平均局部换热系数，实验管段为套管式逆流换热器结构，分为1m长四段，弯头相连。制冷剂在内管内冷凝，而10％的乙醇溶液在管间流动。实验结果与大多针对非自然工质(CFC，HCFC或HFC)建立的关联式的预测结果基本吻合。     

房间空调器缩小换热器管径的表面反应设计方法

在缩小管径后换热器的优化设计中,为了解决传统设计方法不能满足对换热器性能和成本的同时寻优求解问题,采用表面反应法对换热器进行设计.该方法将连续区间内管长和翅片间距与换热性能和成本的关系拟合成可直接求解的二次连续函数,实现了多变量连续区间内的寻优.将该方法用于7mm管换热器缩小管径的优化,其设计结果与实验数据偏差为0.3％,验证了该方法的准确性.采用验证后的设计方法,对9.52mm管换热器进行了优化设计表明,在保证热性能不变前提下,换热器管径从9.52mm缩小为5mm,换热器成本降低28.0％,制冷剂充注量减少39.8％.     

铝管替代铜管空调冷凝器传热特性研究

当前在空调领域中用铝管代替铜管越来越受重视。冷凝器作为空调中使用铜材料较多的器件,为了节约原材料成本,采用铝管替代铜管很有必要。通过对铝管替代铜管的空调套片式冷凝器换热量的理论计算与实验分析,验证了传热理论计算模型的正确性,并对其进行了传热特性研究。结果表明:在实验研究中与铜管冷凝器加工工艺相同的铝管冷凝器管壁与翅片间接触热阻即使增大较大,对铝管换热量亦无明显影响,而制冷剂管内的凝结换热系数对其影响较大,表面温度实验也验证了这一结论,同时对实验数据拟合得出铝管冷凝器管内凝结公式系数的理想值。