蒸发式冷凝器性能研究及强化

蒸发式冷凝器具有节水、节能、结构紧凑等优点,在工业制冷等领域得到了广泛的应用。建立了蒸发式冷凝器性能测试实验平台,测试了喷淋密度和迎面风速对蒸发式冷凝器传热性能及对其制冷系统制冷性能的影响。结果表明,在喷淋密度为0.047kg/m.s,迎面风速为3.01m/s时,蒸发式冷凝器的性能达到最佳,能效比为5.0,总传热系数为425W/m2。比较性实验表明,采用填料来提高蒸发式冷凝器的性能,在相同的操作条件下,总传热系数提高7.2%~16.9%,能效比提高0.4%~3.5%。     

板式蒸发式冷凝器的性能实验

对板式蒸发式冷凝器进行的性能测试结果表明,在一定的结构形式下,存在最佳的入口风速和喷淋密度。同时根据实验结果拟合出板外水膜一空气间的传质系数关系式。另外,对基于同一蒸气压缩式制冷机组的水平管式和板式蒸发式冷凝器性能进行试验对比。结果表明,在测试条件下,采用板式蒸发式冷凝器的空调冷凝系统能效比提高了2．01％～3．1％,热流密度提高了20％～26％;与管式蒸发式冷凝器相比,板式蒸发式冷凝器换热器体积有所减小,而风机阻力和水泵功率略有增加。     

聚酯生产线真空EG喷淋冷凝器设计的改进

通过分析比较不同聚酯工艺装置的真空EG喷淋冷凝器,结合不同类型冷凝器的优缺点,对聚酯真空EG喷淋冷凝器进行自主优化设计,并在工程实践中进行设计改造,对喷淋冷凝器的结垢、缩径和堵塞等问题有了明显的改善,起到很好的效果。本设计是在满足工艺要求前提下,对喷淋冷凝器的结构进行了一定的改进,使得喷淋效果更佳,可简单实现在线拆换喷嘴进行清洗,使得操作简单化。     

利用冷凝水喷雾冷却冷凝器的实验研究

采用空调冷凝水对冷凝器进行喷雾冷却,研究不同室外温度和不同喷淋量对空调节能效果的影响。研究结果表明:将雾化冷凝水喷淋至冷凝器表面,可以提高空调机组制冷量和COP,且室外干球温度越高提升越明显。实验喷雾量范围内(6.72L/h～33.54L/h),室外干球温度分别为30℃、35℃和40℃工况下,COP最大值与未喷雾状态下相比分别提高了11.0%、15.2%和17.9%。     

椭圆形套管-管翅式蒸发式冷凝器传热性能实验研究

本文搭建了蒸发式冷凝器性能测试系统,采用控制变量法实验研究了迎面风速、喷淋密度、湿球温度、循环水温度、冷却水流量各参数变化对椭圆形套管-管翅式蒸发式冷凝器传热性能的影响。实验结果表明：该冷凝器实验系统的最佳迎面风速和喷淋密度分别为3.1 m/s和0.005 6 kg/(m·s),冷凝器管外空气压降随迎面风速的增大而迅速增加;随着空气湿球温度升高,冷凝器外传热过程的热流密度(即外热流密度)降低67.5%,而内传热过程的热流密度(即内热流密度)增大47.5%,依靠内传热过程的增强,冷凝器性能良好;随着循环水温度升高,冷凝器的内热流密度降低率高达64.6%,传热性能急剧下降;随着冷却水流量增大,冷凝器的内热流密度大幅提高2.92倍,总热流密度增大21.1%,传热性能显著增强;该冷凝器在低湿球温度、低循环水温度、大冷却水流量的工况下传热性能较优。     

一种全管束配水的蒸发式冷凝器及其风阻实验研究

全管束配水方式的特点是对每根工艺管单独配水。在喷淋量为0.5~1.2 m3/h,迎面风速为0.5~4.0 m/s下通过实验研究了喷淋水量和迎面风速对全管束配水蒸发式冷凝器管外流动阻力的影响,并与常规集中配水方式进行了对比。结果表明:在顺流及逆流状态下,喷淋量为1.2 m3/h时,全管束配水蒸发式冷凝器管外空气流动阻力比集中配水蒸发式冷凝器,平均减少11.5%及49.7%。当逆流流动时,全管束配水空气流动阻力突增点的迎面风速为3.5 m/s,高于集中配水蒸发式冷凝器。全管束配水蒸发式冷凝器与常规蒸发式冷凝器相比,应用于制冷系统中可节能2%左右。     

新型椭圆形套管-管翅式蒸发式冷凝器研究

本文设计了一种新型椭圆形套管-管翅式蒸发式冷凝器,该冷凝器采用套管结构,制冷剂在圆型内管与椭圆形外管之间的环形区域流动,同时与内管中的冷却水、外管外的喷淋水及冷却空气进行热量交换。以北京阜通地铁站为实测地点,对位于该站的圆管-管翅式蒸发式冷凝器运行数据进行现场实测,以实测数据为基础对椭圆形套管-管翅式蒸发式冷凝器进行传热理论和机理分析,并通过Fluent数值模拟,将模拟结果与圆管-管翅式蒸发式冷凝器的实际运行数据进行对比。研究结果表明:当空气入口温度为27℃、空气流速为3～4 m/s时,椭圆形套管-管翅式换热器管外压降与圆管-管翅式换热器相比降低11. 18%～14. 65%;当喷淋水温度为27. 5～33. 5℃时,椭圆形套管-管翅式换热器出口制冷剂温度比圆管-管翅式换热器模拟值低2. 66～10. 21℃;当入口制冷剂温度大于44℃时,椭圆形套管-管翅式换热器出口制冷剂温度比圆管-管翅式换热器实测值低1. 9～4. 3℃,其总传热系数比圆管-管翅式换热器提高47. 42%。     

板式蒸发式冷凝器传热传质的数值模拟

根据能量守恒和质量守恒定律,对板式蒸发式冷凝器中制冷剂、冷却水与空气之间的传热传质过程,建立了热质交换过程的二维数学模型,由此分析板式蒸发式冷凝器中冷却水温度、空气温度和空气含湿量等参数的分布规律,以及空气流速、干湿球温度、冷却水喷淋密度和冷凝温度对板式蒸发式冷凝器热流密度的影响,并将模拟结果通过实验进行了验证,两者之间的误差在10%以内。研究表明:板式蒸发式冷凝器的热流密度随进口空气流速的增加而增大,随湿球温度的升高而减小,几乎不受进口空气干球温度的影响;热流密度随着冷却水喷淋密度的增加逐渐增大,但增大至一定量后不再对热流密度有明显影响;冷凝温度越高,其热流密度越大。上述结论对板式蒸发式冷凝器的优化设计具有指导意义。     

大焓差蒸发冷却器传热性能试验研究

为增大蒸发冷却过程中空气进、出口焓差,提高蒸发冷却装置换热效率,提出一种大焓差蒸发冷却水冷冷凝装置,由盘管与填料组成的蒸发冷却器,水槽与肋片盘管组成的水冷冷凝器两者串联而成。在此基础上搭建大焓差蒸发冷却器传热性能试验台,通过测试喷淋水密度与空气流量对盘管内热流体出口温度和喷淋水出口温度的影响,研究蒸发式冷凝器管外水膜的传热性能。结果表明,随着喷淋水密度或空气流量的增加,喷淋水出口温度上升,盘管内流体温度下降。此外,根据实验数据回归分析,拟合出直径为12.7mm的紫铜管管外水膜换热系数与喷淋水密度关系式为:a_w=302(r÷d_0)~(0.67)     

湿空气对蒸发式冷凝器性能的影响

蒸发式冷凝器具有节水、节能、结构紧凑等优点而在工业制冷等领域得到了广泛的应用.本文建立了蒸发式冷凝器性能测试实验平台,分析和测试了空气参数如湿球温度和迎面风速对蒸发式冷凝器制冷系统制冷性能的影响.以热力学第二定律为基础,通过对湿空气(火用)分析表明,蒸发式冷凝器适宜气候干燥地区使用.实验测试结果表明,对于所研究和蒸发式冷凝器,当空气湿球温度从14.7℃增大到25.7℃,制冷量和能效比分别减少了4.8%和15%,最佳迎面风速范围为2.9～3.1m/s.     

Improvement of condenser performance by phase separation confirmed experimentally and by modeling

This paper presents results of an experimental study to determine the effect of vapor–liquid separation in a header of microchannel condenser for a MAC system. R134a is used as the working fluid. A condenser with separation and a baseline condenser identical on the air side have been tested to evaluate the difference in the performance due to separation. Two categories of experiments have been conducted: the heat exchanger-level test and the system-level test. In the heat exchanger-level test, it is found that at the same inlet and outlet temperatures the separation condenser generates 1.6% to 7.4% more condensate flow rate than the baseline. The separation condenser also lowers the refrigerant exit temperature compared with the baseline at the same condensate flow rate. The improvement in the separation condenser confirms the results by a model. In the system-level test, COP is compared under the same superheat, subcooling and refrigerating capacity. System with separation condenser shows up to 6.6% a higher COP than the system with baseline condenser.     

An experimental evaluation of a residential-sized evaporatively cooled condenser

In this paper, the performance of an innovative evaporatively cooled condenser is compared with that of a conventional air-cooled condenser for a split heat pump system. The system was tested in an environmentally controlled test chamber that was able to simulate test conditions as specified by ASHRAE Standard 116. Tests to optimize refrigerant charge and short tube restrictor size were conducted using refrigerant HCFC-22. The wheel rotation speed of the evaporative condenser was also optimized experimentally to maximize the coefficient of performance. Using these optimum parameters, steady state and cyclic performance tests were conducted. The experimental results showed that the evaporative condenser has a higher capacity than the air-cooled condenser by 1.8 to 8.1%, a higher COP by 11.1 to 21.6%, and a higher SEER by 14.5%.     

风机筒罩形式和送风方式对冷凝器风量及换热影响的试验研究

试验分析风机筒罩形式和送风方式对冷凝器风量及换热性能的影响,试验结果表明：具有圆弧角（15°）拉拔的风筒罩能够有效减少空气的涡流损失,其风量较直角拉拔的风筒高4%;吸风形式的冷凝器较吹风形式的风量高1.2%,换热量高8%。     

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。     

蒸发式冷凝器能量调节分析和节能运行应用

通过对蒸发式冷凝器热工性能影响因素的分析,给出分别适用于空气流量、喷淋水量、喷淋水温和换热面积变化的不同能量调节方式和节能运行的应用。由数据分析可知,改变风量的能量调节方法最灵活,节能效果最佳,调节范围最广,值得推荐广泛采用。北方低温偏冷地区建议冬季采用干工况运转,不仅能够省去喷淋水泵的能耗,而且能够降低结冰的危害。并给出简单易行的可独立控制的盘管组加工方法。总之,通过多种调节方式组合,可以拓宽能量调节范围,优化系统组合,提高节能效果。