多孔陶瓷立管式间接蒸发冷却器的设计与 性能分析

设计了一台换热管采用多孔陶瓷材料且换热管立式布置的间接蒸发冷却器,并且以该间接蒸发冷却器为基础搭建了实验台,并在实验台上对该间接蒸发冷却器进行了性能测试,研究其温降和效率等性能。试验结果表明,该冷却器降温效果明显,蒸发冷却效率较高。本文为管式间接蒸发冷却器的结构改造提供了新思路、新方案,进一步推广了蒸发冷却技术的应用。     

淋水密度对多孔陶瓷管式间接蒸发冷却器湿球效率影响的试验研究

针对目前间接蒸发冷却器材料吸水性较差,只能采用连续布水方式使湿通道表面保持湿润。为此开发了一种多孔陶瓷管式间接蒸发冷却器,利用多孔陶瓷丰富的比表面积来增大水膜与工作空气的接触面积;利用其较好的吸水性快速蓄水,实现间接蒸发冷却器的间歇性淋水,缩短循环水泵运行时间。本文针对淋水密度对多孔陶瓷管式间接蒸发冷却器湿球效率的影响进行了试验研究,结果表明:在多孔陶瓷管完全湿润的情况下,淋水密度越小,湿球效率越高;淋水密度为8.8kg/(m·h),泵连续运行10 min,陶瓷管壁可完全侵透,水泵停止间隔100 min期间,冷却器的湿球效率最高,而且波动不大,相比传统连续布水方式,节约水泵能耗90%。     

复合式露点间接及板管式间接蒸发冷却器的试验研究

在一定的二/一次风量比、水气比情况下,对复合式露点间接蒸发冷却器及板管式间接蒸发冷却器的湿球效率、降温幅度、间歇性喷水时间、耗水量等性能参数进行试验分析,并对这2种冷却器的性能特点及适用性进行对比分析。当风量接近2 000 m~3/h时,板管式间接蒸发冷却器流道较宽,使用灵活,适用性较强;而复合式露点间接蒸发冷却器降温效果、湿球效率、产冷量更大,但其相应的耗水量也更大。     

管式间接蒸发冷却系统中强化管外传热传质方法的对比分析

从强化传热的理论出发,以管式间接蒸发冷却器为研究对象,就如何开发和研究低能耗和高效的管式间接蒸发冷却器,阐述了几种强化传热传质的方法.通过对比分析,采用亲水铝箔管材,在管外包覆吸水性纤维织物或网状结构材料,在换热管外涂敷有机无机复合亲水膜,是几种行之有效的增强管式间接蒸发冷却系统中换热管传热传质的措施.经过强化传热传质优化设计的管式间接蒸发冷却器,冷却效果好,具有广阔的应用前景.     

对于管式间接蒸发冷却器改进流程的分析与验证

将间接蒸发冷却器的一、二次空气侧流程串联,以间接蒸发冷却器的二次空气侧取代直接蒸发冷却段,根据这种思路将其应用到管式间接蒸发冷却器中,结合焓湿图对其进行简要的理论分析;在所制作的试验样机下,结合具体试验数据及焓湿图,对其改进流程后的运行过程进行简要的分析说明,来验证其可行性。得出与两级间接-直接蒸发冷却空调机组相比,降温效果差距更大,因此对这样的机组进行产品开发实际可行性意义不大,现今所应用的管式间接-直接蒸发冷却空调机组较为合理。     

板翅式间接蒸发冷却器的布水试验研究

针对目前数据中心用板翅式间接蒸发冷却器的不同布水方式存在布水不均的问题,利用搭建的板翅式间接蒸发冷却器试验台,主要对上布水和下布水、间歇性和连续性等不同布水方式的换热性能进行了对比试验,分析了喷淋水压、顺逆流喷淋、间歇性和连续性对均匀布水的影响因素.结果表明,淋水密度随着喷淋水压力的增大而增大,但增长幅度下降,且趋于平...     

扭曲管蒸发式冷凝器的性能与工业应用

提出了扭曲管强化蒸发式冷凝器性能,实验测试了螺距、管径、冷却水喷淋密度和风速对传热与功耗性能的影响.实验结果表明,扭曲管比圆管的性能好,螺距和管径越小、水喷淋密度和风速越大,传热系数越高,但流动阻力同时增大,存在合适的螺距、管径、水喷淋密度和风速使蒸发式冷凝器综合性能最佳.以实验结果为基础,将蒸发式冷凝器在工业中应用,起到良好的节能节水效果.     

转轮式两级蒸发冷却空调机组的试验研究

提出了一种低空调能耗,新、排风能量回收的转轮式两级蒸发冷却空调系统,第一级采用转轮式间接蒸发冷却器,第二级采用填料式直接蒸发冷却器,排风侧采用的散热方式:排风经过填料式直接蒸发冷却器降温后进入转轮回风侧,并制作出试验样机。对试验样机各功能段的性能进行了测试。结果表明,在试验测试范围内,转轮间接蒸发冷却段的最佳排风、新风风量比β为1.1,整机联合运行时,机组最终出风温度19.9℃,低于入口新风的湿球温度21.9℃,机组温降可达到12.5℃。     

采用不同二次空气时转轮式间接蒸发冷却器的性能试验研究

在夏季,对转轮式热回收型间接-直接蒸发冷却空调样机中的转轮式间接蒸发冷却器性能进行了测试。测试中转轮式间接蒸发冷却器的二次空气采用了2种情况:一种是直接采用室内排风;另一种是经过填料式直接蒸发冷却器降温后的室内排风。对其效率、制冷量、被处理空气的温降进行了试验研究;综合测试结果表明:相比于第一种情况,转轮式热交换器在第二种情况下的制冷量和效率均有所增加;在测试的范围内温降最高可达13℃。     

CO_2气体冷却器的性能模拟与优化计算

CO2气体冷却器的结构和换热效果对CO2跨临界制冷循环的性能影响较大,为了能设计出高效的气体冷却器,有必要对CO2气体冷却器进行性能模拟和优化研究。本文首先建立了CO2气体冷却器分布参数计算模型,对CO2制冷剂的出口温度、冷却水出口温度和换热量进行了模拟计算,并与试验测试结果进行了比较,验证了模型的可靠性。然后利用该模型对CO2气体冷却器进行了优化计算,主要分析了换热管径和管长对热重比及压降的影响。结果表明,热重比随管径的增大而下降,随管长的增加而增大。综合考虑热重比和压降两方面因素,CO2气体冷却器适合选择小管径和长管长。     

小管径水平圆管管外冷凝传热数值分析

设备小型化发展的不断深入和高热流密度换热的需要促使了具备更高换热性能的小管径冷凝换热的研究。基于Nusselt膜状冷凝传热理论,构建了水平圆管从管外冷凝换热直到管内对流换热的计算模型和程序,并借助已有文献的试验结果完成了计算模型和程序的校验。随后,文章重点探讨了水平圆管管外冷凝换热的热阻分布,揭示当前管外冷凝换热热阻在单管整体换热热阻中所占比重较小的事实。通过进一步计算和比较本文认为,管外冷凝换热系数适度的退化对小管径水平圆管的整体换热影响较小,并不能改变小管径管外冷凝换热的优势。本数值分析可为小管径壳管换热器的研制以及微小管径冷凝换热试验的设计提供理论支撑。     

包覆在椭圆管式间接蒸发冷却器上功能性吸湿材料的理论与试验研究

分析和研究了椭圆管式间接蒸发冷却器对功能性吸湿材料的要求以及纤维的性能和织物的结构对蒸发冷却能力的影响。在由一种纤维制成的吸湿材料实现不了多种功能的情况下，提出了采用复合不同纤维的方法获取具有多种功能的吸湿材料，用异形涤纶实现吸水、快湿、快干的功能，用Lanseal纤维实现管外壁润湿和与管外壁良好接触的功能，并且当使管外壁完全润湿的吸湿材料表面凹坑结构为菱形时才能达到加快蒸发冷却的目的。最后通过单管试验证实了理论设计出的功能性复合吸湿材料的优越性能。     

基于Fluent的管式EGR冷却器性能分析

针对管式EGR冷却器性能难以预测的问题,基于Fluent对EGR冷却器进行性能分析,得出出气温度、气侧背压、换热功率、各冷却管流量、冷却芯体温度分析、气侧流线等数据,并与试验数据进行对比。对比结果显示:基于Fluent的管式EGR冷却器分析可有效预测冷动器的各项性能,可为管式EGR冷却器设计提供重要参考。     

冷库用空气冷却器的经济性计算模型

为了优化结霜工况下翅片管式空气冷却器的结构设计,提出经济性分析计算模型。综合考虑换热性能、材料成本及运行费用,以单位制冷量的费用年值为目标函数,以费用年值最小为优化目标求解经济模型得到合理的空气冷却器的结构参数,分析了翅片间距、换热管管径、管排数变化对目标函数的影响,并通过一冷库案例进行实际测试验证。计算及试验结果表明:随着翅片间距的增大,目标函数先减小后增大,翅片间距为10时目标函数取极小值;在相同翅片间距的情况下管径越大,其目标函数值也越大;综合考虑换热管直径、翅片间距和管排数的影响,翅片间距为10,换热管外径为9.52,管排数为6时,目标函数取极小值。     

新风侧凝结对间接蒸发冷却器换热性能的影响研究

为研究间接蒸发冷却系统作为空调系统的新风预冷装置在夏季相对湿度较高的环境下的换热性能,利用微元分析法构建了适用于叉流板式间接蒸发冷却换热器的二维传热传质分析解模型,并对不同新风温湿度状态下间接蒸发冷却系统的换热性能进行了试验测试。理论计算及试验结果表明:在夏季高温潮湿环境下,间接蒸发冷却器新风通道内将出现凝结换热。换热壁面上的凝结液膜虽然会增加导热热阻降低显热传热量,但系统总换热量将随凝结换热过程的增强而显著提高,凝结过程产生的潜热换热量占总换热量的75%左右。换热器的湿球换热效率在新风相对湿度为50%,70%,90%状态下分别为70%,62%,50%左右。蒸发过程中的喷淋水消耗量与系统总换热量相关,平均每产生1 kW的热量传递对应消耗水量为1.5 L/h。     

两种型式绕管式换热器传热性能试验研究

Y型和K型绕管式换热器是管侧与壳侧的进出口结构不同的两种换热器,用试验方法对两种型式绕管式换热器进行了水和水蒸气的换热性能对比研究。试验中保持管侧蒸汽的体积流量不变,调节壳侧水的Re变化范围为2800~13000。试验结果表明,在试验范围内和相同Re条件下,Y型换热器具有更大的总传热系数、更低的壳侧压降、更高的壳侧对流换热系数,其最大值分别比K型大17.9%、低61%、高11.6%;以K型绕管式换热器为基准,Y型绕管式换热器的综合传热评价因子PEC在试验Re范围内均大于1,说明Y型绕管式换热器的综合传热性能始终优于K型绕管式换热器。     

新型叠片式油冷却器传热及综合性能的研究

探讨一种铝叠片和弓形折流板相结合的新型叠片式油冷却器,对其传热及综合性能进行了研究,并与螺纹管弓形折流板油冷却器进行了对比.试验结果表明,新型叠片式油冷却器热交换量较螺纹管弓形折流板油冷却器平均提高52.5％,单位压降热交换量较螺纹管弓形折流板油冷却器平均提高24.1％.在整体结构方面,其单位体积换热面积为螺纹管弓形折流板油冷却器的2.84倍,而材料总重量仅为螺纹管弓形折流板油冷却器的60.7％,说明新型叠片式油冷却器具有体积小、换热面积大、重量轻的优点;从经济效益角度看,新型叠片式油冷却器相比螺纹管弓形折流板油冷却器更加节省耗材成本,体现了新型换热器的高效性、紧凑性和节能性.     

不同运行工况下间接蒸发冷却器换热性能试验研究

为了研究间接蒸发冷却器作为组合式空调机组新风预冷装置在不同温湿度状况的换热效果,利用自主搭建的试验系统对8种不同运行模式下间接蒸发冷却器的换热过程进行了试验测试。结果显示:该装置较普通显热换热器换热效果更突出,干球效率能达到100%以上,湿球效率在60%～70%;通过将板式换热器从干工况运行模式切换到湿工况运行模式,可以显著降低一次空气出口温度;在干燥环境下,间接蒸发冷却技术具有良好的适用性,经过处理的室外新风能直接送入空调房间并能承担部分室内显热负荷;而在高温潮湿环境下,室外新风在换热过程中出现大量凝结,不仅减少了空调的显热负荷,而且减少了潜热负荷,且系统COP能够高达37.52。     

叉流式露点蒸发冷却器冷却性能的数值模拟

模拟研究不同结构参数和运行参数对叉流式露点蒸发冷却器(DPEC)冷却性能的影响。优化后的结构参数为:通道宽度宜取4 mm,干、湿通道长度均宜取1.2 m,开孔率宜取0.2,换热面积比宜取0.2;与优化后的结构参数相匹配的运行参数为:空气流量比宜取1,相应的一、二次空气流量均宜低于916 m~3/h。模拟研究我国8种典型气候条件对叉流式DPEC冷却性能的影响,结果显示冷却器在我国中西部气候条件下能够提供较低温度的送风(18.9～23.9℃)。     

跨临界CO_2热泵系统性能的试验性研究

为提高跨临界CO2热泵热水机的效率,通过搭建跨临界CO2热泵系统试验台,研究其性能,并找出其运行规律。试验结果表明:当终止水温度恒定,在某一蒸发温度下,热泵系统的制热量随着高压侧压力的升高先升高后降低,系统的COP存在一个最大值,即存在一个最优高压侧压力Popt;蒸发温度越高,系统的COP越高;同轴套管式换热器的内管用螺旋管代替圆管后,系统运行更加稳定,COP也有提高。