微通道换热器及其在制冷空调领域的应用前景

微通道换热器以其高效的换热性能、紧凑的结构及成本上的优势,正逐步应用于商业、家用制冷空调行业,与其相关的研究受到越来越多的关注,成为相关领域的一个研究热点。本文分析微通道换热器的优势及其应用于制冷空调领域所产生的效益;指出当前微通道换热器应用于制冷空调领域存在的问题,包括可靠性和换热性能;分析在提高微通道换热器性能上所采取的措施及其发展趋势。     

微通道换热器在热泵型空调机组中的应用

将微通道换热器应用到北美市场典型的分体式热泵型空调机组中,并对采用微通道换热器的机组和采用铜管翅片式换热器的原机组的性能进行试验对比。试验结果表明,室内室外机均采用微通道换热器后,机组能力提高4％,制冷季节能效比（SEER）与制热季节能效系数（HSPF）分别提高2％和1％,换热器质量减轻44％,制冷剂充注量减少51％。平均结霜时间与原机组相比延长5％,平均除霜时间比原机组延长4％。此外,通过优化设计,制冷剂的分布更加均匀。对室外机微通道用换热器进行耐腐蚀性测试和压力交变疲劳测试,结果表明微通道换热器具有良好的可靠性。     

全铝微通道换热器在空调中的应用

近年来,全铝微通道换热器在空调中的应用获得了成功,使空调器提高了效率,降低了成本。本文综述全铝微通道换热器在空调中应用的结构、传热和试验。     

微通道蒸发器在室内空调器上的应用研究

微通道换热器以高效、低成本等优点在空调上得到广泛应用,但目前微通道换热器在蒸发器中应用较少。本文通过对微通道蒸发器与铜管翅片式蒸发器进行实验测试,旨在对微通道蒸发器优势及问题进行初步分析。     

微管内CO_2流动沸腾换热特性探析

介绍沸腾换热理论及制冷空调系统用微通道换热器的研究现状,对CO2应用于微通道换热器的发展进行分析,通过与其他制冷剂的热物理性质相比,分析CO2在微通道换热器内的沸腾换热特性,为今后的研究方向提供参考。     

用TRIZ理论解决微通道换热器除霜排水问题

近年来,微通道换热器（MCHE）受到制冷空调行业较高的关注。针对微通道换热器热泵应用时,化霜水比较难以排出这一微通道换热器应用的难点,笔者利用TRIZ理论分析MCHE除霜排水时的技术矛盾,提出多种解决方案。     

微通道换热器在热管/蒸气压缩复合空调机组中的应用

热管与蒸气压缩复合空调机组是适用于基站等高发热空间的全年制冷解决方案,在能效、成本和运行维护方面均具有良好的优势。但是复合空调机组换热器尺寸比传统基站空调尺寸大很多,造成整机产品体积大、质量大,在移动通信基站的商业化应用中受到制约。为此,本文提出基于微通道换热器在热管/蒸气压缩复合空调机组中应用的技术方案,与采用铜管铝翅片换热器的热管/蒸气压缩复合空调机组进行试验对比分析。试验结果表明,采用微通道换热器技术,室内机宽度和高度分别减小16%和17%,质量减小22%,室外机宽度和高度分别减小21%和24%,质量减小28%。整机能效比在蒸气压缩制冷工况下提高6.4%,在热管制冷工况下提高4.7%。同时该技术方案较好解决微通道蒸发器翅片冷凝水排水不畅、蒸发器制冷剂分配不均等技术问题。     

微通道换热器两相流分布研究现状与展望

两相流进入微通道换热器容易出现分布不均匀的现象,显著降低微通道换热器的性能.本文对微通道换热器两相流分布的研究动态进行了归纳与分析,主要介绍了微通道换热器中两相流分布特性的影响因素、提升微通道换热器中两相流分布均匀性的技术方案、微通道换热器两相流分布特性的仿真研究及相分离技术在微通道换热器中的应用;论述了两相流在微通道...     

颗粒物污染室外换热器对家用空调系统性能影响研究

分别配置了采用传统铜管铝翅片换热器与采用全铝微通道换热器的1.5匹分体式家用空调,将其置于相同的大气环境中长期连续运行,测试了大气颗粒物污染的两台家用空调换热器的堵塞率和空调系统的长效性能。测试结果表明:换热器的堵塞率呈指数性增长趋势,采用管片式换热器的原机被大气颗粒物污染后制冷量衰减2.1%,功耗上升了6.2%,能效比下降了7.8%;采用微通道换热器的机组性能衰减明显高于原机,制冷量衰减了23.2%,功耗增加了34.6%,能效衰减了43.1%。相比之下微通道换热器更易受颗粒物污染的影响。     

微通道换热器中制冷剂分流均匀性的研究进展

全铝微通道换热器因其高效、低成本等优势而逐渐应用到制冷空调产品上,目前常采用集管竖直扁管水平和集管水平扁管竖直两种布置形式,不同布置形式的换热器中制冷剂分流现象有所不同,各影响因素对分流均匀性的影响程度也有所变化。本文对近年来国内外关于微通道换热器中制冷剂分流均匀性的研究文献进行总结,概述了集管竖直扁管水平和集管水平扁管竖直两种不同布置形式时的制冷剂分流特点及各影响因素对分流均匀性影响。本文能够为微通道换热器的分流优化提供设计参考,有助于分流不均问题的解决并进一步提高换热性能。     

微通道换热器结霜特性及换热性能实验研究

结霜是制约微通道换热器在制冷及空调系统应用的主要因素之一。针对微通道换热器结霜问题,本文基于相变驱动力分析了结霜机理,观察了不同环境因素下冷表面霜层生长形貌,并实验研究了湿空气温度、含湿量、气流速度及冷却液温度对微通道换热器结霜特性及换热性能的影响。结果表明:湿空气含湿量及气流速度是影响微通道换热器结霜的主要因素,结霜时间为15 min,含湿量为5.75 g/(kg干空气)工况下,换热器表面结霜量比含湿量为3.58 g/(kg干空气)时提高了63.87%;气流速度为2.5 m/s工况下,换热器表面结霜量比气流速度为1 m/s时增加了55.4%。随着结霜时间的增长,湿空气温度、冷却液温度越低,含湿量、气流速度越大,换热量下降趋势越明显。     

表面处理对微通道换热器湿工况性能及长效特性的影响

对翅片间距为1.1mm的微通道换热器进行了亲水和疏水表面处理,并对其不同工况下的性能进行了实验研究,分析了表面处理对微通道换热器湿工况性能和长效特性的影响。实验表明,疏水表面处理在低风速下会造成换热器性能衰减：与原换热器相比,经过疏水表面处理的换热器换热量最大减小14%,衰减随着风速的变大而减小;而压降除了高风速高湿度工况,其余工况下均升高130%以上。亲水表面处理对换热器性能影响较小：与原换热器相比,经过亲水表面处理的换热器在不同工况下性能衰减2%-8%;压降仅在高湿度低风速下明显变大17%,其余大部分工况得到改善,在高湿度高风速下压降仅为原换热器的50%。亲水表面处理在防腐蚀方面具有一定作用,同时进行盐雾腐蚀260h后,表面亲水处理的换热器在不同工况下比原换热器性能提升4%-6%,压降降低14%-16%。     

微通道换热器用于家用柜机空调时整机性能的对比实验研究

微通道换热器的应用日益普遍。文章通过将微通道换热器引入3 HP柜式家用空调,并对系统性能和充注量等进行了对比研究。实验表明:当只更换室内换热器,室内微通道换热器翅片间距为1.4 mm时,系统性能达到最优:与原机相比,系统充注量降低15.9%,制冷量基本相当,制冷COP提高2.2%;制热量比原机提高3.9%,制热COP则提高了11.2%。当将室内外换热器都更换为微通道换热器后,系统的充注量降低54%,与原机相比:制冷量提高0.8%,系统COP提高5.2%;当制冷剂更换为R290时,系统最优充注量降为500 g。     

采用表面喷锌及喷硅扁管的微通道换热器长效特性研究

腐蚀特性是全铝微通道换热器的主要特征之一。对两种不同表面处理方式的挤压扁管：表面喷锌挤压扁管和表面喷硅挤压扁管的长效特性进行了对比研究。对采用这两种不同表面处理方式的挤压扁管的微通道换热器样件,分别进行了7天和14天的盐雾腐蚀实验(SWAAT),对比腐蚀前后两个换热器样品的换热量、空气侧压降和总热阻变化情况。结果表明,采用表面喷硅扁管的微通道换热器的长效特性优于采用表面喷锌扁管。     

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%。     

微通道换热器结霜特性研究现状与展望

微通道换热器在低温工况下用作蒸发器时存在结霜速度较快的问题,制约了其在制冷系统的应用。针对微通道换热器的结霜现象,本文归纳了影响微通道换热器结霜特性的因素、改善微通道换热器结霜特性的方案和微通道换热器结霜的相关仿真研究,介绍了微通道换热器结霜特性的研究现状和方向,发现目前影响微通道换热器结霜特性的因素主要分为:外部因素(环 境参数、表面温度、凝水),结构因素(换热器布置方向、翅片结构、翅片密度、涂层、结垢)和内部因素(制冷剂分布)。改善微通道换热器结霜特性的研究集中在调整翅片的结构以实现更好的排水性能和更均匀的霜层分布,未来研究的重点在于开发抑霜性能 更好的微通道换热器和建立更高精度的仿真模型。     

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。     

Performance evaluation of a CO2 heat pump system for fuel cell vehicles considering the heat exchanger arrangements

A novel CO₂ heat pump system was provided for use in fuel cell vehicles, when considering the heat exchanger arrangements. This cycle which had an inverter-controlled, electricity-driven compressor was applied to the automotive heat pump system for both cooling and heating. The cooling and heating loops consisted of a semi-hermetic compressor, supercritical pressure microchannel heat exchangers (a gas cooler and a cabin heater), a microchannel evaporator, an internal heat exchanger, an expansion valve and an accumulator. The performance characteristics of the CO₂ heat pump system for fuel cell vehicles were analyzed by experiments. Results for steady and transient state performance were provided for various operating conditions. Furthermore, experiments to examine the arrangements of a radiator and an outdoor heat exchanger were carried out by changing their positions for both cooling and heating conditions. The arrangements of the radiator and the outdoor heat exchanger were tested to quantify cooling/heating effectiveness and mutual interference. The improvement of heating capacity and coefficient of performance (COP) of the CO₂ heat pump system was up to 54% and 22%, respectively, when using preheated air through the radiator instead of cold ambient air. However, the cooling capacity quite decreased by 40–60% and the COP fairly decreased by 43–65%, for the new radiator-front arrangement.