汽车空调冷凝器性能模拟与试验研究

建立了R134a平行流式和管带式冷凝器的稳态分布参数模型,分析对比了两种冷凝器制冷剂侧换热和压降沿流程的变化情况,讨论了迎面风速和环境温度变化对两种冷凝器换热和流动性能的影响;模拟和试验结果表明,平行流式冷凝器换热能力较管带式提高约30%,而制冷剂侧压降是管带式的20%～30%。模拟结果为汽车空调冷凝器的设计和优化提供依据。     

密封对汽车空调冷凝器性能影响的试验研究

为了分析密封性对某汽车空调用多流程平行流冷凝器换热性能及风阻的影响,在不同迎面风速下,分别对汽车发动机散热器与冷凝器之间不采取密封措施和采用海绵条密封2种方案进行对比试验。结果表明:与高风速相比,低风速下密封对冷凝器换热性能影响较大,而风阻增量变化不大。因此,在设计平行流冷凝器时,应合理选择其参数,尽可能优化和提升低迎面风速时的换热性能。     

多元平行流冷凝器数值模拟

介绍了多元平行流冷凝器的结构特点和前人的研究成果,对平行流冷凝器的流动和传热特点进行了深入分析,在此基础上运用分布参数法建立了稳态数学模型,对某种规格的平行流冷凝器在一定工况下数值模拟,计算得到不同迎面风速下平行流冷凝器流动换热情况。结果表明,多元平行流冷凝器在冷凝换热时较常规换热器具有显著优越性,迎面风速对冷凝换热的影响存在一个临界范围。     

房间空调器变工况性能实验研究

利用焓差法空调器性能实验台对一台风冷空调器的变工况性能进行实验研究,得出了蒸发器迎面风速、冷凝器迎面风速对蒸发压力、冷凝压力、过冷度、过热度、制冷量和COP的变化曲线,以及蒸发器、冷凝器进口空气温度对制冷量和COP的影响规律。     

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。     

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.     

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。     

风速对冷凝器换热能力的影响

本文采用分布参数法建立了冷凝器数学模型,在此模型基础上编写了冷凝器仿真程序,对三种管排数的冷凝器进行了模拟.通过计算不同风速下空气侧换热系数和管内外温度的变化,来分析风速对冷凝器换热能力的影响.由计算可知在换热面积相同时2排管冷凝器换热能力要比4排管冷凝器换热能力大2.36%;减少管排数可提高空气侧平均换热因子,减小压降.     

平行流冷凝器百叶窗翅片结构优化

建立平行流冷凝器百叶窗翅片的三维流动和换热模型,并对不同迎面风速下百叶窗翅片的流动和换热性能进行数值模拟,计算结果与试验结果具有较好的一致性,验证计算模型和方法的正确性。在此基础上,建立8种结构形式的百叶窗翅片模型,并对其空气侧的换热和流动过程进行仿真,分析结构形式和排列方式对百叶窗翅片换热量和空气阻力的影响,结果表明:增加开窗区域数能够有效提高翅片的换热性能,增加百叶窗的转向区数目能够有效降低进出口的压降。     

平行流冷凝器在12m客车空调中的应用研究

设计了平行流冷凝器,对12m客车空调的管片式冷凝器实现整体替代.在标准空调工况进行的焓差法对比性能实验表明:制冷量Q和能效比EER都略有提高,技术指标满足设计要求.替代后,冷凝器的质量减轻30kg、尺寸减少40%,制冷剂R134a的充灌量减少16%,推进了客车空调系统的轻量小型化,成本效益显著.同时,发现平行流式冷凝器制冷剂侧流动阻力相对于管片式明显增大.     

电动汽车热泵空调冷凝器空气侧性能模拟与结构优化

电动汽车热泵空调是用于解决电动汽车冬季无法制热的问题,本文设计一种用于电动汽车热泵空调的新型平行流换热器。通过对换热器的冷凝工况进行数值模拟,得到不同入口速度条件下的换热及阻力特性,并与经验公式进行比较,验证数值模拟的正确性。分析不同的翅片倾斜角度及翅片间距下换热及阻力特性变化,得到优化的结构参数,为电动汽车热泵空调换热器设计提供依据。     

Air-side performance evaluation of three types of heat exchangers in dry,wet and periodic frosting conditions

The performances of three types of heat exchangers that use the louver fin geometry: (1) parallel flow parallel fin with extruded flat tubes heat exchanger (PF²), (2) parallel flow serpentine fin with extruded flat tubes heat exchanger (PFSF) and (3) round tube wave plate fin heat exchanger (RTPF) have been experimentally studied under dry, wet and frost conditions and results are presented. The parameters quantified include air-side pressure drop, water retention on the surface of the heat exchanger, capacity and overall heat transfer coefficient for air face velocity 0.9, 2 and 3 m/s, air humidity 70% and 80% and different orientations. The performances of three types of heat exchanger are compared and the results obtained are presented. The condensate drainage behavior of the air-side surface of these three heat exchanger types was studied using both the dip testing method and wind tunnel experiment.     

空气侧结构对多元微通道平行流冷凝器传热流动性能的影响

建立了多元微通道平行流冷凝器的稳态分布参数模型,与实验对比验证了模型的正确性。利用所建立的模型,研究了翅片高度、翅片间距、百叶窗开窗间距、百叶窗开窗角度变化对多元微通道平行流冷凝器传热和流动性能的影响。结果表明,随着翅片高度的增大,换热量逐渐增大,空气侧压降逐渐减小;随着翅片间距或者百叶窗开窗间距的增大,换热量和空气侧压降都是逐渐减小;随着百叶窗开窗角度的增大,换热量和空气侧压降都是逐渐增大。     

平行流换热器在江水源热泵中的应用研究

基于已在汽车空调中广泛使用的平行流换热器,对其采用水冷方式以应用于长江上游地区热泵系统。结果表明,水冷对平行流换热器的传热特性影响很大,水冷比空冷的冷凝器出口过冷度提高了33℃,传热系数可达到1.9kW/(m2.K),使得整个空调系统的COP提高了18.4%,从而减少制冷剂充注量60%,换热器体积减小85%,在维护和安装方面具有很大优势。本试验研究是长江上游地区地表水水源热泵系列研究之一,可供平行流换热器在水冷式热泵空调上的进一步研究、设计和制造及应用作参考。     

平行流蒸发器冷凝水排除问题研究

平行流换热器因其结构紧凑、换热效率高,被当作冷凝器广泛地应用于汽车空调系统。近年来,又作为蒸发器被应用于家用空调器。但是,平行流蒸发器的冷凝水排除问题限制了其在家用空调器的应用发展和普及。本文针对家用空调器用的平行流蒸发器的冷凝水排除问题进行综合性评述,系统讨论蒸发器材料表面特性、蒸发器布置及导流、蒸发器内通道均流等因素对冷凝水排除的影响。     

Evaluation of microchannel condenser characteristics by numerical simulation

This paper presents the development of a finite-volume-based numerical condenser model that considers important factors such as non-uniform air temperature and velocity at the front, fin conduction, refrigerant-side maldistribution caused by pressure balance between tubes, and air-side distribution for multislabs. Air-side and refrigerant-side microscale heat transfer and pressure drop correlations are carefully compared. The model results match well with lab test results for one-slab and two-slab microchannel heat exchangers on heat transfer and pressure drop. Several simulations are conducted to determine the impact of return air temperature, tube wall temperature, and non-uniform refrigerant flow rate. In addition, optimization results are analyzed by changing the number of flat tubes in each pass for both types of heat exchangers.     

基于蒙特卡罗法的平行流冷凝器的翅片参数优化

运用蒙特卡洛法,在家用空调运行工况下,对平行流冷凝器空气侧的传热和流动性能进行了优化计算,分析了翅片的各种几何参数组合对换热系数和压力损失的影响.得出了影响换热系数的主要因素是翅片高度和百叶窗长度,同时增大两者既可以快速增大换热系数又可以降低压力损失;影响压力损失的主要因素是翅片宽度,因为翅片宽度的微减能带来压力损失的大大将低,但换热系数不受翅片宽度的影响;并同时得出影响换热系数和压力损失的次要影响因素是翅片间距和百叶窗角度.翅片间距减少、百叶窗角度增大均会引起换热系数与压力损失的增大.用这种优化方法得出的结论进行翅片参数组合的平行流冷凝器,可以在满足压力损失需要的情况下大大提高其换热性能.     

平流式冷凝器应用于顶置式汽车空调的试验研究

用试验的方法探讨平流式冷凝器在大中客车顶置式空调上的应用，以平流式冷凝器及设计的一套顶置式中客空调系统为样机，进行冷凝器的换热性能试验和空调系统性能试验，得出一些实际的检测数据，为今后平流式冷凝器在大中客车空调推广应用提供参考。     

空冷凝汽器蛇形翅片扁平管空气侧流动与换热特性研究

针对应用于电站直接空冷凝汽器的蛇形翅片扁平单排管,对其空气侧的流动及换热特性进行了数值模拟。给出了该管件基本结构的雷诺数和欧拉数随迎面风速的变化关联式;结果显示,同一迎面风速下,随着翅片间距、高度的增大,换热变差,流动变好。但当间距增加到一定程度时,风速与间距对换热流动性能的影响都变得很小。风速越大,换热性能对翅片间距、高度越敏感,而流动则相反,需根据实际工况来选择合适的翅片间距及高度。