铜翅片换热器开发应用的分析

从翅片效率、单个换热单元的传热系数和整个换热器的换热量三个方面对不同翅片结构、不同管子结构和不同工况下的翅片管换热器由铝翅片换为铜翅片前后的换热特性和成本进行了分析比较;详细给出了各个结构和工况参数单独变化对换铜前后的翅片效率、单位制冷剂侧换热面积上的总传热系数和换热器换热量的影响规律.分析结果发现,翅片越薄、越高,管外径越小,风速越大时,换铜后的翅片管的换热能力增强越大,成本增加越小.在所选择的结构和工况范围内,铜管铜片换热器比铜管铝片换热器的翅片效率约提高0.938%～29.86%、总传热系数约提高9.88%～23.276%、总换热量约提高0.112%～22.3%;对于典型的1.1kW空调器的蒸发器,材料成本约增加8～42元,体积可最多缩小18%.     

铜翅片换热器开发应用的分析Ⅱ--铜翅片换热器对空调器性能影响分析

在Part Ⅰ中对铜翅片效率、铜换热单元传热系数以及整个铜换热器换热特性分析的基础上，理论分析了空调换热器采用铜翅片后，换热器单体性能以及空调系统性能的变化。结果显示：采用铜片铜管换热器后(不论是蒸发器，还是冷凝器)，制冷系统的制冷系数较之铝翅片换热器均有提高。蒸发器换热性能的变化比冷凝器换热性能的变化对系统性能的影响要大。当同时采用铜片蒸发器和铜片冷凝器时，传热强化系数按照通常所能达到的1．1计算时，COP随着工况变化而变化的范围可以达到3．0％-10．0％；如果单独设计换热器使换热强化系数达到1．3时，则COP的提高可达4．0％～25．0％。以上对铜翅片换热器开发应用的分析，为空调换热器的高性能化、小型化提供一条可行的发展方向。     

间歇运行对翅片管式蒸发器长效特性的影响

研究了翅片管式蒸发器在空调器长期运行中,由于间歇运行对于其换热和空气侧压降的影响。实验对象为一个铝翅片铜管换热器和一个铜管铜翅片换热器。实验表明,经过多次间歇运行后,蒸发器的换热系数明显下降,空气侧压降有所增大,铜翅片铜管换热器的长效换热特性强于铝翅片铜管换热器,两者的长效压降特性相当。     

翅片管式换热器的翅片耐腐蚀涂层研究

分析翅片管式换热器环境腐蚀的主要因素和常用防腐涂层的暴露试验数据,参考施加2种涂层的铜翅片-铜管换热器和铝翅片-铜管换热器的比对试验数据,对铜和铝的几种耐腐蚀涂层进行评价。有学者的研究表明,涂层铜翅片-铜管换热器的耐腐蚀性能优于涂层铝翅片-铜管换热器。同时介绍其他涂层,可为翅片管式换热器的防腐提供参考。     

百叶窗翅片管式换热器换热性能分析

针对市场上常用的百叶窗翅片管式换热器,为了确定翅片密度、管排数以及进口空气相对湿度对空气侧特性的影响,对6种结构参数的换热器进行试验研究,采用无量纲化的传热因子和摩擦因子分别衡量空气侧的换热和压降特性。结果表明,翅片密度越大,传热因子越小,翅片密度对摩擦因子的影响在空气干、湿工况下有所不同;管排数越多,传热因子越大,摩擦因子越小;传热因子和摩擦因子均随进口空气相对湿度的增大而增大。     

采用窗片的5 mm管换热器在湿工况下换热性能的实验研究

在湿工况下,对11个采用百叶窗翅片的5 mm管换热器进行了实验研究,并分析了翅片间距、进口空气相对湿度等因素对空气侧换热性能的影响。研究结果表明:换热量随翅片间距的增加而减小,且比7 mm管或更大管径换热器更明显;换热量受进口空气相对湿度的影响小;在翅片底部出现水桥,而在7 mm管或者更大管径换热器中不曾出现。根据实验数据开发了预测5 mm翅片管换热器换热性能的j因子关联式,误差在士20%以内。     

百叶窗波纹翅片换热器的积灰试验研究

对百叶窗波纹翅片换热器在有灰尘的环境中加速积灰过程进行试验研究,对比5种结构参数的百叶窗波纹翅片的积灰层对风速和换热能力等参数的影响。研究结果表明,翅片密度越大,风速和换热量衰减越快。     

凸环翅片及其在热泵型空调器中的应用

提出一种应用于热泵型空调器的凸环翅片结构。通过CFD模拟,分析波纹翅片、开缝翅片和凸环翅片的传热性能,对翅片进行优化设计。换热器能力测试显示,凸环翅片管式换热器的换热能力,在冷凝工况和蒸发工况下,分别比波纹翅片管式换热器提升3%~5%和2.5%,比开缝翅片管式换热器降低0.8%和0.5%。空调整机测试结果显示,采用凸环翅片管式换热器可实现用单排换热器替代1.5排或2排换热器,降低换热器成本的效果。     

温度交变对翅片管换热器性能影响的实验研究

试验研究了温度交变对铜管-铜翅片蒸发器和铜管-铝翅片蒸发器空气侧压降和换热性能的影响.实验结果表明,全新铜管-铜翅片蒸发器空气侧压降比全新铜管-铝翅片蒸发器空气侧压降大,但温度交变后两者空气侧压降几乎一致,具有相同的长效压降特性;温度交变会导致铜管-铜翅片蒸发器和铜管-铝翅片蒸发器换热性能下降,在风量为400m3/h时减少的最多,铝翅片蒸发器减少1091.5W,铜翅片蒸发器减少704.8W;与温度交变前相比,铜翅片蒸发器换热系数下降8.1％～25.2％,铝翅片蒸发器换热系数下降10.6％～40.7％,铜管-铜翅片蒸发器具有更好的长效特性.     

翅片管式换热器与微通道换热器腐蚀对比分析

通过对铜铝翅片管式换热器和微通道换热器进行腐蚀研究,对比分析腐蚀对换热器形貌、传热和空气流通阻力的影响。结果表明,经过1 250 h腐蚀试验后,翅片管式换热器主体完好,但边板处的翅片腐蚀严重并出现脱落,而微通道换热器局部区域的翅片脱离扁管,出现翅片粉化现象;腐蚀引起换热器的传热性能下降,720 h时这2种换热器的换热量衰减程度接近,1 250 h时微通道换热器的换热量衰减程度明显大于翅片管式换热器;腐蚀引起换热器的空气流通阻力增大,微通道换热器的风阻增幅明显高于翅片管式换热器。     

翅片管换热器与微通道换热器腐蚀对比分析

通过对铜铝翅片管换热器和微通道换热器进行腐蚀研究,本文对比分析了腐蚀对换热器形貌、传热、空气流通阻力方面的影响。结果表明,经过1 250 h腐蚀试验后,翅片管换热器主体完好,但边板处的翅片腐蚀严重并出现脱落,而微通道换热器局部区域的翅片脱离扁管,出现翅片粉化现象。腐蚀引起换热器的传热性能下降,720 h时,两种换热器的换热量衰减程度接近;1 250 h时,微通道换热量衰减程度明显大于翅片管换热器。腐蚀引起换热器的空气流通阻力增大,微通道换热器的风阻增幅明显高于翅片管换热器。     

微通道换热器翅片结构优化

采用STAR-CCM+软件中的共轭传热模型对微通道换热器空气侧的流动及换热进行仿真,并利用试验结果对仿真结果进行验证,表明仿真模型的准确性可以满足工程设计要求.改变翅片开窗角度和开窗数进行仿真,结果表明,翅片开窗角度为45°且开窗数为14个时,微通道换热器空气侧换热量最大,压降相对较小.     

热泵平行流换热器结构参数对换热性能的影响

采用正交试验法及模拟仿真分析，研究了热泵平行流换热器的结构参数对换热器换热量等指标的影响。结果显示：扁管宽度是对换热器换热量影响最大的因素，贡献率达43.1%;随着扁管宽度增加换热器换热量大幅提升。扁管厚度对换热器换热量影响较大，贡献率达29.7%;当扁管厚度超过2 mm,随扁管厚度增大换热器换热量大幅下降，这主要与换热器背风侧的气流低速区较大，且换热效率低有关。翅片卡槽间距对换热器换热量贡献率为20.8%,翅片卡槽间距为11 mm时换热器换热量最优。翅片卡槽深度对换热器换热影响较小。     

强化翅片管式换热器换热性能的方法及应用

通过两种不同的方法改进应用在不同场合的翅片管式换热器的结构,进而提高其换热性能:一种是将低温工况下易结霜的换热器设计成变翅片间距,一种是将空调工况下的换热器设计成变螺距内螺纹管.通过热力计算及实际系统使用,得出传热系数分别提高了9.8%和3.82%.     

翅片式盘管换热器的设计改进及实验研究

分别从改变翅片厚度和换热管规格2个方面对翅片式换热盘管整体换热性能和成本的影响进行分析和实验研究。结果表明,只减小翅片厚度或减小换热管规格均会导致换热器的整体换热性能下降,若保持相同换热量,则可能需要用更多的换热原材料,而这会导致换热器成本的增加。     

组合管径圆弧翅片换热性能的数值模拟

针对空调器室内机换热器空气侧的流动和换热问题,利用FLUENT软件,本文研究了开缝圆弧翅片以及组合管径开缝圆弧翅片对换热器的换热量和空气侧压降的影响,并与原开缝三折翅片换热器进行比较。结果表明,开缝圆弧翅片换热器的换热量大于原开缝三折翅片换热器,而空气侧压降略有增大。随着小管径数量增大,开缝圆弧翅片换热器的换热量逐渐减小,但压降也逐渐减小。相比于开缝三折翅片换热器,当开缝圆弧翅片换热器为10根小管时,其压降增大5%左右,但换热量却有2%左右的提高,且铜管材料节省了14.5%,有很好的应用前景。     

过冷段翅片管换热器的试验研究

对过冷段翅片管换热器对空气源热泵冷热水机组系统性能的影响进行试验研究。过冷段翅片管换热器通过横向导热和强制对流换热可增大制冷剂液体过冷度，制热工况下，可使系统性能系数COP提高约19％，并有效降低翅片表面结霜。     

采用铜铝复合管的翅片管换热器换热性能数值模拟与实验研究

提出采用一种铜铝复合管,用来替代传统的空调室外机换热器用铜管,可降低成本27.8%。首先通过数值模拟研究了Φ7管径的铜铝复合管与铜管翅片管换热器空气侧的传热与流动性能,计算结果表明,在入口风速为2.5m/s的情况下,与采用铜管的换热器相比,采用铜铝复合管的换热器空气侧的压力分布几乎不变,换热量降低3.12%,对性能影响较小。另一方面,对采用该模型的铜铝复合管换热器进行了性能测试,实验结果表明:铜铝复合管换热器换热量为8775W,与铜管换热器9101W相比降低3.58%,满足换热器标准要求。实验结果与数值模拟结果基本吻合,均证明这种新型铜铝复合管对换热器性能的影响不大,可用于空调的制造中。     

采用小管径铜管空冷换热器的性能成本分析研究

铝管替代铜管和采用更小管径的铜管是当前降低空调器成本的两大热门方向。本文从小管径铜管替代的角度对中9．52mm内螺纹铜管和Ф5mm内螺纹铜管这两种管型以及采用这两种管型的换热器进行了性能比较和成本分析。研究结果表明：在相同实验条件及同样的体积流量下,Ф5mm内螺纹铜管管内换热系数比Ф9．52mm内螺纹铜管管内换热系数提高15％左右。在相同的测试工况和同样的迎风面尺寸条件下,Ф5mm铜管换热器在取得与v9．52mm铜管换热器接近换热量的同时,可以节约铜管材料41．8％,铝箔材料50％。     

穿孔翅片管的实验研究及翅片效率分析

在平翅片上开小圆孔是一种简单的强化翅片表面换热的措施,本文通过正交实验,研究了开孔大小和位置对换热性能和阻力性能的影响,得出了关联式。通过与普通平翅片管对比表明,最优穿孔型翅片管的换热系数可提高１２．５％,而阻力增加不超过７％,在同样的传热量的温差下,最优穿 形翅片管可以节约１０％的金属耗量,数值计算表明,最优穿孔形翅片的翅片效率比普通平翅片约低２％。