水冷式换热器传热性能的稳态分布参数模拟与实验验证

建立了以分布参数为基础,以壳管式换热器为主要研究对象的稳态仿真模型,以R124为制冷剂模拟实验工况,并分别对蒸发器和冷凝器的进出水温度及蒸发侧和冷凝侧的换热量进行了测量,对比分析了实验结果与仿真结果,对换热器性能进行了分析。结果表明,冷凝器、蒸发器出水温度的仿真值与实测值的相对偏差分别在±2.5%和±3%内;蒸发侧和冷凝侧换热量的仿真结果最大偏差分别为1.72%和-5%;冷却水进水温度每升高1℃,冷凝侧换热量降低1.37%;蒸发器出水温度每升高1℃,蒸发侧换热量减小5.17%。     

结构参数对矩块式换热器传热性能的模拟研究

矩型块状式错流换热器是针对高压工况设计的一种高效换热设备,为了充分利用热源的热量,提高换热效率,本文将热流体管道设计成蛇型管.通过数值模拟分析了在相同运行工况下,不同的金属固体填充物的导热系数、 流体通道管径、 冷热流体通道间距等结构参数对换热性能的影响.模拟结果显示:换热器的传热系数及传热效率随固体填充材料导热系数的...     

潮汐潮流对浅埋式毛细管热泵系统运行影响试验研究

基于1种现有的新型浅埋式毛细管换热器,通过搭建海水源热泵系统测试平台进行长期的供冷工况下的现场试验,重点研究海水涨落潮对浅埋式毛细管前端换热器换热的影响,并对毛细管换热器的进出口温差、单位片面积换热量,热泵系统制冷系数、热泵机组制冷系数等指标进行分析.结果表明:海水涨落潮过程中,换热器进出口温差不断变化,当海水流入毛细管埋设区后,进出口温差趋于稳定;海水覆盖埋设毛细管换热器区域持续时间越长,越有利于热泵高效运行;海水温度对于毛细管换热器的换热量以及机组和系统制冷系数有一定影响;在夏季最不利(高温)工况下,热泵机组的EER由4.61降至3.6,均值为3.9;热泵系统的EERS由3.63降至2.76,均值为3.14.     

吸收式换热器全工况性能测试平台

供暖季气温的变化趋势是"高-低-高",因而系统需热量趋势是"低-高-低",这使得吸收式换热器热侧(一次网)与冷侧(二次网)热网水的温度及换热量会有较大幅度的变化,因此吸收式换热器的变工况性能非常重要。本文搭建了吸收式换热器全工况性能测试平台,准确调控外部热源水、冷却水以及内部循环工质溶液、冷剂水的流量、温度等参数,建立各种需要的实验工况,保持各工况的稳定,该平台可以满足各种吸收式换热器的全工况性能研究和检测要求。详细介绍了该平台的原理、性能以及测试案例。     

微通道换热器换热性能的数值模拟及试验

采用数值模拟、试验方法,对微通道换热器的换热性能进行探究(主要考核空气出口温度、换热量、空气压力降、空气侧表面传热系数等)。将空气作为微通道换热器外部高温换热介质,将冷水作为微通道内部低温换热介质,不考虑冷水分配的不均匀性,对比分析在不同迎面风速、冷水进口温度条件下微通道换热器的换热性能。空气进口温度设定为35℃,相对湿度设定为60%(模拟时不考虑空气相对湿度对微通道换热器结露的影响),微通道换热器的迎面风速变化范围为1. 00～1. 75 m/s。冷水流量设定为1 m~3/h,冷水进口温度变化范围为5～8℃。空气出口温度、换热量、空气压力降、空气侧表面传热系数随迎面风速、冷水进口温度的变化趋势模拟与试验基本一致,由于试验条件下微通道换热器翅片易出现结露,使得试验条件下的空气压力降大于模拟结果。冷水进口温度为5℃时,空气出口温度、换热量、空气压力降、空气侧表面传热系数均随迎面风速的增大而增大。迎面风速为1. 5 m/s时,空气出口温度随冷水进口温度的增大而增大,换热量、空气压力降、空气侧表面传热系数均随冷水进口温度的增大而减小。     

肋片管表冷器湿工况动态数学模型及仿真

利用分段集总参数法建立了肋片管表冷器在湿工况下的动态数学模型,将模型的微分方程转换为以表冷器各出口参数为状态变量的状态方程,对表冷器动态数学模型进行了直接求解,得到了肋片管表冷器各微元段水侧温度和空气侧温湿度随时间的变化关系,分析了表冷器在湿工况下达到稳态时各微元段的换热情况,以及流体入口温度和流速扰量对表冷器换热量的影响.结果表明,空气侧流速扰量对表冷器换热量的影响最大,随空气流速的增大,换热量增加的速度将减小.     

不同型式的翅片管式换热器迎风面风速不均匀性实验研究

本文针对3种换热器面积相同而结构不同的翅片管式换热器空调机组进行了的实验研究,讨论了由于结构变化而导致的换热器迎风面风速不均匀性及其对机组性能的影响。对实测风速进行分析可知换热器迎风面风速很不均匀、风量损失较大且风速变化存在一定的规律。对换热器在制冷、制热工况下的部分状态参数进行分析可知,此2种工况下,中等换热器的室内侧出风干、湿球温度均比其它2种换热器更利于调节室内温度,但是在制热工况中,其能效比比矮换热器要低。研究结果可为换热器的工程设计提供参考。     

表面式换热器实验台水侧换热量测试误差分析

介绍了实验系统误差分析的基本原理，给出了换热器水侧换热量测试误差的表达式，研究了水侧换热量测试仪表最大允许误差的影响因素，分析了水温测试误差和压差测试误差对水侧换热量测试误差的影响，指出换热器进出口水温测试误差是影响换热器水侧换热量测试误差的主要因素。     

重庆某剧院空调系统板式换热器检测及诊断分析

针对某剧院中央空调系统效果不佳的问题进行检测诊断,现场测试了板式换热器实际运行工况。通过对实测换热量的修正,得到设计温差换热量QST和设计温差流量换热量QSTF,将其与额定换热量QS对比,以此作为判断板式换热器换热性能的依据。最后,就板式换热器的实际运行情况给出了相应的建议以及诊断其性能的步骤。     

翅片厚度对平行流蒸发器换热性能的影响

平行流蒸发器是双排扁管布置的换热器,空气侧采用间断型扩展表面的波纹型百叶窗翅片,制冷剂侧采用小水力直径的非圆截面微通道多孔铝制扁管,本文选用适合于该微尺度强化换热结构的传热和压降关联式,对某一四流层布置的平行流蒸发器建立数学模型。并通过模拟计算不同翅片厚度对换热器换热性能的影响,发现在其他条件不变的情况下,制冷剂质量流量、换热量、制冷剂流动阻力和空气侧通风阻力都随翅片厚度的增加而增加,并且换热量,制冷剂流阻和通风阻力的增量百分比与制冷剂流量的增量很相近。     

Designing an air-to-air heat exchanger dedicated to single room ventilation with heat recovery

The present paper focuses on the development steps of heat exchangers dedicated to single room ventilation unit with heat recovery (SRVHR) by proposing a numerical approach. A methodology is suggested in order to determine the best trade-off between hydraulic and thermal performance given a specific geometry. The methodology consists in a mapping of the coefficient of performance (COP) of the unit. The latter is defined as the ratio between recovered heat and the fan energy use, given a specific indoor/outdoor temperature difference. However, the energy performance should not be the only criterion to be taken into account in the frame of the design steps of a heat recovery exchanger: technical, economic and acoustic aspects should also be considered. This numerical methodology is illustrated by means of a real example of a newly developed heat exchanger dedicated to a SRVHR. The optimization is first performed while using a semi-empirical model (based on the use of correlations and on a spatial division of the studied heat exchanger). The semi-empirical model allows for the creation of a COP map in order to identify the most effective geometry parameters for the heat exchanger. The decision concerning the final geometry is made accounting for the so-called technical, economic and acoustic considerations. A discussion on some parameters needed for the COP establishment is also proposed.     

Simulation and analysis on thermodynamic performance of surface water source heat pump system

This work established a thermodynamic performance model of a heat pump system containing a heat pump unit model, an air conditioning cooling and heating load calculation model, a heat exchanger model and a water pump performance model based on mass and energy balances. The thermodynamic performance of a surface water source heat pump air conditioning system was simulated and verified by comparing the simulation results to an actual engineering project. In addition, the effects of the surface water temperature, heat exchanger structure and surface water pipeline transportation system on the thermodynamic performance of the heat pump air conditioning system were analyzed. Under the simulated conditions in this paper with a cooling load of 3400 kW, the results showed that a 1 °C decrease in the surface water temperature leads to a 2.3 percent increase in the coefficient of performance; furthermore, an additional 100 m of length for the closed-loop surface water heat exchanger tube leads to a 0.08 percent increase in the coefficient of performance. To decrease the system energy consumption, the optimal working point should be specified according to the surface water transportation length.     

Entransy analysis on the thermal performance of flat plate solar air collectors

Based on the thermo-electric analogy (the so-called thermal entransy analysis), the unified airside convective heat transfer coefficient for different sorts of flat plate solar air collectors (FPSACs) is identified in terms of collector aperture area. In addition, the collector thermodynamic characteristic matching coefficient is defined to depict the matching property of collector thermal performance between the collector airside heat transfer and the total heat losses. It is found that the airside convective heat transfer coefficient can be experimentally determined by collector thermal performance test method to compare the airside thermal performances of FPSACs with different types of airflow structures. Moreover, the smaller the collector thermodynamic characteristic matching coefficient is, the better the thermodynamic perfect degree of a FPSAC is. The minimum limit value of the collector thermodynamic matching coefficient is close to zero but it can not vanish in practical engineering. Parameter sensitivity analysis on the total entransy dissipation and the entransy increment of a general FPSAC is also undertaken. The results indicate that the effective way of decreasing total entransy dissipation and enhancing the useful entransy increment is improving the efficiency intercept of the FPSAC. This is equivalent to the cognition result of thermal analysis. However, the evaluation indices identified by the thermal entransy analysis can not be extracted by singular thermal analysis.     

热管型双效溴化锂机组热管换热器的影响因素

分析了热管型双效溴化锂吸收式冷热水机组中的分离式热管换热器的工作原理,对影响分离式热管换热器性能的因素进行了研究。在烟气出口温度一定的前提下,较高的烟气进口温度可减少分离式热管换热器的传热面积,降低造价,但受到热管工作温度的限制,应控制烟气进口温度。在热管几何参数不变的情况下,烟气进口温度对分离式热管换热器的传热系数影响很小,因此为提高传热系数,应优化其结构。虽然较低的高压发生器溴化锂溶液进出口温度可减少分离式热管换热器的换热面积,但会使双效溴化锂吸收式冷热水机组的性能系数有所下降。     

微细通道换热器空气侧性能的模拟及优化分析

采用数值模拟方法对微细通道换热器空气侧传热和流动特性进行了研究,得到了在不同迎面风速、百叶窗间距、肋片间距和百叶窗角度下换热器的传热和流动特性,并分析了换热器结构参数对其传热及流动性能的影响。在数值模拟基础上对换热器结构参数进行优化,并采用JF综合性能系数法对各种优化方案进行了综合评价分析。     

燃气热水器性能与关键结构参数关联性分析

对11台负压燃气热水器样品和13台正压燃气热水器样品的燃烧器、热交换器和燃烧腔体结构参数进行测绘统计,对样品的热负荷、热效率、热水产率、烟气排放数据进行实验测试,对结构参数与性能数据之间的关联性进行分析。合理选择燃烧器、热交换器、燃烧腔体的结构设计参数,可以有效保证燃气热水器整机性能。对额定热负荷30 kW及以下、额定产热水能力16 kg/min及以下的燃气热水器和额定热负荷31 kW及以上、额定产热水能力16 kg/min及以上的燃气热水器,分别给出了建议的燃烧器火排数量、设计火孔热强度、翅片数量、热交换器容积与燃烧腔体容积之比、热交换器单位容积额定热负荷、容积热强度等关键结构参数的设计参考范围。对于额定热负荷30 kW及以下、额定产热水能力16 kg/min及以下的燃气热水器,一般采用负压结构;对于额定热负荷31 kW及以上、额定产热水能力16 kg/min及以上的燃气热水器,一般采用正压结构。     

土壤源热泵竖直U型埋管换热器冬季性能测试

对土壤源热泵竖直 U 型埋管换热器进行了冬季性能测试。循环水质量流量分别取4.0、3.5、3.0 t/h 各运行5 d,测量与埋管井不同距离的3口测温井的土壤温度。在以埋管井为圆心的作用半径中,距埋管井较近的测温井土壤温度受到埋管井温度变化的影响较大;反之,受埋管井温度变化的影响较小。随着室外温度下降,虽然埋管换热器循环水质量流量减小,但土壤温度还是有所下降。热泵机组平均制热性能系数、单位井深热流量随着埋管换热器循环水质量流量的下降有所下降。     

磁悬浮式热泵机组用于集中供热的经济性分析

介绍磁悬浮式热泵机组关键设备——磁悬浮式压缩机结构。结合工程实例,对采用磁悬浮式热泵机组(将板式换热器一级侧出口的一级管网回水作为低温热源)热力站的一级管网供回水温度、磁悬浮式热泵机组制热性能系数进行实测分析。比较螺杆式热泵机组、磁悬浮式热泵机组的经济性。与仅采用板式换热器的传统供热模式相比,采取磁悬浮式热泵机组供热模式可有效降低一级管网回水温度。磁悬浮式热泵机组的日平均制热性能系数比较高,制热季节能效比可达到8.93。螺杆式热泵机组、磁悬浮式热泵机组供暖期耗电量分别为39.36×104、22.48×104kW·h。电价按0.9元/(kW·h)计算,磁悬浮式热泵机组供暖期可节省电费15.19×104元。螺杆式热泵机组、磁悬浮式热泵机组的购置费分别为65×104、120×104元,磁悬浮式热泵机组多出的购置费可在3.62 a收回。     

肋片管换热器管外三维流动与空气侧表面换热模拟

利用计算流体力学软件FLUENT对套片式肋片管换热器干工况进行三维数值模拟。改进以往计算方法中的不足,并在模拟过程中考虑肋片管管壁面对肋片的导热引起的肋片表面温度分布场对换热的影响,得出Re在643到3208的范围内肋片管换热器空气侧对流换热系数关联式。比较原有模拟方法中不考虑肋片厚度而将肋片表面简化为等壁温条件与考虑肋片和管壁之间导热条件下的对流换热系数的差异,指出两者的偏差之处。