不同空气侧风速下微通道蒸发器换热特性实验研究

搭建微通道蒸发器性能实验台,采用控制变量法研究不同空气侧风速下微通道蒸发器表面温度分布、制冷剂进出口压力的变化规律,计算换热量和换热系数,从而分析空气侧风速对微通道蒸发器的流量分配特性和换热效果的影响。结果表明,随着风速增大,微通道蒸发器制冷剂流量分配不均匀性增大,进出口压力波动振幅和周期增加,压降增大,风速2 m/s时微通道蒸发器换热效果最佳。     

二氧化碳翅片管式蒸发器模拟与分析

运用分布参数法建立采用CO2的翅片管式蒸发器的数学模型，分析制冷剂侧和空气侧温度、压力和换热的变化情况。同时讨论迎面风速和制冷剂质量流量对蒸发器换热和流动性能的影响，结果表明提高迎面风速可以增加换热效果，但增加的趋势趋于平缓。制冷剂侧压降则成近似线性增大；随着管内工质流量的增大，蒸发器总换热量和制冷荆侧压降都成近似线性增大。这些工作有助于进一步了解CO2在翅片管式蒸发器中的换热和流动特性，并为换热器的优化设计和系统的匹配提供理论依据。     

基于NSGA-III算法的小管径翅片管式蒸发器高维多目标优化

以稳态分布参数法和NSGA-III算法为基础，提出一种翅片管式蒸发器结构参数与流路参数混合寻优的方法，并依此展开小管径蒸发器结构和流路参数的影响分析与流路的高维多目标设计优化。建立的小管径翅片管式蒸发器模型与实测数据的误差在4%以内，可以较好地用于小管径翅片管式蒸发器的计算。基于该模型进一步建立以结构参数与流路参数为自变量，换热量、制冷剂侧压降、空气侧压降以及成本为因变量的神经网络模型，并利用NSGA-III算法对模型进行优化求解，得到小管径翅片管式蒸发器在一定的结构参数变化范围内的最优结构参数及最佳流路。研究结果显示：管外径对小管径翅片管式蒸发器的换热量、制冷剂侧压降以及成本的影响程度最大；翅片间距对小管径翅片管式蒸发器的空气侧压降影响程度最大；翅片厚度对换热量、制冷剂侧压降、空气侧压降以及成本的影响程度均最小；流路主要影响蒸发器的换热量及制冷剂侧压降；制冷剂流路为二支路、三支路和四支路时，模型可输出综合性能最优的结构及流路特征。     

板翅式蒸发器液冷系统的实验研究

提出并搭建了一套采用氟里昂蒸气压缩循环的液体冷却试验系统,其中采用板翅式换热器作为蒸发器,R22作为制冷剂,热水作为载冷液体提供制冷剂蒸发所需热量。实验结果表明：在实验参数范围内,蒸发器单位面积制冷量为：2440—9760W／m^2,总传热系数为80—600W／（m^2．K）,制冷剂侧传热系数为90-1065W／（m^2．K）,蒸发器内制冷剂侧压降为7—17kPa;制冷量及蒸发器压降均随水进口温度的升高而增大,而传热系数随水进口温度的升高先增大而后减小;制冷量、传热系数及压降均随毛细管长度及水流量的增大而减小,随充灌量的增大而增大。     

空调用翅片管式蒸发器的模拟与分析

建立R410A翅片管式蒸发器的稳态分布参数模型,分析制冷剂侧换热、压降、温度和干度沿流程的分布情况,并讨论风量、制冷剂流量及翅片管结构形式对蒸发器换热和流动性能的影响,为翅片管式蒸发器的设计和性能优化提供理论依据。     

R290空气源热泵蒸发器换热性能分析

利用软件EVAP-COND对采用制冷剂R290的空气源热泵翅片管式蒸发器进行仿真模拟,通过改变制冷剂质量流量和蒸发器进口风量对机组制冷量、压降等进行比较分析。结果表明:制冷量、总传热系数、管路压降随制冷剂质量流量增大而增大,但制冷量增幅逐渐减小;最佳制冷效果下的制冷剂质量流量和风量分别在120 kg/h和25 m~3/min左右;制冷剂质量流量不变时,风量变化对蒸发器制冷剂侧总压降影响不大。     

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%。     

蒸发器流程布置的数值模拟研究与分析

基于湿球温度效率法，建立了蒸发器的稳态分布参数模型，分析了三种不同流路布置蒸发器的换热性能，并与前人的实验研究结果进行对比，计算所得的换热量与试验值的最大偏差为9．44％，说明该模型切实可行。运用该模型计算并分析了六种不同流路布置蒸发器的流动和换热特性，结果表明：逆流布置蒸发器换热最好，错流其次，顺流最差。各种流路布置方案管外迎风面风速不变时，随着管内冷媒流量的增大，管内压降、总换热景、显热换热量、潜热换热量均增大，但潜热所占比重增大。管内冷媒流量保持不变，蒸发器迎风面风速增大时，总换热量、显热换热量均增大，潜热换热量、压降、吸湿系数均减小；当风速增大到一定程度时，蒸发器换热量、压降的变化都趋于平缓。同时，在蒸发器流路布置中，重力的影响不可忽略。研究结论为蒸发器流程布置的优化设计提供了理论基础和指导方向。     

不同结构布置空调用翅片管冷凝器性能的仿真研究

在空调用翅片管冷凝器的几何结构尺寸相同,空气的进口状态和流量相同的条件下,采用计算机仿真技术,研究了支路数、管排数对翅片管冷凝器的传热与流动特性的影响,结果表明:随着支路数的增大,压降随之减小,最大值为2个支路时的33.8kPa,最小值为6个支路时,仅为0.9kPa;空气与制冷剂间传热温差增大,总传热系数减小,冷凝器的换热量递减,最大值比最小值大32.1%。随着排数的增多,压降增大,4排管的压降是1排管的4.3倍;空气侧换热系数与制冷剂侧换热系数的变化呈相反趋势,但传热温差增大,换热量也增大,4排管的换热量是1排管的2.45倍。     

空气侧风速对双流程微通道蒸发器传热特性的影响

搭建双流程微通道蒸发器性能实验台,采用控制变量法探究了不同空气风速下微通道蒸发器表面温度分布、制冷量和传热系数、进出口压降变化规律,分析空气侧风速对微通道蒸发器的表面温度分布均匀度和传热性能的影响.结果表明:随风速增大,蒸发器表面温度均匀度先变差,然后趋于平衡;制冷量的增量很少;蒸发器内制冷剂压降增大;综合换热性能降低...     

分液冷凝器的管程理论设计及热力性能评价

根据分液冷凝器强化换热思想对其管程理论设计方法进行了研究。依据质量流速和干度来判断每一流程中制冷剂的流型,并依此选取Cavallini换热模型公式的方法求其平均换热系数,同时采用Cavallini两相压降模型和Darcy-Weisbach单相压降模型分别确定冷凝区和过冷段的压降。针对一个案例计算了三种管程设计方案下冷凝器管内冷凝换热系数和端压值,并用惩罚因子PF对其综合热力性能进行了评价。计算结果表明:不同的管程设计方案中管内制冷剂的流量分配均匀性存在较大的差异,均匀性越好,其综合热力性能越优。在质量流速为1200~1500 kg/(m2.s)范围内,与同等换热面积的蛇形管冷凝器相比,其中最好的分液冷凝器的PF值减小了48.5%~54.1%,可见设计优良的分液冷凝器的综合热力性能明显优于蛇形管冷凝器。     

Numerical model of a parallel flow minichannel evaporator with new flow boiling heat transfer correlation

In this paper, a distributed parameter (DP) numerical model with the new proposed flow boiling heat transfer correlation was established for parallel flow minichannel (PFMC) evaporator. DP model validation was made by comparing the measured values obtained on experimental studies, which were conducted under refrigerant mass flow rate range of 34.6–245.6 kg h⁻¹ and evaporation pressure of 200–500 kPa. The effects of four different flow boiling heat transfer correlations on DP model performance were investigated. Results showed that the new correlation predicted 99% of experimental data in ± 30% error bands. Moreover, the DP model with the new correlation yielded the mean absolute error (MAE) of 1.5%, 9.1%, 18.8%, 14.2% and 19.8% in prediction of cooling capacity, outlet air temperature, refrigerant superheat, air side and refrigerant side pressure drop, respectively. The presented DP model can be implemented to evaluate the performance of PFMC evaporator, and therefore can save efforts on component and system design and optimization.     

再循环重力供液制冷系统实验

对重力供液制冷系统形成再循环的条件和再循环时蒸发器的传热性能进行理论分析,建立相应的数学模型。将重力供液制冷系统与直接膨胀供液制冷系统进行比较,得到两种不同制冷系统工作特性上的差异。通过在焓差实验室中测定制冷系统在不同工况下的压力、风量、制冷量以及耗功等技术参数,得到重力供液制冷系统和直接膨胀供液制冷系统在室外干球温度一定的情况下传热系数、制冷量以及系统COP的变化规律。实验表明:再循环的形成可以增大制冷剂流速同时充分润湿传热表面,强化换热效果显著,在测试的工况下蒸发器的传热系数可增大近40%,COP最大提高7.6%,低温工况的增幅更大。     

低温工况下结霜对翅片管蒸发器性能影响研究

翅片管蒸发器的结霜将增加空气压降，增大传热热阻，从而直接影响到蒸发器的效率及空气侧平均换热系数，本文就低温工况下，结霜对蒸发器性能的影响进行了测试研究，为翅片管蒸发器的设计应用提供了重要依据。     

部分负荷下板式蒸发器换热性能的实验研究

针对目前制冷系统大部分时间都在部分负荷状态下工作和板式蒸发器换热性能研究较少的这些情况,本文对部分负荷下板式蒸发器的换热系数进行了研究。通过实验和计算,得出了低流速下板式蒸发器换热系数、制冷剂侧换热系数随水流速的变化关系,为板式蒸发器的设计和选型提供了参考。     

板式蒸发器换热性能的数值模拟1：数学模型

采用分布参数法对波纹型多通道单流程板式蒸发器建立数学模型，通过计算局部蒸发换热系数和摩擦压降可以简化板式蒸发器内复杂三维流动的换热关系。总结了文献已有的各种换热和压降关联式，并添加到模型控制方程组中。基于此模型，可对目前应用较广的R134a和R410A制冷剂的板式蒸发器在小换热温差下的换热性能进行研究。     

板式蒸发器换热性能的数值模拟Ⅱ:结果及分析

在已建立的数学模型的基础上,对板式蒸发器换热能力进行了数值模拟.针对应用较广的R134a和R410A制冷剂来比较和分析板式蒸发器在小的温差下的换热性能.在三种不同的计算工况下简要分析了各种热力参数的变化对蒸发器整体换热性能的影响.不同的制冷剂,其换热系数和压降差别较大,相同工况下采用R410A替代R22,板式蒸发器的换热性能可提高8.5%～10.0%,且压降可大幅降低.