空調(diào)器用風冷冷凝器換熱能力實驗研究

空調(diào)器用風冷冷凝器換熱能力實驗研究 西安交通大學(xué) 空調(diào)器用風冷冷凝器換熱能力實驗研究 實驗測定了幾種不同銅管、肋片組合的冷凝 器在不同的風量和風機轉(zhuǎn)速下的換熱量 , 發(fā)現(xiàn)采用內(nèi)螺紋銅管和迎風側(cè)平片、背風 側(cè)沖縫片的冷凝器具有最優(yōu)的換熱性能。 分析了多流路冷凝器中不同流路之間的制 冷劑分配不均勻性和再熱現(xiàn)象 實驗系統(tǒng)示意圖 冷凝器換熱量與風量的關(guān)系 結(jié)論 對于幾種空調(diào)用冷凝器進行了換熱能力的實驗研 究 ,分析了其在不同風量和不同風機轉(zhuǎn)速下的換 熱能力差異 ,分析了不同肋片、銅管組合時換熱 能力的不同。研究發(fā)現(xiàn) ,在實驗的 5 種冷凝器中 , 采用內(nèi)螺紋銅管和迎風側(cè)平片、背風側(cè)沖縫片 的冷凝器具有最佳的換熱性能。同時對于多流 路間的制冷劑分配不均勻及復(fù)熱現(xiàn)象進行了分 析 ,為設(shè)計和選用空調(diào)用換熱器提供了參考。 制冷劑流路對冷凝器 換熱特性的影響 美的集團空調(diào)技術(shù)中心：張智 金培耕 涂旺榮 程 志明 梅新興 西安交通大學(xué)：劉志剛 制冷劑流路的設(shè)計應(yīng)當遵循以下幾點： !對于多路流動而言，不同流路間制冷劑 分配應(yīng)均勻； 制冷劑和外界空氣應(yīng)進行逆流換熱； 避免出現(xiàn)復(fù)熱和回液。 制冷劑流路對冷凝器 換熱特性的影響 美的集團空調(diào)技術(shù)中心：張智 金培耕 涂旺榮 程 志明 梅新興 西安交通大學(xué)：劉志剛 空調(diào)用空氣換熱器翅片形式的 選擇 樊越勝 2004年全國暖通空調(diào)制冷年會論文 集 （ a）平板矩形百葉窗；（ b）波紋板弧形百葉窗；（ c）小翼帶矩形百葉窗型；（ d）橫向皺紋板 ；（ e） 點狀皺紋板；（ f）三角形波紋板 （ a） （ b） （ c） （ d） （ e） （ f） 不同翅片形式的換熱器，其空氣側(cè)換熱系數(shù)及阻力特性均有所差異。大量的實驗發(fā)現(xiàn)：在獲得好的 熱交換特性的同時，不可避免地造成了摩阻的增加。在給定的熱交換器尺寸和風機運行曲線下，壓 力損失的提高必然造成空氣流速的降低，并進而使空氣與翅片壁面之間的傳熱溫差降低。其次，空 調(diào)工程中所使用的大部分換熱器都是干、濕工況交替運行的，而不同翅片換熱器在濕工況下的換熱 及阻力特性與干工況下相比，有很大差異。因此， 如何正確選用翅片形式，對熱交換器實際工作特 性的 影響 不容忽視，最好的是在換熱與阻力損失之間找到一種折衷的方案 ; 干工況下各種翅片換熱器的性能對比 實驗條件： 翅距 2mm，翅厚 0.11mm，管間距 25mm，排間距 21.65mm的 各種翅片（見表 1）進行了對比試驗，試驗時的迎面風速為 1m/s到 3m/s 翅片代號 翅片形式 開縫或皺紋寬度（ mm） P N C L1 L2 W X1 X2 X3 平板型 波紋板型 橫向皺紋板型 平板矩形百葉窗 平板矩形百葉窗 平板小翼型帶矩形百葉窗 波紋板弧形百葉窗 波紋板弧形百葉窗 波紋板弧形百葉窗 0.80 0.54 0.75 1.60+0.70 1.00 0.75 0.65 表征空氣側(cè)換熱強弱的 Colburn j 因子和摩阻因子 f 與 Re數(shù) 的關(guān)系 j與雷諾數(shù)的關(guān)系 f與雷諾數(shù)的關(guān)系 N C L1 L2 W X1 X2 X3 j j平板 1.14 1.27 1.54 1.80 1.83 2.36 2.14 2.28 f f平板 1.18 1.24 1.45 1.90 2.29 2.70 2.13 2.11 各種翅片在迎面風速 Vy 2.5m/s時的性能參數(shù)對比 濕工況下翅片換熱器的性能變化 在 2.5m/s的迎面風速下， 濕工況和干工況下的壓降比 ，百葉翅片的為 2.4，而波紋翅片的僅為 1.42。另據(jù)報道，根據(jù)翅片形式和濕負荷的不同，濕 工況下的壓降為干工況下的 1.5 2.0倍。然而，對不同的翅片形式，濕工況下 的熱交換系數(shù)比干工況下低 10 30?？傊?，盤管表面的凝結(jié)液膜的產(chǎn)生將 嚴重影響空氣的換熱特性和摩擦特性。 在濕工況的條件下，換熱特性對翅片間距和管排數(shù)的變化不太敏感，結(jié)果與干工 況下的特性十分接近。然而與換熱特性不同的是，翅片間距的變化對摩擦特性有 顯著的影響，對于翅距 =1.2的換熱器比翅距 =2.5的換熱器摩擦因子大 30% 50%；另外，管排間距越大，越有利于凝結(jié)水的排放，從而使換熱器的壓 降損失降低。 結(jié)論 熱交換系數(shù)大的翅片能夠在相同容積和造價下提高熱交換器的熱交換能力，但是阻力的 增加在固定的風機運行曲線下會降低空氣的流量?？諝饬髁康慕档陀袃煞矫娴牡牟焕蛩兀旱?一降低的空氣流速會降低熱交換系數(shù)；第二在表冷器中空氣溫度的提高，使相同起始溫差下的 LMTD降低。因此，設(shè)計人員應(yīng)充分了解所選換熱器的翅片形式，并根據(jù)使用場合不同區(qū)別對 待。 在干工況下，盡量采用換熱系數(shù)大的翅片形式，如開縫翅片，其中弧形百葉窗翅片形式換熱 特性更為突出；但由于開縫翅片的阻力較大，因此，在需要相同換熱量時，盡量選用迎風面積 較大的，而不是排數(shù)較大的，以充分利用增強型翅片的優(yōu)點，而不增加它的風機功率； 在濕工況下，開縫翅片的阻力增加較多，系統(tǒng)風量會減少，此時，可考慮采用波紋形翅片換 熱器，且翅片間距不宜太??； 當翅片換熱器需要在干、濕工況下交替運行時，可在翅片表面添加親水性鍍膜，它對換熱性 能影響極小，但可極大地降低濕工況下空氣流動阻力，對百葉翅片的效果更佳。在此情況下， 可盡量采用百葉型翅片。 盡量選用小管徑的翅片換熱器，其換熱特性和阻力特性較大管徑的均有所改善。 新風機組和風機盤管換熱器采用不同的翅片形式，如可用新風負擔室內(nèi)全部濕負荷，換熱器 采用波紋片的；而風機盤管采用開縫翅片，完全在干工況下工作。