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《微通道换热器在冷水机和空调器上的应用研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、S.G.对近年来关于微细通道的研究进行了总结[1],明确了微细通道的概念,指出水利直径为0.01~0.2mm的通道为微通道,水力直径为0.2~3mm的通道为细通道,水利直径大于3mm的通道为传统通道。采用微细通道作为换热元件在国内外已有研究,但主要集中在汽车空调系统[2-3]。近年来,随着铜材价格的上涨,微细通道换热元件逐渐开始在家用和商用冷水机和空调领域得到应用,并被称为微通道换热器。其结构如图1所示,主要包括集管、微通道扁管和翅片。微通道换热器在冷水机和空调中的应用具有以下优点:①传热效率高;②提高冷水机和空调器
2、的EER和SEER;③缩小冷水机和空调器的体积,减轻冷水机和空调器的质量;④减少制冷剂的充注量。York在3年前就已经将微通道换热器用于SEER13北美高能效冷水机和空调器的室外机。图1所示为York做的一个宣传图片。Carrier在2年前就在其风冷冷水机组上采用微通道换热器。在我国,对微通道换热器应用于冷水机和空调系统的研究工作才刚刚起步。下面,笔者介绍应用微通道换热器方面的一些体会,希望引起更多的微通道换热器研发、制造厂家的关注及更多的冷水机和空调器整机研发、制造厂家的重视,共同推动我国冷水机和空调节能工作的发展
3、。1 试验装置试验在某公司商用冷水机和空调设备有限公司的ETL焓差室(见图2)进行。该实验室由位于美国纽约Cortland的ETL公司设计和建造,美国Cortland的ETL实验室是美国能源部唯一认可的单元机能力和能效测试机构。根据验收时的对比数据,该实验室和美国ETL实验室测试数据的偏差在3%以内。笔者对采用微通道换热器的冷水机和空调器整机进行以下几个方面的试验研究:①不同风量对微通道换热器换热量的影响;②相同空气流量下,不同流路布置对微通道换热器换热量的影响;③微通道换热器和铜管换热器的对比。需要说明的是,对比试
4、验采用相对数值。测试所用微通道换热器由国内某厂家设计和制造。为了进行对比试验,在整个测试过程,仅更换图2中的室外机的换热器,其余部分保持不变。换热器出口温度通过在换热器的总出口位置布置热电偶进行测量,制冷剂流量用串联在液管中的制冷剂测量装置进行测量。根据ARI210/240-2008[4]的测试要求,在工况稳定后进行1.5h的连续测试,每隔0.5h记录1组平均数值。2 试验结果及分析2.1 不同风量对微通道换热器换热的影响采用某公司商用冷水机和空调北美高能效某机型,按照ARI210/240-2008[4]进行B工况能
5、力能效测试,数据对比见表1。从表中数据可以看出,当通过微通道换热器的风量提高47%后,换热器的换热量提高10.6%,整机能效提高10.4%,整机能力提高13.1%。其主要原因为,随着通过微通道换热器风量的增加,换热器的换热系数增大,换热量升高,表现为制冷剂流量增加20.4%后,换热器出口处制冷剂的温度从40.2℃降低到38·8℃,降低了1.4℃。彭一明等[2]对平行流冷凝器进行理论计算和试验研究,测试得到的冷凝器出口制冷剂温度、冷凝器换热量随风速的变化规律与笔者的测试数据变化规律相同。欧阳三[3]对汽车冷水机和空调平
6、行流换热器进行了风速宽范围的模拟:风速较低时,换热器的换热系数和换热量对风速很敏感;当风速高到一定数值后,风速对换热系数和换热量的影响很小。根据合作厂家的介绍,微通道换热器的换热量对流过其表面的风速很敏感,希望能够将风速提高到一个较高的水平。York在某机型上采用微通道换热器作为冷凝器,室外机的风量为我们测试序号1试验时的1.2倍,但是其能力和能效都比表1中2个测试的结果高。分析York和本次测试数据差异的原因,主要有:其一,York采用的微通道换热器厂家与York有多年的合作,York机型能够充分发挥微通道换热器的
7、长处,表现为换热器的换热性能较好;其二,York在冷凝器的风速分布设计上比本次测试样机要好,可以充分利用微通道换热器的换热面积;其三,York在整机设计方面有其独到之处。2.2 不同流路布置对微通道换热器换热的影响在对比测试时,除了室外机冷凝器采用不同的微通道流路,其他零部件不作任何改变,测试数据见表2,其中ARI中A和B工况以及国标中标冷工况的测试工况要求见表3。从表2可以看出,微通道换热器采用流路2布置时,在A工况下,制冷剂流量只有流路1布置的99.67%时,换热器的换热量提高了1.83%,整机能力提高了2.36
8、%,能效提高了2.28%。B工况测试数据也有类似的变化规律。所以为了提高微通道换热器的换热性能,必须对流路进行优化。由于微通道换热器由换热器研发、制造厂家提供,而不是由冷水机和空调整机生产厂家自己制造,所以需要微通道换热器生产厂家和冷水机和空调整机生产厂家进行紧密合作,以开发出高性能的微通道换热器。2.3 微通道换热器与铜管换热器对比为进一步了
