不同进口微通道蒸发器温度分布及换热性能

使用扁管式微通道换热器替代柜式空调管翅式蒸发器，搭建了微通道蒸发器(MCE)实验测试平台。在制冷剂充注量为900～1 400 g、热负荷为3 600～5 700 W条件下，对比分析了两种入口方式的微通道蒸发器表面温度分布以及制冷量、输入功率、EER等性能参数。红外图像和热电偶测试结果均表明，入口方式对换热器内部制冷剂分配均匀性存在较大影响，进而影响了换热器表面温度分布一致性；随着充注量的增加，两种微通道换热器制冷量、EER均呈现先增大后减小的趋势；综合考虑制冷量和输入功率，得到MCE-A和MCE-B的最佳充注量分别为1 300 g和1 200 g。     

微通道换热器结露工况下的性能实验研究

微通道换热器因其换热效率高、制冷剂充注量小等特点,被广泛应用于汽车空调,但当其作为家用空调系统蒸发器使用时会因为结露而影响换热性能。该文以微通道换热器为研究对象,针对其结露工况下的换热性能进行实验研究,讨论结露前后空气进口状态参数及迎面风速对其换热性能的影响。通过研究发现,结露对空气进出口压降有很大影响,结露前后压降增幅127%以上;结露对空气侧换热系数同样存在较大影响,换热系数降幅约14.6%。     

微通道换热器结露工况下的性能实验研究北大核心

微通道换热器因其换热效率高、制冷剂充注量小等特点,被广泛应用于汽车空调,但当其作为家用空调系统蒸发器使用时会因为结露而影响换热性能。该文以微通道换热器为研究对象,针对其结露工况下的换热性能进行实验研究,讨论结露前后空气进口状态参数及迎面风速对其换热性能的影响。通过研究发现,结露对空气进出口压降有很大影响,结露前后压降增幅127%以上;结露对空气侧换热系数同样存在较大影响,换热系数降幅约14.6%。     

过冷度对微通道蒸发器传热特性的影响

基于微通道蒸发器的强化传热,通过实验控制蒸发器入口处制冷剂的温度,分析过冷度对微通道蒸发器的壁面温度、制冷量、传热系数及压降的影响。研究表明：随着过冷度的增大,微通道蒸发器的壁面温度分布的均匀性在过冷度4.5℃后明显变差;流量分配均匀性提升;综合传热性能提高。     

结露工况下平行流蒸发器性能模拟研究

通过对百叶窗翅片平行流蒸发器空气侧换热性能进行数值模拟,分析了翅片间距、百叶窗间距和角度对空气侧流动特性、换热性能和结露过程的影响,得到了不同情况下空气侧进出口压降、换热系数及蒸发器表面凝结水量的变化规律。研究表明:百叶窗间距增加导致空气进出口压降增大,空气侧换热系数和蒸发器表面凝水量则随之呈现先增后减的趋势;翅片间距增加造成空气侧进出口压降、换热系数和蒸发器表面凝结水量逐渐减小;百叶窗角度增加使空气侧进出口压降、换热系数和蒸发器表面凝水量逐渐增大。综合考虑,当压降在可以接受的范围内时,可考虑选择较小的翅片间距、较大的百叶窗角度,百叶窗间距范围在1.4mm~1.6mm间为佳。     

微通道背板热管系统最佳充液率实验研究

为研究不同工况和工质对微通道背板热管系统最佳充液率的影响,设计系统充液率实验,通过分析充液率对换热量、背板竖向出风温度分布、蒸发器及冷凝器进出口工质温度及压力的影响,确定不同条件下的系统最佳充液率。结果表明:1)标准工况下,采用R22工质的系统最佳充液率为65%~75%,背板竖向各位置出风温度最低,蒸发器进出口工质温差达到最小;2)系统最佳充液率随着背板进风温度的上升而增大,进风温度超过40℃后,最佳充液率保持不变;3)系统最佳充液率随冷凝器进水温度的降低而增大;4)R134a系统和R22系统最佳充液率基本一致,最大换热量不同。     

相对湿度对空调中翅片管蒸发器性能的影响

基于换热器几何结构参数以及流路布置等相同的3HP商用空调,在空调工况下,研究了相对湿度对R22替代制冷剂R407C、R410A、R32以及R290在蒸发器内的流动和传热性能的影响规律。研究表明:在一定的条件下,增加环境相对湿度,这五种制冷剂对应蒸发器换热量、压降和质量流量均增加,其中R407C蒸发器换热量最大,R290和R32蒸发器压降和制冷剂质量流量均小于R22蒸发器。在低湿度环境下(约20—30%相对湿度),显热换热占主导因素。随着相对湿度的增加,显然换热减少,潜热换热增强且起主导因素。在满足换热量的要求下,R290在协调压降与质量流量具有一定的优势且满足现行工质替代理念,可以作为现有商用空调的环保型替代工质。     

低温工况下结霜对翅片管蒸发器性能影响的实验研究

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。文中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     

微通道蒸发器扁管内制冷剂流动特性模拟分析

采用微通道蒸发器二维模型,研究不同R134a入口雷诺数下,其在蒸发器内的流动及流量分配特性。模拟与实验结果最大误差小于23.8%,验证了模型的可靠性。结果表明,随着雷诺数的增大,蒸发器底部扁管入口速度近似线性增加,扁管低压区从蒸发器中间扁管逐渐上移,压降不断增加,降幅最高可达71%。     

基于纳米磁流体微通道内流动换热性能研究

为探究磁场强度和肋片高度对微通道内Fe₃O₄-H₂O纳米磁流体流动换热性能的影响,采用数值模拟的方法,以开放式间断微通道热沉为研究对象,在雷诺数为200到500之间展开数值模拟研究,模拟微通道内流体工质流动换热过程。结果表明：进出口压降随雷诺数的增大而增大,且随着磁场强度的增大,压降的增大趋势愈显著;微通道的换热性能随着磁场强度的增大,呈现出先增大后减小的趋势;通过增加肋片高度,可以有效的提高热沉的传热性能。研究发现,开放型微通道综合换热性能优于封闭型,在所研究的参数范围内,微通道肋片高度达到0.9 mm时,综合换热性能和均温性最佳。     

以CO_2为制冷剂的微通道换热器热管空调性能试验研究

文中设计了一套蒸发器和冷凝器均采用微通道换热器的分离式热管空调系统,以CO_2为制冷剂,研究了充液率以及室内外温差对系统换热量和能效比的影响。试验结果表明:CO_2的最佳充液率为150%。在最佳充液率下,当室内外温差为6℃、8℃、10℃、12℃、14℃和16℃时,空调系统制冷量分别为1298W、1928W、2718W、3233W、3925W和4543W;能效比分别为4.3,6.3,8.9,10.6,12.9和14.9。可见在充液率一定的情况下,随着室内外温差的增大,换热量和能效比也在逐步增大。     

换热器低温结霜工况性能实验研究

利用搭建的换热器低温结霜工况性能实验台,测试了在不同的入口空气温度、湿度、流速等环境参数下,翅片管蒸发器低温结霜工况的结霜量、制冷量、进出口空气侧压降和能量传递系数的变化以及结霜量、制冷量、空气侧压降和能量传递系数等随霜层增长的变化规律,分析了环境参数对翅片管蒸发器性能的影响,为低温条件下换热器动态结霜性能研究提供了更多的实验参考和计算依据。     

微通道换热器大温差条件下流动换热研究

随着高效预冷器在航天航空领域发挥越来越重要的作用,紧凑高效换热器的研究成为了人们关注的热点。本文基于紧凑微通道换热器的几何特征,针对矩形截面平行流道换热器内超临界压力低温流体(氢和氦)在大温差条件下的流动换热现象进行数值模拟研究。通道截面边长小于1 mm,热流体氦和冷流体氢的进出口温差均大于600 K。通道内流体换热系数在顺流和逆流条件下有不同的变化趋势,并出现峰值。换热量随着通道宽度的增大而增大,流动压降随着通道宽度的增大而减小。冷热流体逆流时换热量大,压降较小,但对换热器材料要求较高。     

微通道换热器大温差条件下流动换热研究

随着高效预冷器在航天航空领域发挥越来越重要的作用,紧凑高效换热器的研究成为了人们关注的热点。本文基于紧凑微通道换热器的几何特征,针对矩形截面平行流道换热器内超临界压力低温流体(氢和氦)在大温差条件下的流动换热现象进行数值模拟研究。通道截面边长小于1 mm,热流体氦和冷流体氢的进出口温差均大于600 K。通道内流体换热系数在顺流和逆流条件下有不同的变化趋势,并出现峰值。换热量随着通道宽度的增大而增大,流动压降随着通道宽度的增大而减小。冷热流体逆流时换热量大,压降较小,但对换热器材料要求较高。     

工质对平板型LHP运行特性影响的实验研究

本文研制了一套以不锈钢丝网为毛细芯的平板式蒸发器、风冷管翅式冷凝器的环路热管,并着重研究其以甲醇和丙酮为工质时运行特性的差异。实验结果表明,小型平板式LHP具有良好的启动特性和适应变热负荷能力,在相同的工况条件下,以丙酮为工质的LHP温度波动较小,系统启动较快且蒸发器壁面温度较低,但其极限热负荷能力低于甲醇。     

泵辅助毛细相变回路的性能研究

为解决环路热管运行温度波动和传输距离有限的问题,设计一套泵辅助毛细相变回路。实验测试表明,在设计传输距离为2 m,测试热负荷10~140 W,对应热流密度1~13.8 W/cm~2时,系统运行平稳,未出现温度波动。根据蒸发器出口蒸气是否过热,将系统运行特性曲线划分为两个区间,在蒸气过热段,加热面温升较快。蒸发器受热面等温性较好,在实验热负荷范围,加热面测点间最大温差小于1.5℃。随热负荷的增大,蒸发器热阻呈先减小后增大的变化趋势。     

采用微通道换热器的分离式热管空调性能的试验研究

设计了基于微通道换热器的分离式热管空调系统,针对充液率、室内外温差以及冷凝器布置方式对空调性能的影响进行了试验研究。结果表明:高充液率和低充液率均会使分离式热管空调换热性能降低,系统最佳充液率为110%左右;室内外温差对分离式热管空调性能的影响显著,传热量随着温差的增大而增大,分离式热管空调传热量在20℃温差时比8℃温差时增加了348%;微通道冷凝器垂直布置时比平行布置时空调系统的充注量小,制冷量大。     

微型制冷系统性能试验研究

利用东元电机研制的微型压缩机和自发研制的螺旋管式蒸发器搭建了微型制冷系统性能测试试验台,进行了不同工况下微型制冷系统的性能测试.同时分析了环境温度,冷冻水温度、冷冻水质量流量对制冷系统性能的影响规律,得出了系统运行的最佳制冷剂充注量和最佳运行工况.     

不同管径再循环蒸发器的理论计算与实验研究

建立均相流模型,对不同管径重力再循环蒸发器进行理论分析,并搭建重力再循环制冷系统试验台,在不同工况下进行对比。以R404A为例,在保温体内空气温度从0℃下降到-25℃情况下,16mm管径蒸发器传热系数从31.4W/m~2·K减少到27.9W/m~2·K,12mm管径蒸发器传热系数从27.2W/m~2·K减少到17.7W/m~2·K;16mm管径蒸发器制冷量从3.11k W升高到4.33k W,12mm管径蒸发器制冷量从2.01k W升高到4.62k W,两者的偏差从33.6%降低到-6.7%,库内温度越低,两者制冷量差距越大。对比结果表明,在低温工况下16mm管径的蒸发器相比12mm管径的蒸发器更适合重力再循环蒸发器。     

不同管径再循环蒸发器的理论计算与实验研究北大核心

建立均相流模型,对不同管径重力再循环蒸发器进行理论分析,并搭建重力再循环制冷系统试验台,在不同工况下进行对比。以R404A为例,在保温体内空气温度从0℃下降到-25℃情况下,16mm管径蒸发器传热系数从31.4W/m^2·K减少到27.9W/m^2·K,12mm管径蒸发器传热系数从27.2W/m^2·K减少到17.7W/m^2·K;16mm管径蒸发器制冷量从3.11k W升高到4.33k W,12mm管径蒸发器制冷量从2.01k W升高到4.62k W,两者的偏差从33.6%降低到-6.7%,库内温度越低,两者制冷量差距越大。对比结果表明,在低温工况下16mm管径的蒸发器相比12mm管径的蒸发器更适合重力再循环蒸发器。