空调器用风冷冷凝器换热能力实验研究

空调器用风冷冷凝器换热能力实验研究 西安交通大学 空调器用风冷冷凝器换热能力实验研究 实验测定了几种不同铜管、肋片组合的冷凝 器在不同的风量和风机转速下的换热量 , 发现采用内螺纹铜管和迎风侧平片、背风 侧冲缝片的冷凝器具有最优的换热性能。 分析了多流路冷凝器中不同流路之间的制 冷剂分配不均匀性和再热现象 实验系统示意图 冷凝器换热量与风量的关系 结论 对于几种空调用冷凝器进行了换热能力的实验研 究 ,分析了其在不同风量和不同风机转速下的换 热能力差异 ,分析了不同肋片、铜管组合时换热 能力的不同。研究发现 ,在实验的 5 种冷凝器中 , 采用内螺纹铜管和迎风侧平片、背风侧冲缝片 的冷凝器具有最佳的换热性能。同时对于多流 路间的制冷剂分配不均匀及复热现象进行了分 析 ,为设计和选用空调用换热器提供了参考。 制冷剂流路对冷凝器 换热特性的影响 美的集团空调技术中心：张智 金培耕 涂旺荣 程 志明 梅新兴 西安交通大学：刘志刚 制冷剂流路的设计应当遵循以下几点： !对于多路流动而言，不同流路间制冷剂 分配应均匀； 制冷剂和外界空气应进行逆流换热； 避免出现复热和回液。 制冷剂流路对冷凝器 换热特性的影响 美的集团空调技术中心：张智 金培耕 涂旺荣 程 志明 梅新兴 西安交通大学：刘志刚 空调用空气换热器翅片形式的 选择 樊越胜 2004年全国暖通空调制冷年会论文 集 （ a）平板矩形百叶窗；（ b）波纹板弧形百叶窗；（ c）小翼带矩形百叶窗型；（ d）横向皱纹板 ；（ e） 点状皱纹板；（ f）三角形波纹板 （ a） （ b） （ c） （ d） （ e） （ f） 不同翅片形式的换热器，其空气侧换热系数及阻力特性均有所差异。大量的实验发现：在获得好的 热交换特性的同时，不可避免地造成了摩阻的增加。在给定的热交换器尺寸和风机运行曲线下，压 力损失的提高必然造成空气流速的降低，并进而使空气与翅片壁面之间的传热温差降低。其次，空 调工程中所使用的大部分换热器都是干、湿工况交替运行的，而不同翅片换热器在湿工况下的换热 及阻力特性与干工况下相比，有很大差异。因此， 如何正确选用翅片形式，对热交换器实际工作特 性的 影响 不容忽视，最好的是在换热与阻力损失之间找到一种折衷的方案 ; 干工况下各种翅片换热器的性能对比 实验条件： 翅距 2mm，翅厚 0.11mm，管间距 25mm，排间距 21.65mm的 各种翅片（见表 1）进行了对比试验，试验时的迎面风速为 1m/s到 3m/s 翅片代号 翅片形式 开缝或皱纹宽度（ mm） P N C L1 L2 W X1 X2 X3 平板型 波纹板型 横向皱纹板型 平板矩形百叶窗 平板矩形百叶窗 平板小翼型带矩形百叶窗 波纹板弧形百叶窗 波纹板弧形百叶窗 波纹板弧形百叶窗 0.80 0.54 0.75 1.60+0.70 1.00 0.75 0.65 表征空气侧换热强弱的 Colburn j 因子和摩阻因子 f 与 Re数 的关系 j与雷诺数的关系 f与雷诺数的关系 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 各种翅片在迎面风速 Vy 2.5m/s时的性能参数对比 湿工况下翅片换热器的性能变化 在 2.5m/s的迎面风速下， 湿工况和干工况下的压降比 ，百叶翅片的为 2.4，而波纹翅片的仅为 1.42。另据报道，根据翅片形式和湿负荷的不同，湿 工况下的压降为干工况下的 1.5 2.0倍。然而，对不同的翅片形式，湿工况下 的热交换系数比干工况下低 10 30。总之，盘管表面的凝结液膜的产生将 严重影响空气的换热特性和摩擦特性。 在湿工况的条件下，换热特性对翅片间距和管排数的变化不太敏感，结果与干工 况下的特性十分接近。然而与换热特性不同的是，翅片间距的变化对摩擦特性有 显著的影响，对于翅距 =1.2的换热器比翅距 =2.5的换热器摩擦因子大 30% 50%；另外，管排间距越大，越有利于凝结水的排放，从而使换热器的压 降损失降低。 结论 热交换系数大的翅片能够在相同容积和造价下提高热交换器的热交换能力，但是阻力的 增加在固定的风机运行曲线下会降低空气的流量。空气流量的降低有两方面的的不利因素：第 一降低的空气流速会降低热交换系数；第二在表冷器中空气温度的提高，使相同起始温差下的 LMTD降低。因此，设计人员应充分了解所选换热器的翅片形式，并根据使用场合不同区别对 待。 在干工况下，尽量采用换热系数大的翅片形式，如开缝翅片，其中弧形百叶窗翅片形式换热 特性更为突出；但由于开缝翅片的阻力较大，因此，在需要相同换热量时，尽量选用迎风面积 较大的，而不是排数较大的，以充分利用增强型翅片的优点，而不增加它的风机功率； 在湿工况下，开缝翅片的阻力增加较多，系统风量会减少，此时，可考虑采用波纹形翅片换 热器，且翅片间距不宜太小； 当翅片换热器需要在干、湿工况下交替运行时，可在翅片表面添加亲水性镀膜，它对换热性 能影响极小，但可极大地降低湿工况下空气流动阻力，对百叶翅片的效果更佳。在此情况下， 可尽量采用百叶型翅片。 尽量选用小管径的翅片换热器，其换热特性和阻力特性较大管径的均有所改善。 新风机组和风机盘管换热器采用不同的翅片形式，如可用新风负担室内全部湿负荷，换热器 采用波纹片的；而风机盘管采用开缝翅片，完全在干工况下工作。