窗机用平行流冷凝器空气侧结构优化及性能模拟

摘要

平行流冷凝器是一种新型高效紧凑式换热器，目前在汽车空调系统中得到了成功应用，被认为是最有前途的换热器形式之一。近年来，被推广应用到家用空调领域，取代传统的翅片式换热器，可达到节能和降低成本的目的。本文采用数值模拟的方法对平行流冷凝器性能进行研究，在窗机运行工况下对其结构进行优化。 首先对平行流冷凝器空气侧百叶窗翅片的传热与流动性能进行数值模拟计算，分析迎面风速、空气侧百叶窗翅片主要结构参数等对空气侧传热系数和压降的影响规律，提出适合于窗机的平行流冷凝器空气侧百叶窗翅片主要结构参数合理的取值情况。研究表明：在窗机空冷式冷凝器工况下，适当减小翅片高度和翅片间距，增加百叶窗间距，可提高空气侧换热性能。在此基础上，在窗机空冷式冷凝器工况下，对窗机用平行流冷凝器结构进行优化。 最后建立平行流冷凝器稳态分布参数模型，对平行流冷凝器进行仿真模拟研究，分析制冷剂传热系数、压力等有关参数沿管长的分布特征以及结构参数对平行流冷凝器性能的影响规律。结果表明：由于制冷剂的相态变化以及平行流冷凝器的变流程结构，制冷剂传热系数、压力等沿管长出现多次突变；平行流冷凝器的流程布置及微通道数的确定等应综合考虑各因素。 本文研究成果对提高平行流冷凝器的整体性能，对开发窗机用平行流冷凝器及开发高效节能的窗式空调器具有重要的指导意义。