制冷压缩冷凝机组中微通道换热器的研究

摘要

微通道冷凝器是制冷领域一直以来追求低成本、高能效的产物，是一种微小尺寸的紧凑式换热器，由圆形集流管、多孔扁管、波纹形百叶窗翅片构成，具有换热系数高、制冷剂充注量少、紧凑高效、耐腐蚀、环保降噪等特点。微通道冷凝器已经广泛运用到了汽车空调中，在建筑用空调中的推广也是必然的趋势。本文对压缩冷凝一体机中的微通道冷凝器进行了研究，并在家用空调运行工况下对其进行了结构优化。
　　论文基于选定微通道冷凝器的尺寸参数对冷凝器制冷剂侧和空气侧的有效传热面积等结构参数进行计算，采用分布参数法和效能-传热单元法（ε-NTU法）建立微通道冷凝器的仿真计算模型，对制冷剂侧和空气侧的流动和换热进行模拟分析，得到了微通道冷凝器换热系数、换热量、制冷剂侧压降和压力等参数沿冷凝器长度方向的变化规律，并对结果进行了分析研究。
　　论文还通过实验测算了仿真中模拟的稳定工况下微通道冷凝器的散热量，并在几种不同冷凝器进风干球温度下测算冷凝器散热量、计算机组能效比，将实验值与仿真值进行对比，结果证明具有较好的一致性，验证了仿真模型的准确性和可用性。
　　利用仿真模型分析了制冷剂侧的结构参数（扁管流程、扁管孔数、扁管水力直径）和三种不同迎面风速下空气侧的主要结构参数对微通道冷凝器流动和换热性能的影响，并对其进行优化，给出建议的结构参数。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 微通道换热器研究现状

1．3 制冷系统压缩冷凝机组研究现状

1．4 本文主要研究内容

2 微通道换热器数值模拟

2．1 微通道换热器结构尺寸及几何参数

2．1．1 制冷剂侧微细通道结构

2．1．2 空气侧百叶窗翅片结构

2．2 物理模型

2．3 数学模型

2．3．1 制冷剂侧传热与压降

2．3．2 空气侧传热与压降

2．3．3 冷凝器换热量

2．4 EES仿真计算

2．5 模拟结果与分析

2．6 本章小结

3 微通道冷凝换热实验研究

3．1 实验目的及原理

3．1．1 实验目的

3．1．2 实验原理

3．2 实验系统与被试机组介绍

3．2．1 实验系统介绍

3．2．2 被试机组介绍

3．3 实验内容

3．3．1 实验操作步骤

3．3．2 实验注意事项

3．4 实验结果及分析

3．5 实验误差分析

3．6 本章小结

4 微通道换热器结构优化

4．1 结构因素对制冷剂侧换热与压降的影响

4．1．1 流程布置

4．1．2 扁管水力直径

4．1．3 扁管孔数

4．2 结构因素对空气侧换热与压降的影响

4．2．1 扁管(翅片)宽度

4．2．2 翅片高度

4．2．3 翅片间距

4．2．4 百叶窗间距

4．2．5 百叶窗角度

4．3 本章小结

5 总结和展望

5．1 总结

5．2 不足和展望

致谢

参考文献

附录