每个单元控制容积中包含制冷剂 、空气和管翅 (翅片和换热管视为一体 ,统称为管翅) 3 个对象. 控 制容积的能量平衡如图 1 所示 ,由于为稳态工况 ,不 需要列质量方程 ,以下只列出能量和动量方程.
图 1 控制容积能量平衡 Fig. 1 Energy balance in a cont rol volume
效的方法之一就是采用小管径微翅强化管. 然而目 前对于 R410A 在小管径换热管换热器中的应用尚 缺少研究.
本文通过建立空调换热器分布参数仿真模型 , 对 R410A 在 7. 0 mm 强化换热管换热器中的换热 性能进行理论研究. 结合实验数据对 8 种 R410A 蒸 发 、冷 凝 换 热 系 数 公 式 进 行 了 筛 选 和 评 定 , 并 对
收稿日期 :2004211226 基金项目 :国家重点基础研究发展规划 (973) 项目 ( G200026309) ;国家技术创新项目 作者简介 :刘 建 (19702) ,男 ,辽宁大连人 ,博士生 , 主要从事换热器性能仿真研究. 丁国良 (联系人) ,男 ,教授 ,Байду номын сангаас士生导师 ,
电话 ( Tel . ) :021262932110 ; E2mail : glding @sjt u. edu. cn.
空调器传统上以 R22 为工质 ,但是 R22 对于臭 氧层有破坏作用 ,将被逐步淘汰. R410A 是目前公 认的可以替代 R22 的较好工质. 采用 R410A 为工 质后 ,必须解决如何提高空调器效率的问题 ,而换热 器性能的改进是 R410A 空调系统性能提高的重要 一环. 在对换热器各种强化方法的应用中 ,除了改变 管外翅片结构 ,增强空气湍流换热外[1] ,最经济 、有
刘 建 , 丁国良
(上海交通大学 制冷与低温工程研究所 , 上海 200030)
摘 要 : 通过建立分布参数模型 ,研究了以 R410A 为工质的空调换热器在不同运行工况下的换热 性能. 与实际 R410A 房间空调换热器性能测试结果进行对比 ,评估了 8 种 R410A 蒸发和冷凝关联 式 ,并对 R410A 在 7. 0 mm 管径强化管内的换热性能进行了研究. 结果表明 ,在相同制冷剂质流通 量条件下 ,R410A 采用 7. 0 mm 强化管后比 R22 采用 9. 52 mm 强化管的蒸发换热量和冷凝换热量 分别提高 9. 32 %～16. 32 %和 8. 05 %～15. 63 % ,而换热器盘管设计长度可减小 2 %～15. 86 %. 关键词 : R410A ; 换热器 ; 仿真 中图分类号 : TB 657. 5 文献标识码 : A
Abstract : A dist ributed parameter mo del for residential heat exchanger using R410A was developed. Eight heat t ransfer correlatio ns for evaporatio n and co ndensatio n wit h R410A were evaluated by co mparing t he calculatio n result s wit h t he experimental data , and t he suitable co rrelatio ns were reco mmended. Furt her2 more , t he simulatio n was used to quantif y t he effect of using R410A instead of R22 in air co nditio ner. It is shown t hat t he heat capacit y can be imp roved up to 9. 32 %～16. 32 % for evaporato r and 8. 05 %～15. 63 % for co ndenser , and t he coil design lengt h can be shortened up to 2 %～15. 86 % when R410A is used instead of R22. Key words : R410A ; heat exchanger ; simulatio n
第 40 卷 第 2 期 2006 年 2 月
上海交通大学学报
J OU RNAL O F SHAN GHA I J IAO TON G UN IV ERSIT Y
文章编号 :100622467 (2006) 0220262205
Vol . 40 No . 2 Feb. 2006
以 R410A 为工质的空调换热器性能仿真与实验
Simulation and Exp erimental Study on the Characteristic s of Re sidential Heat Exchanger with R410A
L I U J i an , D I N G Guo2li an g ( Inst . of Ref rigeratio n and Cryogenics Eng. , Shanghai J iaoto ng U niv. , Shanghai 200030 , China)
(1) 制冷剂侧控制方程. 能量平衡方程 :
Qr = qmr ( hr ,in - hr ,out ) =αr A i
第 2 期
刘 建 ,等 :以 R410A 为工质的空调换热器性能仿真与实验
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R410A 强化换热管换热器性能进行仿真 ,为 R410A 换热器的开发提供依据.
1 空调换热器模型与算法
1. 1 换热器模型 空调换热器为翅片管式换热器 ,为建立分布参
数模型 ,将换热器划分成若干个控制容积. 建模时假 定工况稳定 ,管内制冷剂沿管道轴向作一维流动 ,管 外空气垂直于换热管沿翅片作一维流动 ,忽略换热 管轴向的换热.