基于室外温度影响的空调用热管换热器的优化设计分析
制冷系统中的换热器优化设计研究
制冷系统中的换热器优化设计研究引言随着科学技术的不断发展，制冷系统在人们的生活和工业生产中扮演着重要的角色。
然而，制冷系统的能源消耗和环境污染成为了当前亟待解决的问题。
换热器作为制冷系统中的核心组件，其设计优化对于提高能源利用效率和减少环境影响至关重要。
本文将针对制冷系统中的换热器优化设计展开探讨。
换热器的基本原理和作用换热器是将两种流体进行热交换的设备，通过将高温流体的热量传递给低温流体，实现能量的传递和转换。
在制冷系统中，换热器主要用于吸收热的蒸发器和释放热的冷凝器，起到热量交换的关键作用。
换热器的优化设计方法1. 热力学设计方法热力学设计方法是一种通过热力学分析来确定换热器的最佳工作参数的方法。
其关键在于确定合适的换热面积和流体流速，以最大化热传递效率。
通过数值模拟和实验验证，可以优化设计结果。
2. 流体动力学设计方法流体动力学设计方法是一种通过流体动力学分析来确定换热器几何形状和流体通道的方法。
通过优化流体通道的形状和尺寸，可以改善流体的传热和流动性能，从而提高换热器的效率。
3. 材料选择和表面处理选择适合的材料和进行表面处理是换热器优化设计的重要环节。
材料的导热性能和耐腐蚀性能对换热器的性能具有重要影响。
同时，采用表面处理技术可以增加热传递表面的热交换系数，从而提高传热效率。
换热器优化设计的挑战和解决方案1. 热负荷不匹配的问题制冷系统中，蒸发器和冷凝器的热负荷往往存在不匹配的情况。
这导致换热器在运行过程中可能出现部分区域温度过高或过低的问题。
解决这一问题的方法是通过设计多级换热器或采用调节装置来实现热负荷的平衡。
2. 换热介质的选择问题换热介质的选择对于换热器性能的影响非常大。
目前，常用的换热介质包括水、空气和制冷剂等。
根据工况条件和性能要求，选择合适的换热介质是优化设计的关键。
3. 温度和压力的变化问题制冷系统中，温度和压力的变化会对换热器的性能产生不利影响。
为了解决这一问题，可以采用层流设计来减小温度和压力的波动，或者增加管道的直径和壁厚来提高抗压能力。
空调系统热管换热器的优化设计
０ 前言
空调 是能 耗大 户 ， 为一 种高 效换 热器 ， 作 热管 换
热器在空调中的应用研 究近年来不断上升。应用于空
１ 优化设计 的数 学模型
１ 优化变量的选取 ． １
①独立变量 的选取
调 系统 热管 换热 器的设 计要 求较 普通 热管换 热器 而
言更为复杂。普通热管换热器 的进排风参数在一定工
ｍｏ ｅ ｅ ｔｅ ｃ ａ ｇ ｒａ ｐｌ ｄ ｉ ｉ－ｏ ｉｉｎ ｎ ｙ ｔｍ ｓ ｅ ｔｂ ｉｈ ｄ ｉ ｈ ｓｐ ｅ ． ｅ ｒ ｌｔｏ ｓａ ｎ ｅ ｉ ｄ ｌｏｆｈ ａ ｘ ｈ ｎ ｅ ｐ ｉ ｎ ａ ｒｃ ｎｄｔ ｉ ｇ ｓ ｓｅ ｗａ ｓａ ｌ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｒ Ｔｈ ｅａｉ ｎ ｍｏ ｇ ｄ ｓｇ ｅ ｏ ｓ ｎ ｖ ｒａ ｅ ｎ ｈ ｎ ｕ ｎｃ ｆｅ ｃ ｅ ｉ ａ ｉｂ ｅｏ ｅ ｔｔａ ｓｅ ｎｄｐ ｅ ｓ ｒ ｒ ｐ ｏｆｔ ｕ ｄ ｗｅｅ ａ ａｙ ｅ ．Ｔｈ ａ ｂｌｓａ ｄ ｔ ｅ ｉ ｆ ｅ ｅ ｏ ａ ｈ ｄ ｓｇ ｖ ｒａ ｌ ｎ ｈ ａ ｒ ｎ ｆｒａ ｒ ｓ ｕ ｅ ｄ ｏ ｆ ｉ ｒ ｎ ｌｚ ｄ ｉ ｌ ｎ ｈｅ ｌ ｅ ｍｏ ｅ ｓｓ ｌｅ ｙ ｕ ｉ ｇｔ ｅ ｅ ｈ ｕ ｔ ｎ ｍｅｈ ｄ ａ ｄ Ｓ ｄｌ ｗａ ｏｖ ｄ ｂ ｓｎ ｘ ａ ｓｉ ｔ ｏ ｎ ＵＭ Ｔ ｔ ｏ ． ｅｄ ｓｇ ｔｏ ｓｗｅ ｅｉ ｒ ｖ ｄ ａ ｄ ｔｅ ｃ ｓ ｈ ｏ ｍｅ ｄ Ｔ ｅ ｉ ｍｅｈ ｄ ｒ ｍｐ ｏ ｅ ｎ ｏ ｔ ｈ ｈ ｎ ｈ ｏ ｔ ｅｅ ｕ ｐ ｎ ｓｄ ｃ ｅ ｓ ｄ ｆ ｈ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ｗａ ｅ ｒ ａ ｅ ． Ｋｅ ｗ ｏｒ ： ｉ－ ｏ ｄ ｔ ｎｎｇｓ ｓｅ ｈ ａ ｉｅ ｈ ａ ｘ ｈ ｇ ｒ ｏ ｔ ｚ ｔｏ ｅ ｉ ｙ ｄｓ ａｒｃ ｎ ｉ ｏ ｉ ｉ ｙ ｔｍ， ｅ ｔｐｐ ， ｅ ｔ ｃ ａ ｅ ， ｐ ｉ ａｉｎ ｄ ｓｇ ｅ ｎ ｍｉ ｎ
热管器的优化设计及性能分析
热管器的优化设计及性能分析热管是一种传热元件，它在工业生产和科技研究中具有广泛的应用。
热管器是一种以热管为基础构建而成的传热设备，其作用是将热能从一处转移至另一处。
热管涉及到流体力学、热力学、传热学等多个学科领域，因此热管器的优化设计及性能分析是一个复杂而又迫切的问题。
一、热管器的原理及分类热管是一种薄壁管，内部被充入少量的工质，在重力作用下发生蒸发和凝结，工质在内外壁之间循环流动，从而传递热量。
热管器是将热管集成在一起的结构，有直型、L型、U型等多种形式。
热管器可以分为两类：直接传热式和间接传热式。
直接传热式热管器是热源直接用于蒸发端，形成工质的气态，然后工质通过热管与另一侧的冷源接触，被冷却后凝结成液态；间接传热式热管器则通过热交换器完成传热。
二、热管器的优化设计热管器的优化设计可从以下几个方面进行考虑。
1.热管器的结构优化随着热管器的应用领域越来越广泛，传热效率成为了热管器设计中重要的指标之一。
在热力学中，传热系数与热传递的表面积是成正比关系的，因此热管器的结构设计需要在最小化传热面积的同时，保证热传递效率的最大化，以实现结构紧凑、散热效果好的目标。
2.热管的性能改善目前热管器的主要性能指标是其传热能力和耐用程度。
在实际应用中，为更好地发挥热管器的效益，需要在性能改善方面进一步优化，如实现对工质的快速冷却、提高热传递效率等。
3.热管工艺制造在热管制造方面的工艺技术也是热管器优化设计中值得关注的一个方面。
热管器的制造工艺直接影响着热管器的的性能和使用寿命，不论是采用老旧的传统制造方式还是利用新技术推进制造，都需要在制造工艺方面进一步改进。
三、热管器性能分析热管器的性能分析是热管技术发展过程中的一个重要环节，对热管器的性能和使用效果进行科学分析，可为热管器的进一步改良设计提供重要的依据。
1.热管器传热性能分析在热管器的使用中，传热效率是评判热管器传热性能的重要指标之一。
热管器的传热系数可以通过实验方法测定，也可以通过理论分析来求解。
影响热管换热的因素研究及优化设计
ｅ ｃｅ ｔｋ ａ ｄ ｈ ａ ａａ ｃ ｒｏ ａ ｌ ｅ ｏ ｔｉ ｅ ｔ ｉ ｅ ｅ ｔｌｖ ｌ ｂ ｓ ｇ ｔｅ ｏ ｈ ｇ ｎ ｘ ｅ ｍｅ ｔ ｉ ｆ ｉ ｎ ｅ ｔｂ ｎ ｅ ｅｒ ｒ ８ ｃ ｒ ｂ ｂａ ｎ ｄ ａ ｆ ｒ ｎ ｅ ｅｓ ｙ ｕ ｉ ￣ ｏ ｏ ａ ｅ ｐ ｒ ｎ ｎ ｌ ｄ ｎ ｈ ｌ ｉ ｍｅ ｏ ｏ ｃ ａ ｇ ｈ ｅ ｅ ｆ ｅ ｐ ｒ ｎ ａ ａ ｔ ｒ． Ｔ ｅ ｒ ｎ ｅ ａ ａｙ ｉ ｏ ａ ｉｕ ａ ｔｒ ｆ ｃ ｎ ｅ ｔ ｈ ｔ ｄ ｔ ｈ ｎ ｅ ｔ ｅ ｌｖ ｌ ｏ ｘ ｅ ｍｅ ｔ ｆ ｃｏ ｓ ｈ ａ ｇ ｌ ｓｓ ｆ ｖ ｒ ｓ ｆｃｏ ｓ ａ ｅ ｔ ｇ ｈ ａ ｉ ｌ ｎ ｏ ｉ
２ １ ４月 第 １ ００年 ３卷 第 ４期
２１ ０ ０，Ｖｏ ，１ ｌ ３，Ｎｏ ４ ．
贵州电力技术
ＧＵ ＺＨＯＵ Ｉ ＥＬＥＣＴＲＩ Ｐ Ｃ ＯＷ ＥＲ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
专题 研讨
Ｓ ｃ￣ Ｒｅ ｔｓ ｐｅ ｉ ｐｏ
文章编 号 ：０ ８— ８ Ｘ（ ０ ０ ０ ０ ８ ０ １ ０ ０ ３ ２ １ ）４— ０ １— ３
Ｚ ａ ｇ Ｙ ｕｏ ｇ Ｗ ａ ｇＪａ ｇ ｈ ｎ ｏ ｒｎ ， ｎ ｉｎ
（ ｏ ｅｅｏ ｌ ｔｃｌ ｎｉｅｒ ｇ Ｇ ｉ ｏ ｎｖｒ ｔ， ｕｙｎ ５ ０ ３ Ｇ ｉ ｏ ， ｈｎ ） Ｃ Ｈ ｇ ｆ ｅ ｒ ａ ｇ ｅｉ ， ｕｚ ｕ Ｕ ｉｅ ｉ Ｇ ｉ ｇ５ ０ ０ ｕｚ ｕ Ｃ ｉａ Ｅ ｃｉ Ｅ ｎ ｎ ｈ ｓｙ ａ ｈ
中图分 类号 ：Ｋ ２ Ｔ ２
文 献标 识码 ： Ｂ
影 响 热 管换 热 的 因素研 究及 优 化 设 计
张友荣 ， 王 江
空调排风能量回收用热管换热器的优化设计
近年来 ， 国 的能 源形 势 日趋 严 峻 ， 我 建筑 用 能 已超过全 国能 源消 费总 量 的 １ ４ 并将 随着人 民生 ／， 活水 平 的提 高逐 步 增加 到 １ ３以上 … 。在 建 筑 能 ／
耗中， 大约 ５ ％ ～６ ％消耗 于 空 调 制 冷 与采 暖 系 ０ ０
Ｏｐ ｉ ｕ ｅ ｉ ｎ ｆ ｒ ｈ ａ ｉ ａ ｘ ｈａ ｅ ｎ ｔｍ ｍ ｄ ｓｇ ｏ ｅ ｔｐ ｐｅ ｈｅ ｔ ｅ ｃ ｎｇ ｒ ｉ
ａ ｒ ｃ ｎｄ ｔｏ ｎ ｅ ｔｌ ｔｅ
Ｃ ｅ ｉ Ｃａ ｉｃ ｎ ｈ ｎＪｅ ｏＪａｏ ｇ
统 。因此 ， 建筑节 能对 可持 续发 展战 略 目标 的意 义
越来 越重要 。在 空调 系统 中设 置能量 回收 系统 ， 将 排风 带走 的能量 尽可 能地转 移 给新风 ， 以减 少新 风
统 的整体 优化设 计 及改善 系统 的节 能效 果 。
１ 室外 温度 的频率 分布
负荷 ， 利用 废 热 （ ） 节 约 能源 的有 效措 施 。热 是 冷 、 管 换热 器不 仅具有 传热 量大 、 温差 小 、 重量轻 、 体积 小 、 响应迅 速等特 点 ， 热 而且 还具有 安装 方便 、 维修 简单、 用寿命长 、 使 阻力 损 失 小 、 排 风 道 便 于 分 进
维普资讯
第 ７卷
第 ３期
制 冷 与 空 调
ＲＥＦ ＧＥ ＲＩ ＲＡＴＩ ＯＮ ＡＮＤ Ｒ —Ｃ ＡＩ ＯＮＤＩ ＯＮＩ ＴＩ ＮＧ
２ ０ ０ ７ 年 ６ 月
空调 排 风 能 量 回收 用 热 管 换 热 器 的 优 化 设 计
陈 洁 曹 家枞
热管的传热性能研究与优化设计
热管的传热性能研究与优化设计热管是一种具有高效传热特性的热传导装置，其应用领域涵盖了空调、电子设备散热、航空航天等多个领域。
研究和优化热管的传热性能对于提高设备的散热效果，提高能源利用率具有重要意义。
在热管的传热性能研究方面，首先需要了解热管的工作原理。
热管通过液相工质循环实现传热，其关键是靠工质在内部形成的蒸汽和冷凝的相变过程来进行传热。
热量在蒸汽和液相之间传递，通过循环的方式将热量从热源传递到冷却源。
然而，要优化热管的传热性能，需要考虑多个因素。
首先是热管的结构设计。
研究表明，热管的长度、直径、壁厚等几何参数对其传热性能有着显著影响。
合理地选择这些参数，可以提高热管的传热效率。
例如，增加热管的长度可以增加其传热面积，提高传热效果。
减小热管的直径可以增加液相和蒸汽之间的接触面积，提高传热速率。
其次，热管中的工质选择也是影响传热性能的重要因素。
最常用的工质是水和铜粉水，它们能够在较低的温度下进行相变，实现高效传热。
同时，还可以选择其他适合特定条件下的工作要求的工质，以实现更高效的传热。
例如，在高温环境下，可以选择适合高温工作的工质来提高传热效果。
此外，热管的制造工艺也对传热性能有着直接影响。
热管的内部包含有微小的毛细结构，用于增加其表面积，提高传热速率。
制造工艺的优化可以改善毛细结构的质量，从而提高传热性能。
例如，采用先进的制造技术，如激光微加工和电解加工，可以获得更加均匀和高效的毛细结构。
在优化热管的传热性能时，还需考虑热管与外界环境的热阻。
热管的性能不仅取决于其内部的传热效果，还受到外界环境的影响。
因此，在设计和应用过程中，需要为热管提供合适的散热环境，以减小热阻，提高传热性能。
例如，在电子设备散热领域，可以采用散热片等辅助措施来增强散热效果。
此外，热管的管壁材料和内部工质的配比也对传热性能产生影响。
研究发现，选择合适的管壁材料可以提高热管的传热效率。
同时，通过调节工质的配比，可以实现更高效的传热。
空调排风能量回收用热管换热器的优化设计
翅片厚度的选择主要从机械强度 、 制造工艺以 及腐蚀和侵蚀裕量等方面进行考虑 ,而翅片高度的 选择 ,应尽可能与翅片厚度相匹配 [ 4 ] 。 5) 翅片间距 sf : ( 16) sf > sfmin 翅片最小间距必须大于相邻两翅片表面间流 体的流动边界层厚度之和 , 此外还应考虑积灰 、 预 期的翅片结构及工艺要求 。 6) 迎面流速 w n :
1 000
・c1
( 7)
其中 :
h Nd = h Δ Ph d ・V d ; η 3 600 ・ p
( 8)
Nd =
h
c Δ Pc d ・V d η 3 600 ・ p
( 9)
h[3 ] 式中 : N d 为冬季热流体侧消耗功率 ( W) ; N c d 为
的制约 。 4) 翅片厚度 δ f 和翅片高度 lf : δ fmin < δ f <δ fmax
t > 12
表1 供暖期 ( 12 月 、 1 月、 2 月) 室外空气温度频率分布
- 2< t≤ 0 89 - 0. 73 0< t≤ 2 93 1. 23 2< t≤ 4 222 3. 07 15 - 3. 01 101 14. 16
表2 供冷期 ( 6～9 月) 室外空气温度频率分布
室外温度 t / ℃ 小时数/ h 平均气温/ ℃
2 目标函数的建立
M1 = (
Qd Qx ) ・c1 / W + CO Pd CO Px
( 4)
式中 : c1 为电费比价 ( 元/ 千瓦时) ; CO Pd 为制冷机 冬季平均制冷系数 ; CO Px 为制冷机夏季平均制冷 系数 。
传热管道的优化设计与热性能分析
传热管道的优化设计与热性能分析在工业生产和生活中，传热过程是不可或缺的一环。
传热管道作为热能传递的主要通道之一，其设计与性能直接影响着传热效果和能源利用效率。
本文将针对传热管道的优化设计和热性能进行分析与探讨。
一、传热管道的设计原则在传热管道的设计过程中，应遵循以下原则：热能传递效果最大化、能量损失最小化、结构简化和制造成本最小化。
首先，热能传递效果的最大化是传热管道设计的核心目标。
为了实现这一目标，可采取措施包括增加传热面积、提高传热介质的流速和增加传热时间等。
其次，能量损失的最小化是传热管道设计的关键因素之一。
传热过程中会伴随着能量损失，如传热介质的泄漏、传热中的摩擦损失等。
优化管道的结构和材料可减少这些能量损失。
另外，结构简化和制造成本最小化是传热管道设计考虑的重要因素。
通过合理选择管道的结构和材料，可以降低制造成本，并便于操作和维护。
二、传热管道的优化设计在传热管道的优化设计中，可以从以下几个方面进行改进。
首先，增加管道的传热面积。
传热面积越大，传热效果越好。
可以通过增加管道的长宽或者采用带翅片的管道进行优化设计。
其次，改进传热介质的流动方式。
传热介质的流速对传热效果有着重要影响。
在设计过程中可以考虑采用多通道管道或者增加层数，来提高流速和传热效果。
另外，合理选择传热管道的结构和材料。
传热管道的材料应具备良好的导热性和耐腐蚀性，同时要考虑管道的结构和材料的制造成本。
三、传热管道的热性能分析传热管道的热性能分析主要包括传热效果和能源利用效率两个方面。
首先，传热效果的分析。
传热效果可以通过传热系数和传热损失来评价。
传热系数越大，说明传热效果越好；传热损失越小，说明能量损失越小。
通过实验和计算方法，可以得出传热系数和传热损失的数值，并对其进行分析和评估。
其次，能源利用效率的分析。
能源利用效率是评价传热管道性能的重要指标之一。
能源利用效率高，说明传热管道可以更好地利用热能，减少能量浪费。
通过理论计算和实验验证，可以得出传热管道的能源利用效率，并对其进行分析和改进。
热管技术在通风空调节能中的应用分析
热管技术在通风空调节能中的应用分析作者：吕蒙来源：《砖瓦世界·下半月》2019年第12期摘要：目前，在建筑空调通风节能之中运用热管换热技术十分宽泛，然而现今大多都是针对具体的案例来实施分析研究，各个设计与运行条件之下而得到的结果不一，存在差异性。
鉴于此，本文主要分析热管技术在通风空调节能中的应用。
关键词：热管技术;通风空调节能;应用所谓“热管原理技术”是国外的行业专家发明出的一种“热管”传热元器件，被称为“热管”。
在空调的制冷系统中，冷凝器通过做功换热，将高温高压的气态制冷剂与外界的空气做热交换，将其变为低温的液态形式，如果任由这部分热量通过冷凝器排放至冷却介质即自然环境中，会对室外环境造成热污染，加重温室效应。
这部分热量也会增加空调冷凝器的热负荷，如果将这部分热量回收起来，可以有效减少环境热污染，也可以减轻空调热负荷，将会带来非常大的环保效益。
若将这部分热量进行再利用，如作为生活用水的热源，还能节约部分用于加热生活用水的能源，带来较为可观的经济效益。
一、热管技术原理20世纪60年代的美国，LosAlamos国家实验室的工作人员发明了一种导热元件，这就是热管技术的基础模型。
在早期的技术应用中，热管技术被应用在航天与军工领域中，随着市场化的发展，热管技术逐渐进入了散热器制造的商业领域，并取得了较大的突破。
而在步入信息化时代后，由于电子设备对散热的刚性需求，使热管技术逐渐进入了电脑PC机、手机、游戏机等设备的散热组件中，从而使热管技术表现出了技术应用上的开放性。
技术原理方面，热管技术将热传导理论作为基础，在制冷介质的下，展现出了高速率的热传导特性，通过热管将热量迅速的转移到了热源外部，已高过任何已知金属材料的导热水平，表现出卓越的功能价值。
从热力学的角度出发，热管充分地利用了相变传热的原理，使热管两端的温度表现出明显的差异性。
在管壳、吸液芯、端盖的结构中，热管内部始终保持负压状态，在充入一定低沸点液体介质后，通过吸液芯多孔的结构，介质由热源端通过相变传热的方式将热量向另一端传导。
超低温热管换热器的优化设计软件开发
超低温热管换热器的优化设计软件开发超低温热管换热器的优化设计软件开发随着科学技术的快速发展，超低温热管换热器在航天、核工程和船舶工程等领域中得到了广泛的应用。
超低温热管换热器以其高热传导性能、节能和高效的特点而备受关注。
然而，在设计超低温热管换热器时，考虑到多个因素的综合影响使得优化设计变得非常困难。
为了解决这个问题，本文将介绍一种基于计算机模拟技术的超低温热管换热器的优化设计软件。
首先，为了实现超低温热管换热器的优化设计，需要建立换热器的数学模型。
根据传热学理论和实验数据，可以得到超低温热管换热器的数学模型。
该模型考虑了多种因素，包括换热管的材料、传热工质、换热单元结构和操作条件等。
通过使用数值方法，可以求解模型得到换热器的传热特性和性能参数。
然后，根据这些结果，可以对不同参数进行优化，以获得最佳设计方案。
其次，为了实现超低温热管换热器的优化设计，需要开发相应的计算软件。
该软件应具备用户友好的界面和高效的计算功能。
软件的界面应该能够方便用户输入和修改参数，并实时显示计算结果。
软件的计算功能应该能够根据用户输入的参数自动计算出换热器的传热特性和性能参数。
同时，软件应该具备高效的优化算法，能够对多个参数进行多目标优化，以获得最佳设计方案。
然后，为了验证优化设计软件的准确性和有效性，需要进行一系列的试验。
试验可以包括实验室实验和工程应用实验。
通过与试验结果的对比分析，可以验证优化设计软件的准确性。
同时，根据试验结果，可以对软件进行改进和优化，提高软件的计算精度和计算效率。
最后，发展超低温热管换热器设计优化软件具有重要的实际意义。
通过优化设计软件，可以提高超低温热管换热器的传热性能和节能效果，降低成本，提高设备的可靠性和安全性，满足不同领域的实际需求。
此外，开发优化设计软件还可以促进科学研究和技术进步，为相关领域的工程师和研究人员提供有用的工具，推动超低温热管换热器技术的发展。
总之，随着超低温热管换热器的广泛应用，如何优化设计这种高效换热设备成为了一个重要的问题。
家用热泵空调用的室外机换热器流路优化
ln
Tr,in − Ta,out Tr,s,out − Ta,in
本文首先进行设定工况下不同流路数时换热器 性能的研究，然后针对最佳流路数进行有汇合或者 交叉点的较复杂流路时换热器性能的研究。以Φ7 冷凝器为示意，改变流路数时流路布置见图 1 中（a） ~（d）所示，有汇合点的流路布置以图 1（e）（两 进一出）所示，其他有汇合点的流路布置形式均与 图 1（e）所示，只是汇合后的 U 管数量不一样。
虽然已有很多学者对换热器流路布置进行了研 究分析，但对用于家用热泵空调器中的冷凝和蒸发 两用的换热器流路布置的研究却很少，目前公开文 献 中 只 有 黄 东 [9] 对 此 进 行 了 研 究 分 析 。 黄 东 采 用
EVAP-COND 2.1 作为仿真优化软件，对室内换热器 在制冷制热工况下的流路数对换热器性能的影响进 行了仿真研究，研究结果指出流路数会影响换热器 的温差场和传热系数场，且二者变化趋势相反，冷 凝器换热量随流路数增加而减小，而蒸发器存在使 换热量最大的流路数，综合考虑制冷制热性能，认 为热泵空调的室内换热器存在最佳流路数。因此， 对于热泵空调系统，制冷转制热时，相同流路布置 的蒸发器变为冷凝器时性能并不是最优的。
基于此，本文以一台家用热泵空调器用的Φ 9.52 和Φ7 双排室外换热器作为研究对象，采用某 仿真软件，进行了制冷制热额定工况下的流路数对 换热器性能影响的研究，并在已确定的最佳流路数 基础上对Φ9.52 换热器的流路进行了进一步优化， 最后在整机上进行了实验验证。
2 仿真对象结构参数及仿真工况
本文以一台 R32 家用热泵空调用的Φ9.52 和Φ 7 内螺纹管双排换热器作为仿真对象，结构参数见 表 1 所示。
室外换热器作为冷凝器和蒸发器时的工况条件 见表 2 所示，参照了一般较高能效范围内的家用空
加热管管束换热器的性能分析与优化
加热管管束换热器的性能分析与优化加热管管束换热器（heat pipe bundle heat exchanger）是一种常见的热交换设备，广泛应用于许多工业领域和能源系统中。
本文将对加热管管束换热器的性能进行分析与优化。
首先，我们将介绍加热管管束换热器的工作原理和结构，然后重点讨论其性能评价指标，最后提出一些优化措施。
一、工作原理和结构加热管管束换热器是基于加热管和管束换热器的结合，将两者的优点融合在一起，以提高传热效果。
其工作原理是通过加热管中的工作介质（通常是蒸汽或热媒）的蒸发和冷凝来实现传热过程。
加热管通常由内衬蒸发器、充填物和冷凝器组成。
而管束换热器则由多根并排排列的管束组成，通过管束内外交换热量。
二、性能评价指标对于加热管管束换热器的性能评价，通常包括传热系数、压降、热效率和体积功率等指标。
1. 传热系数传热系数是评价换热器传热效果的关键指标之一。
传热系数的高低直接影响着换热器的传热效率。
在加热管管束换热器中，增大传热系数的方法可以有改变凝结温度差、提高工作介质流量和增加传热面积等措施。
2. 压降压降是指介质在换热器内部流动时的压力损失。
对于加热管管束换热器，减小压降有利于提高沿程能量利用率和减少能源消耗。
减小压降的方法可通过合理设计流道结构、增加传热面积和改善介质的流动状态等手段来实现。
3. 热效率热效率是指换热器从工作介质中获得的热量与输入热量之间的比值。
对于加热管管束换热器，提高热效率可以通过增大传热面积、减小传热热阻和降低热损失等途径来实现。
4. 体积功率体积功率是指换热器单位体积内的传热功率。
它是评价换热器设计的重要指标之一，体积功率高低直接影响着换热设备的节能性能。
提高体积功率可以通过增大传热面积、改善流体流动方式和降低传热阻力等方法来实现。
三、性能优化措施在加热管管束换热器的性能优化中，需要综合考虑以上评价指标并找到各项指标的最佳平衡点。
下面列举几个可能的优化措施供参考。
考虑室外温度影响的空调用热管换热器的优化设计的开题报告
考虑室外温度影响的空调用热管换热器的优化设计的开题报告一、研究背景及意义随着人们生活水平的不断提高，空调在人们的日常生活中发挥着越来越重要的作用。
然而，空调的大量使用也带来了环境问题和能源浪费问题。
因此，优化空调的设计是非常有必要的。
热管换热器作为一种高效的热交换技术，在空调系统中得到了广泛应用。
但是，现有的热管换热器存在一些问题，如无法适应室外温度变化、换热性能不稳定等。
因此，在考虑室外温度影响的情况下，优化热管换热器的设计，提高其换热性能，对于减少空调的能源消耗，改善环境效果具有重要意义。
二、研究内容及方案本研究将以热管换热器的优化设计为主要研究内容，探讨如何在考虑室外温度变化的条件下，优化热管换热器的设计，提高其换热性能，达到减少空调能源消耗的目的。
具体研究内容如下：1. 综述热管换热器的研究现状，探讨热管换热器的优缺点和应用范围。
2. 了解环境温度的变化规律，设计符合室外温度变化的热管换热器。
3. 建立热管换热器的数学模型，分析热管换热器的换热性能，评估其性能指标。
4. 采用实验方法，对设计的热管换热器进行实验研究，获得实验数据。
5. 分析实验数据，评估热管换热器的换热性能，验证数学模型的有效性。
6. 基于实验结果和数学模型，优化热管换热器的设计方案，提高其换热性能。
三、研究预期结果通过以上研究，期望可以得到以下预期结果：1. 建立符合实际情况的热管换热器数学模型，分析热管换热器的换热性能，确定性能指标。
2. 通过实验研究，获得设计热管换热器的实验数据，评估其换热性能，验证数学模型的有效性。
3. 基于实验结果和数学模型，提出优化设计方案，提高热管换热器的换热性能，减少空调的能源消耗。
4. 为热管换热器在空调系统中的应用提供技术支持，为优化空调设计提供参考。
四、研究计划及进度安排研究计划将分为以下几个阶段：1. 阶段一（1-2周）：研究文献，了解热管换热器的研究现状和应用情况。
2. 阶段二（2-4周）：确定热管换热器的数学模型和性能指标，设计实验方案。
空调用热管换热器性能研究
摘要 ：本文研究 了以 Ｒ ２ ２ 作为工作液体 的热管换热 器在不同空调工况下 的运行 性能 ，发现在强制对 流换热 状态下 ，热管换热
器 Ｅ Ｒ值较 高，换热效果理想 。实验结果表 明热管换热器将在空调节能领域发挥重要作用 。 Ｅ 关键 词 ： 空调 ；热管换热器 ；Ｒ ２ ２ ；节能
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔｈ ｕ ｎｎ ｅ ｏｍａ ｃ ｆｈ ａ ｉｅｈ ａ ｘ ｈ ｎ ｅｓｉ ｉｅ ｅ ｔ ｒｉｇｃ ｎ ｉｉｎ ｓｓｕｄｅ ｎｔｉ ｐ ｒ ｉ ｉｈＲ２ ｓｒ ｃ ： ｅｒ ｎ ｉｇｐ ｒ ｒ ｎ ｅｏ ｅ ｔ ｐ ｅ ｔｅ ｃ ａ ｇ ｒ ｄｆ ｒｎ ｋ ｎ ｏ ｄｔｏ ｓｗａ ｔ ｉｄｉ ｈｓｐａ ｅ ， ｎｗｈｃ ２ ｆ ｐ ｎ ｗｏ
热 管 换 热 器 的 制 冷 量 随 冷 凝 侧 和 蒸 发 侧 温 差 增 大 而增 大 ，但 是
是 主要 噪声源 ，相对 于传统有压缩机 和风机的空调器来说 ，噪 音 值极 大降低 。热管换 热器高效换热 的优 点 ，无论设计为末端 换热设 备或小温差传热机 构 ，都将在空调节能领 域起 到重要作
测温工具选用热稳定 性好 的铜 一康 铜热电偶。压力测量采用 电 容式压力传感器 。 实 验方 案：１ ）保持冷 凝侧 温 度为 ｌ ℃，在 ２ ５ ５～４ ０℃范 同内调整蒸 发侧温度 ，每 隔 ５Ｃ设立一 个试验工 况 ，测试不 同 ￣
３ 热管换热器可 以远距离加热流体 ，因此加热燃爆性较强 ） 的流体相对来说 便比较安全 ，在用 于空调系统时 ，可 避免安装
现凝 露 ，但 对 冷 量 衰 减 影 响 有 限 。图 ６所 示 两 种 状 态 下 的 Ｅ Ｒ Ｅ
变化趋 势与制冷量 变化趋势基本相 同 ，但在温差较小 的几 个工 况下 ，开双风机虽然使耗 功增加 ，但带 来的制冷效益较 理想。
暖通空调系统中换热器的优化设计研究
暖通空调系统中换热器的优化设计研究随着现代建筑节能意识的不断提高，暖通空调系统的设计也日趋重视节能和环保。
而作为暖通空调系统中重要组成部分之一的换热器，其优化设计对于提高系统效率、降低运行成本起着至关重要的作用。
本文着重探讨暖通空调系统中换热器的优化设计研究。
一、换热器的基本原理和类型换热器是将两种不同温度或不同介质的热量传递给另一种介质的传热设备。
在暖通空调系统中，换热器的主要作用是使空气或水流经换热器时，将冷热介质的热量传递给空气或水，从而改变空气或水的温度、湿度或压力，使室内的温湿度保持在舒适范围内。
换热器的类型包括板式换热器、螺旋板换热器、管式换热器、壳管式换热器等。
板式换热器常见于空气处理系统中，其特点是热传导系数高，体积小，但适用范围较窄。
螺旋板换热器适用于换热介质温差较大，污染度较高、需周期维护的场合。
管式换热器适用于介质流量大，换热效果好的场合。
而壳管式换热器则适用于高压高温流体换热，体积大但换热面积大，适用范围广。
二、换热器设计的优化方案为了提高暖通空调系统的效率和降低运行成本，换热器的优化设计需要考虑以下方面：1. 合理选择换热器的类型和规格。
换热器的类型和规格应根据系统的需求和运行环境进行合理选择。
在选择换热器型号时，应考虑其换热面积、流通面积、材料质量、传热能力等因素。
2. 优化热流道结构。
热流道结构的设计直接影响换热器的传热效率和阻力特性。
一般来说，流动速度越大、热交换面积越大，传热效率越高。
因此，在设计热流道结构时，应尽量减少阻力，增加流量，提高传热效率。
3. 采用节能技术。
换热器的节能技术包括采用高效换热器材料、增加传热面积、采用流体变换技术等。
通过采用这些技术，可以有效减少能量损失，提高换热效率，降低运行成本。
4. 优化风道结构。
风道结构的优化同样对于系统的传热效率和质量起着关键作用。
优化风道结构可以减少风道干扰、改善风流场分布，提高空气流量分布均匀性，提高传热效率和舒适度。
高效房间空调器的换热器设计分析
高效房间空调器的换热器设计分析发布时间：2021-09-15T08:05:52.623Z 来源：《科技新时代》2021年6期作者：李新东[导读] 对可使换热效率得到显著优化的策略进行深入探究，确保房间空调器可满足高效空调器相关条件。
江门市宝士制冷电器有限公司+摘要：随着经济的发展，人们对居住环境所提出要求有所增加，越来越多人选择对空调器进行安装，如何使空调器作用得到充分发挥，自然成为业内人士关注的焦点。
文章便以此为切入点，围绕换热器所适用优化设计策略展开了讨论。
首先分析了盘管优化方向，主要涉及结构设计、回路设计方面；其次说明了空气侧优化要点，例如，换热器面积优化、换热效率强化；最后结合制冷剂侧特点，提出了相应的优化建议，包括椭圆管还有内螺纹管的使用。
供相关人员参考。
关键词：换热器；空气侧；制冷剂侧；房间空调器前言：可使空调器运行效率得到提升的方法较多，例如，引入新型截流元件，对蒸发器以及冷凝器所采用设计方案进行优化，升级变频压缩机，对控制系统加以调整。
研究表明，虽然引入电子膨胀阀、变频压缩机可使系统所具有能效比得到提升，但系统最终表现仍由换热效率所决定。
基于此，研究人员决定以蒸发器、冷凝器为切入点，对可使换热效率得到显著优化的策略进行深入探究，确保房间空调器可满足高效空调器相关条件。
1盘管优化盘管优化的侧重点，主要集中在不对称设计、回路设计方面。
二者所能发挥作用往往有所不同，相关人员应对此引起重视。
1.1不对称设计研究表明，多排管换热器各排所对应换热量，通常有显著差异存在。
以双排冷凝器为例，若两排所使用翅片、铜管相同，则迎风侧换热量与背风侧换热量的占比，通常为7:3，这表明背风侧所具有换热能力，尚未获得充分发挥。
在此背景下，多数空调产品选择改用不对称设计，即对迎风侧能力进行减弱，对背风侧能力进行增强，可确保盘管整体所具有换热能力可最大程度接近理想水平[1]。
该设计所强调重点为翅片间距及类型不对称、铜管质量与类型不对称。
热管式空气加热器的Yong优化设计
热管式空气加热器的Yong优化设计
苏俊林;许思传
【期刊名称】《农业机械学报》
【年(卷),期】1996(027)004
【摘要】热管式空气加热器的优化设计苏俊林许思传郝玉福１前言由于气－气型热管换热器优异的传热特性，近年来在许多农副产品干燥工艺中得到愈来愈多的应用。
在热管换热器设计计算中，人们大都采用传统的方法，本文提出一种新的方法——采用分析和传热分析相结合的方法设计和...
【总页数】2页(P161-162)
【作者】苏俊林;许思传
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TK172.4
【相关文献】
1.热回收型热管式间接蒸发冷却器的传热传质机理及优化设计 [J], 吴生;黄翔;武俊梅
2.电加热管式炉的优化设计 [J], 杜瑞青;王宝玉;葛红;程艳新
3.新型高效热管式加热炉的优化设计及其实现 [J], 孙宏佐;楼国锋;温治;王俊华
4.热管式余热锅炉的优化设计 [J], 张葳;魏琪;张艺曼
5.前置式热管式空气预热器的优化设计 [J], 孙俊斌
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基于室外温度影响的空调用热管换热器的优化设计分析
摘要：文章对室外温度影响下空调用热管换热器的优化必要性进行了简要阐述，并从管壁厚度、热管尺寸、热管横向间距、热管纵向间距、翅片间距以及翅片厚
度六个角度入手，重点分析了空调用热管变热器优化设计的基础要素。
然后，通
过运算分析，对室外温度影响下空调用热管换热器各要素的约束关系作出了明确。
关键词：室外温度；热管换热器；翅片厚度
引言：
现阶段，空调设备已经成为了人们工作生活中获得舒适体验的重要工具，其制热、制冷
功能可充分满足人们对于室内小气候的变化性需求。
但受到室外大气候尤其是室外温度的影响，空调设备很难维持在最优状态中，进而经常产生效率下降、能耗过高等负面问题。
据此，我们有必要对热管换热器这一空调系统关键构件的优化设计展开探究讨论。
1 基于室外温度影响的空调用热管换热器优化设计的基础分析
外部大气候的构成要素包含室外温度、自然风量、自然风向、自然风速、光照量级、光
照角度等多个方面。
其中，影响空调用热管换热器最大的是室外温度。
一般来讲，额定工况
下空调用热管换热器的最适宜室外温度分别为34℃（夏）与-4℃（冬），即在这两个温度左
右的工作效率最高、节能效果最好。
但从实际情况来看，广东佛山地区的夏季温度经常在37℃左右，最热可达40℃以上。
同时，冬季温度也基本处在10℃与20℃之间。
由此可见，空调
用热管换热器在该地区投用时，往往会处于非标准的工况状态中，故而很难达到最优运行水平。
所以，有必要通过热力分析，对空调用热管换热器的环境适应能力作出考量，并尽量寻
找出性能最高的优化设计方案。
具体来讲，主要从管壁厚度、热管尺寸、横向间距、纵向间距、翅片间距、翅片厚度六个角度入手，对空调用热管换热器换热量及压力损失的受影响情
况进行分析：
1.1管壁厚度
研究发现，在管壁厚度由1mm提升到6mm后，换热量略微下降，具体降幅为1.87kW。
究其原因，主要是管壁厚度在增加后，热管的热阻系数有所提高，进而导致换热量降低。
但
由于壁厚热阻在总热阻中的占比并不大，所以换热量的降幅比较小。
同时，因此管壁厚度变
化不会对热管尺寸、换热器构造产生影响，所以管壁厚度与压力损失的关联度并不高。
所以，在进行空调用热管换热器的优化设计时，可基于换热器的强度需求调整管壁厚度，无需把管
壁厚度视为室外温度影响下的主要变量[1]。
1.2热管尺寸
研究发现，当管道尺寸由φ10mm提升至φ50mm时，换热量明显提高，具体增幅为
28.27kW。
同时，外径参数与换热量呈正向线性关系。
究其原因，主要是管道尺寸提升后，
热管的换热面积实现了显著扩大，进而增强了单位时间内的换热效率。
此外，压力损失也会
随管道尺寸同步增大，当外径参数达到φ50mm时，压力损失量由282Pa提升至425Pa。
所以，在基于室外温度影响的空调用热管换热器优化设计中，应将管道尺寸作为重要变量。
1.3横向间距
研究发现，当换热器横向管的间隔距离由50mm提升至100mm时，换热量有所降低，
具体降幅为10.44kW。
究其原因，主要是热管横向间距增加后，换热器内流动风速的最大值
下降，进而使得热管对流换热的热阻系数同比增加，致使换热效率被削弱。
同时，在热管横
向间隔变大后，空调用热管换热器的压力损失也由282Pa降至119Pa，这主要与空气流在换
热器中的流动间隙增大有关。
综合来看，空调用热管换热器中横向管的布局应越紧凑越好，
即尽可能选取热管横向间距的最低值。
1.4纵向间距
研究发现，当换热器纵向管的间隔距离由40mm提升至90mm时，换热量的变化并不显著。
同时，压力损失由302Pa降至190Pa。
究其原因，主要是在纵向管间隔变大后，空气流
在换热器中的流动性能更好，循环运行更顺畅。
所以，与横向间距相似，在基于室外温度影
响的空调用热管换热器优化设计中，也应对热管纵向间距做紧凑设计。
1.5翅片间距
研究发现，当翅片的间隔距离由1.5mm提升至7mm后，换热量有所降低，具体降幅为19.33kW。
但在翅片间距达到4mm后，换热量的降速明显放缓。
究其原因，主要是随着翅片
间距的持续增大，换热器翅片侧方的传热面积持续变小，进而使得传热效率趋于弱化。
但间
距增至一定程度后，热能传递的状态趋于平衡，换热量降低的现象也随之缓和。
同时，在压
力损失方面，翅片间距影响也呈现出“先线性减少，后趋于水平”的状态，且分界点通常位于
4mm处。
由此，在空调用热管换热器的优化设计中，理论上应将翅片间距控制在4mm左右。
但在实践中，还需根据翅片的材质性能、结构工艺等做具体判断。
1.6翅片厚度
研究发现，当翅片厚度由0.2mm提升至2mm时，换热量略微增加，具体增幅为7.86kW。
在此基础上，在翅片厚度达到1mm后，换热量增幅在2kW以下，远小于曲线前半段。
同时，压力损失与翅片厚度呈正向线性关系，但增幅在100Pa以下。
所以，综合分析下翅片厚度对
热管换热器运行性能的影响并不大，所以在优化设计时，可将保证翅片的材料强度、抗蚀性
能作为前提，将翅片厚度控制在较小范围内。
此外，通过调整翅片位置发现，翅片高度也会
对换热量及压力损失产生较小影响，应把翅片高度设置为热管外径的半数左右。
图1 空调用热管换热器基本结构
2 基于室外温度影响的空调用热管换热器优化设计的运算分析
在空调用热管换热器优化设计的运算分析阶段，可将热管的外径尺寸、管壁厚度、横向
间距、纵向间距、翅片间距、翅片厚度、翅片高度分别设为d0、δw、St、Sl、lf、Sf、δf，单
位均为m。
在此基础上，考虑到不同室外温度影响下空调用热管换热器最佳性能的差异性，
因此将冷流体、热流体的进出口温度分别设为tc（冬季新风进口，夏季排风进口）、th（冬
季排风进口，夏季新风进口）、tc`（冬季新风出口，夏季排风出口）、th`（冬季排风出口，
夏季新风出口）。
基于此，为了保证热管换热器处于优质运行状态，应提出以下运算关系：（1），△t为热管蒸发段的温差，通常在4℃至6℃之间；（2）dmin＜d0＜dmax，热
管外径的最小值dmin、最大值dmax应以具体材料的国标要求为准；（3）δfmin＜δf＜δfmax，lfmin＜lf＜lfmax，翅片厚度、高度的选择应以翅片的防腐性、长寿性、材料强度满足换热器
运行需求为准，并尽量降低翅片厚度，协调翅片高度；（4）Sf＞Sfmin，Sfmin为两个相邻翅
片之间空气流边界层厚度的和，翅片的间距参数在优化设计中必须超过这一数值；（5）
1.05df＜St＜1.5df，0.87df＜St＜1.1df，df为空气流的截面直径[2]。
在遵循上述约束关系进行运算后，可实现空调用热管换热器的有效优化，从新风温度、
排风温度、热管结垢等角度入手，全面提升换热器对室外温度影响的适应能力。
结论：
总而言之，空调用热管换热器的运行质量会受热管间距、热管尺寸、翅片厚度等多种因
素影响。
所以，相关人员在优化设计中，应科学分析各类因素的最佳参数区间，并据此实施
调整措施，以确保空调用热管换热器可在不同室外温度条件下达成稳定、高质的运行效果。
参考文献：
[1]赵磊.暖通空调工程中换热器的运行节能分析[J].科技经济导刊，2020，28（18）：85.
[2]栗庆文，王翌琛，冯春雨.热管热回收装置在空调系统中的应用[J].中国战略新兴产业，2018（12）：199.。