平行流换热器换热性能影响因素的分析_图文.
平行流微通道换热技术在热泵热水器上的应用分析
平行流微通道换热技术在热泵热水器上的应用分析作者：闫克江寇颖举来源：《科学与财富》2015年第21期摘要：本文对平行流微通道换热技术应用于热泵热水器产品进行性能分析，通过微通道流程设计和样机实际对比试验测试，分析了热泵热水器应用微通道换热技术对产品性能提升产生的有益效果。
结果表明，微通道换热器效率高，换热性能优于常规换热器，同时，微通道换热器与热泵热水器水箱也存在一定的关系。
关键词：热泵热水器；性能；平行流；微通道；换热技术0 引言热泵热水器作为新一代的热水器产品，其运行性能及性能系数越来越受到关注，特别是国家实施能效备案和能效领导者制度以来，各生产厂商着力推出高能效产品，以在热水器行业内占用更大的市场。
而单纯依靠提高系统中的零部件性能（如使用高效压缩机，高效风机）或增加换热器的面积以提高产品的性能系数，势必增加了产品的成本，造成大量不可再生资源的浪费，同时也增加了消费者购买的成本。
热泵热水器水箱侧冷凝器的换热性能决定了水加热能效，也影响着产品的运行可靠性。
现有热泵热水器大多还是采用常规铜管或铝管盘管式换热器，由于其是圆形管状结构，与水箱内胆的接触面积较小，换热性能很难有较大的提升。
采用平行流微通道换热器，可明显地降低热水器的制造成本，提高产品的市场竞争力；随着新型铝材，新技术及加工工艺的开发，微通道换热器正逐步应用于家用和商用空调行业。
1 热泵热水器的性能评价指标热泵就是以冷凝器或其他部件放出的热量来供热的制冷系统[1]。
热泵热水器与周围环境在能量上的相互作用是从低温热源吸热，然后放热至高温热源，以冷凝器放出的热量来加热生活用水。
热泵的经济性指标是用热泵系数φ表示热泵效率[1]。
式中，为热泵向高温热源的输送热量，W为热泵机组消耗的外功，为制冷系数。
由上式可见，热泵系数永远大于1，所以，热泵从能量利用角度比直接消耗电能或燃料获取热量的要节能[1]。
热泵系数就是指热泵热水器的性能系数（COP），热泵在名义工况和规定条件下运行时，热泵制热量和热泵制热消耗功率之比，其值用W/W表示[2]。
平行流换热器中热流体分布均匀性的研究进展
第3 卷第6期20 0年 2月Vol.31,No.6December. 2010平行流换热器中热流体分布均匀性的研究进展文章编号：0253-4339(2010)06-0039-07DOI编码：10.3969/j.issn. 0253-4339. 2010. 06. 039平行流换热器中热流体分布均匀性的研究进展鲁红亮1,2,3陶红歌1胡云鹏1胡浩茫1金听祥4陈焕新1(1 华中科技大学武汉 430074；2 上海硅酸盐研究所上海 200050；3 上海汽车集团股份有限公司上海 201804；4 广东志高空调有限公司佛山 528244)摘要由于带有一定倾斜角度的百叶窗式翅片、多流程和多管并列的独特结构，平行流换热器会产生两侧流体分布的问题，尤其是有相变的制冷剂流量在多个平行扁管中分配的均匀性变得异常重要，是影响换热器性能的关键，同时现有相关理论预测与实验结果有较大的差距，因此如何改进结构以促进制冷剂、空气更加低耗高效的换热是现在国内外相关研究机构的研究热点。
这里回顾了近年来国内外相关理论和实验研究成果，研究表明空气气流分布和单相、两相制冷剂流量在集管中分配的均匀性受工况、结构和流体流动特性影响很大,同时换热器传热是制冷剂和空气相互耦合的结果,任一流体分布不均都会导致部分管段低效甚至失效进而使换热器整体性能衰减。
关键词工程热物理；分布均匀性；综述；流量分配；平行流换热器；两相流中图分类号：TB657.5; TK172 文献标识码：AState-of-the-art of Thermo-fluid Uniform Distribution inMicrochannel Heat ExchangerLu Hongliang1,2,3 Tao Hongge1 Hu Yunpeng1 Hu Haomang1 Jin Tingxiang4 Chen Huanxin1 (1.Huazhong University of Science & Technology, Wuhan, 430074, China; 2.Shanghai Institute of Ceramics, Shanghai, 200050, China; 3.SAIC Motor Co., Ltd., Shanghai, 201804, China; 4.Guangdong Chigo Air Conditioning Co.,ltd, Foshan, 528244, China)Abstract The distribution uniformity of refrigerant flow with phase change in parallel flat tubes is very important to the performance of heat exchangers. However, the existing predictions differ from the experimental data. Our review shows that the distribution uniformity of air flow and refrigerant flow in parallel flat tubes is greatly affected by working condition, structure, and fluid flow feature. It is suggested that the future research on the uniformity of both air flow distribution and refrigerant flow distribution in parallel flat tubes should be carried out to improve the performance of heat transfer in microchannel heat exchangers.Keywords Engineering thermophysics; Uniform distribution; Review; Flow distribution; Paralel flaw heat exchanger; Two phase flow平行流换热器的扁管一般有几十根，通道数通常有几百，同一流程内也有上百个通道，这些扁管并列的连接到两端的集管上，制冷剂由集管分流进入各个通道，换热后在另一端的集管合流进入下一个流程(见图1、2)，以往的分析中，为了简便一般认为制冷剂在诸多通道中的流量分配是均匀的。
翅片厚度对平行流蒸发器换热性能的影响
ａ ｄｔｅｓ ｌｈ ｄａ ｌ ｉｍｅｅ ｄ ｐｅ ｒ ｅｒ ｅａ ｔ ｉｅ Ｔ ｅｆｒ ｌｓ ｕｔｂｅｔ ｉ ｓ ｅ ｉｌ ｏ ｆ ｕａｉｎｗｅｅ ｎ ｍａｌ ｙ ｒｕｉ ｄａ ｔｒｉ ａ ｏ ｔｄｆ ｆ ｇ ｒｎ ｄ ． ｈ ｏｍｕａ ｉ ｌ ｏｔ ｓ ｐ ｃａ ｎ ｇ ｒｔ ｒ ｈ ｃ ｓ ｏｒ ｉ ｓ ｓ ａ ｈ ｃ ｉ ｏ
ｐｅｆ ｒ ａ ｃ ｆ ｔ ｅ ｅ ａ ｏ ａ ｏ ｗｉ ｏ ｒｌｙ ｒ ｆｏ ．Ａｎ ｅ ｅ ｅ ａ ｏ ａｏ ｓ ｗｉ ｄｆｅ ｅ ｔｔ ｉｋ ｅ ｓ ｆ ｅ ｅ ｒｏ ｍ ｎ ｅ ｏ ｖ ｐ ｒ ｔｒ ｈ ｈ ｔ ｆ ｕ －ａ ｅ ｗｓ ｌ ｄ ｔ ｎ ｔ ｖ ｐ ｒｔ ｒ ｔ ｈ ｈ ｈ ｉ ｒ ｎ ｈ ｃ ｎ ｓ ｎ ｗ ｒ ｉ ｓｍｕｌｔｄ ｗｉ ｅｍ ａ ｅ ａｉ ｉ ｕ ａｉｎ ａ ｄｆ ｕ ｄ ｔ ａ， ｉ ｔｅ ｏ ｄ ｔ ｎ ｅ ａｎ ｕ ｃ ａ ｇ ｄ ｔ ｅｒ ｆｉ ｅ ａ ｔｍ ａ ｓ ｉ ａ ｅ ｔ ｔ ｔ ｍ ｔｃｓｍ ｌｔ ｎ ｏ ｎ ｈ ｔ ｗ ｔ ｏ ｒｃ ｎ ｉ ｏ ｓｒｍ ｉ ｎ ｈ ｎ ｅ ， ｈ ｅｒｇ ｒ ｎ ｓ ｈ ｈ ｈ ｏ ｈ ｈ ｉ ｌ ｗ ｈ ａ ｎ ｆｒ ｒ ｆ ｅ ａ ｔ ｏ ｒ ｓｓａ ｃ ｎ ｉ—ｉｅ ｖ ｎ ｉ ｉ ｎ ｒｓｓ ｃ ｒ ｎ ｒ ａ ｅ ｔ ｔ ｎ ｔ ｃ ｆｏ ， ｅ ｔｔａ ｓｅ ， ｅ ｒｇ ｒ ｎ ｌｗ ｅ ｉｔｎ ｅ ａ ｄｔ ｅ ａｒｓｄ ｅ ｔｌｔｏ ｅ ｉｔ ｎ ｅａ ｅｉ ｃ ｅ ｓ ｄｗ ｉ ｅ ｆ ｉｋ ｅ ｓ ｒ ｉ ｆ ｈ ａ ａ ｈ ｈ ｉ ｈ ｎ ｓ， ａ ｄ ｔｅ ｐ ｒ ｅ ｔｇ ｎ ｒ ｍ ｅ ｔｏ ｅ ｔｔａ ｓｅ，ｒ ｆ ｇ ｒ ｎ ｏ ｅ ｉｔ ｎ ｅ ａ ｄ ａｒ ｓｄ ｅ ｔｌｔ ｎ ｒ ｓｓ ｎ ｅ ａｅ ｖ ｒ ｎ ｈ ｅｃ ｎ ｅ ｉｃ ｅ ｎ ｆｈ ａ ｒ ｎ ｆｒ ｅｒ ｅ ａ ｔｆ ｗ ｒ ｓｓ ｃ ｎ ｉ ｉ ｅ ｖ ｎ ｉａｉ ｅ ｉｔ ｃ ｒ ｅｙ ａ ｉ ｌ ａ ｏ ａ ｓｍ ｉ ｒ ｏｔ ｅｐ ｒ ｅ ｔｇ ｎ ｒ ｍｅ ｔ ｆ ｅｒｇ ｒ ｎ ａ ｓｆｏ ｉ ｌ ｅｃ ｎ ｅｉ ｃｅ ｎ ｒ ｆｉｅ ａ ｔ ｓ ｗ． ａｔｈ ａ ｏ ｍ ｌ Ｋｅ ｙｗｏｒ ： ｐ ｒｌｅ－ ｏ ｄｓ ａ ａｌｌｆ ｗ ｅ ａ ｏ ａｏ ， ｔ ｅ ｉ ｕａ ｉｎ ｆ ｅ ａ ｏ ａ ｏ ， ｔ ｅ ｕ ｅ ｃ ｌ ｉ ｕ ａｉｎ ａ ｔ ｍ ｏｉ ｅ ｌ ｖ ｐ ｒ ｔｒ ｈ ｓｍ ｌｔ ｏ ｖ ｐ ｒ ｔｒ ｈ ｎ ｍ ｒ ａ ｓｍ ｌｔ ， ｕｏ ｏ ｉ ｏ ｔ Ａｉ ｖ ｒ
分析影响换热器设计的制约因素并解释其具体影响方式和具体解决方
分析影响换热器设计的制约因素并解释其具体影响方式和
具体解决方
1、环境温度：换热器外部的环境温度直接影响换热器的蒸发或冷凝温度，直接决定换热器管内外的温差，换热器温差越大，则换热能力越大。
2、环境湿度：制冷时室内湿球温度对冷量的影响很大，正常情况下，环境湿度越高，换热器换热效果越好。
3、通风量、风速：一般情况下风量越大、风速越高，换热能力越强，换热效率越高，但同时产生的噪音也越高，所以需要根据性能指标要求合理确定风量。
室外风量选择同样存在换热能力与噪音的矛盾，一般情况下单排换热器迎风面积相对较大，风量较大。
4、压缩机能力：换热器的换热能力与压缩机能力成正比，压缩机排量大，制冷剂在系统中的循环量大，会加快换热器管内制冷剂的流速，提高管内侧换热效率。
但如果用大马拉小车，则成本上升、EER下降，有点得不偿失，一般不提倡，仅适用换热器过小补偿。
知识点：对流换热的影响因素PPT
液体内部的扰动，从而强化了对流换热。
5.换热表面的形状、大小、相对位置
换热表面的几何形状、相对位置不同，流体在换热面上
的流动情况也不同，从而对流换热系数也不同。另外，流体
与壁面之间的接触面大小、流体与壁面的接触角度等也都影
响流体换热面的流动状况，从而影响对流换热系数。图1表
示出几种对流换热表面几何因素的影响。
综上所述，影响对流换热的因素很多，对流换热量是诸
多物理量的函数
α=f(w,l,ρ,μ,λ,β,φ,cp,tw,tf,…)
（1）Βιβλιοθήκη 知识点：对流换热的影响因素
式中 w—流体流速，m/s； φ—壁面几何形状因素，包括形状和相对位置等； l—换热表面几何尺寸，m； tf—流体温度，℃； tw—换热表面温度，℃； ρ—流体密度，kg/m3； μ—流体动力粘滞系数，N.s/m2； λ—流体导热系数，W/m.℃； β—流体容积膨胀系数，1/K； cp—流体定压质量比热，kJ/kg.℃.
知识点：对流换热的影响因素
1.流体流动的起因 流体流动的原因不外有两种，一种是由于流体内各部分 温度不同产生密度差而引起的流动，这种流动称为自由流动 另一种是流体在外力（如风机、水泵）作用下产生的流动， 称为受迫流动（或称强迫对流）。受迫流动是在外力的作用 下产生的，因此，对于同种流体它的流速要比自由流动的流 速大，因而对流换热系数也高。例如空气自然对流换热系数 约5～25W/m2.℃，而在受迫流动情况下，对流换热系数可达 到10～100W/m2.℃。因此对流换热问题有自由流动换热和受 迫流动换热之分。 2.流体的流速与流态 流体的流动状态有两种。一是层流，这种流动的流速较
3.流体的物理性质 流体和固体表面之间的换热强弱，也受它们之间的导热 热阻影响，由前边叙述可知，流体导热系数λ越大，导热热 阻越小，对流换热也就越强。例如物体在水中要比同样温度 的空气中冷却快，这是因为水的导热系数要比空气的高20余
平行流换热器在家用空调的应用和分析
一
３ 平行流换热器在家用 空调 源自的可行性 家用空调 因对 空间尺 寸要求较低 ，空调 的两器 目前均采用 铜 管铝翅片 的管片 式，此种 形式换热器换 热效率较低。而车用 空调对空 间尺寸要求极 为严格 ，为节省空 间，要求 换热器的换 热效率要 比家用空调器 高得多 。 目前 ，车用 空调蒸发器大多采 用 管带式或层叠式换热器 ， 冷凝 器大多采 用管带式或平行流式 。 此 类换热器采用铝材制造 ， 由于采用微通道 内蒸发 （ 冷凝 ）技 术， 换 热效率要 比管片式 高的多， 而 铝的价格也 比铜便宜 的多。 因此若能将车用空调 的换热器用于家用空调 ，不仅 有可能使家 用 空调的体积 、重量都有所 减小 ，而且有可 能使 空调的性能得 到提高。 平行流换热器是一种全 铝材 制造 的换热器 ，冷 剂在 铝质扁 管 内的多个微孔道 内流动 ，微通道 的直径在 １ ． ２ 朋 之 间，为 了 减 小冷剂阻力 ，将 多个铝扁 管并联于两集管之 间，集 管 内用隔 板将 每个流程隔开 ，不 同流程 设置管数可 以不 同，根据 需要配 置 。因而与管带式换热器相 比，阻力减少很多 ，换 热效率也得 到 很大改善 。其换热机理类似 于换热毛细管 的换热机理 ，随着 孔径 的减小，换热系数有所增加 。空气侧焊接高效 的百叶窗式 铝肋 片，增加空气 的对流换 热。整个 换热器布置紧凑 ，而且 换 热 效率很高，是最近几年才 出现 的一种新型换热器 。 ４平行 流换热器在家用空调应用 中的存在问题 ． 平 行流换热器既作为一种 高效紧凑的换热器 ，并且在汽 车 空调中作为冷凝器使用取得 了成 功的经验 ，因而就有人产 生了 将其用 于家用空调 的想法 。平行 流换热器用于家用 空调有 以下 几个方 面的 问题还未得到很好 的解 决 ： （ １ ） 由于平行流换热器采用 扁平铝管和百 叶窗铝肋 片，如 放置不 好，在湿工况下冷凝水就 容易在扁管上积存 ，从而使 换 热 效率 降低 。（ ２ ）平行流换热器 的集 管结构在两相流情况 下易 造成分 液不均一，从而使部分扁 平管 内冷剂液体较少 ，使蒸 发 器面积 不能充分利用 。（ ３ ）平行流换 热器作为蒸发器使用会对 制冷系 统回油有何影响 ？目前还未有文献对此作过 论述 。 流 换热器 由于采用扁管 ， 只能在垂直扁平面方 向进 行弯 曲， 因此它 不可能象管片式换热器那样很 容易做成各种形状 。 换 热效率的提高，制冷系统 的冷凝 温度将有所 降低 ，而蒸
浅谈平行流换热器应用问题成因及处理方法
浅谈平行流换热器应用问题成因及处理方法一、换热芯体堵平行流换热器的芯体堵，分芯体内侧内堵和外侧长期运转尘堵两种。
内侧内堵主要失效模式为多孔扁管端面成型变形和芯体组装后钎焊内堵。
芯体长期运转后换热器会聚集灰尘，随着运行时间的加长，换热效果会严重衰减，但由于换热器翅片的结构所限，灰尘清理起来较困难而导致的尘堵，在尘堵情况下，系统过载保护时排气压力较翅片式换热器偏高。
多孔扁管端面成型变形有效控制措施为定期更换成型刀具，质量检验人员定期检查端面变形程度，可采用显微镜观看变形量，及时发现因刀具磨损导致端面变形严重。
同时也有必要采用微孔直通规进行检验。
多孔扁管被装配至集流管中心位置，因此芯体组装后钎焊内堵失效频率较小。
对于尘堵的避免，需要缩减换热器的清洗间隔时间，避免污垢聚集较厚时清理。
二、芯体泄漏平行流换热器其特殊结构方式，该产品容易出现损伤导致芯体泄漏的现象。
芯体泄漏主要存在于钎焊不良导致泄漏和运输、安装过程中碰伤泄漏。
出现钎焊不良导致泄漏，有可能的原因是焊锡涂料的均匀性问题和焊锡涂料较薄引起的。
另外微通道换热器通过钎焊炉整体焊接，钎焊炉温度的控制对焊接的质量影响较大，一般控制在577℃到612℃，温度过低有可能导致焊锡不熔化，温度过高有可能导致焊锡向翅片扩散。
运输、安装过程中碰伤泄漏也占泄露问题的较大比例。
因微通道冷凝器其特殊结构参数，其多孔扁管壁厚只有0.3mm左右，外加部分区域无翅片保护，该区域很容易被破坏泄漏。
另外平行流换热器最早应用在汽车空调上，换热器与管路多数采用柔性连接，而家用空调要求的特殊性，绝大部分采用焊接的方式，因此震动泄露的可能性会更大。
建议：每件微通道冷凝器都要经过约3.5Mpa压力氮气检测，同时在整机上线时再次全检，避免有漏点的换热器进入整机生产线。
对于运输、安装过程中碰伤泄漏需要在空调生产组装期间对员工进行培训，从工艺指导文件进行控制。
同时也要加强运输过程中的包装控制，换热器之间应有一定间隙并用可重复使用的木箱包装；整机上设置可靠的防护结构；改善扁管设计，比如在换热器迎风侧增加壁厚；设计可靠的补救措施。
汽车空调暖风系统平行流换热器换热性能研究
汽车空调暖风系统平行流换热器换热性能研究韩赛赛;柳建华;赵永杰;张良【摘要】平行流换热器以其结构紧凑、换热效率高的特点已广泛应用于汽车空调中.简要介绍了汽车空调暖风系统平行流换热器结构,采用计算流体力学(CFD)数值模拟方法对平行流换热器的换热性能进行了分析,比较了空气侧风速和水流量对其换热量和流动阻力的影响.模拟结果表明:在增加相同百分比的情况下,增加空气侧风速比增加水流量对换热器换热量的影响大16%左右,但增加空气侧风速和水流量对换热器换热能力的影响均有限;随着风速的提高,换热量增加率逐渐减小,而空气侧阻力增加率越来越大;随着水流量增加,水侧压降增大非常明显;但两者增加对空气侧出口温度影响均不明显.%The parallel-flow heat exchanger was widely used in the automotive air conditioner with the advantages of compact structure and high heat transfer efficiency.The structure of parallel-flow heat exchanger for the warm air system in the automotive air conditioner was introduced.Numerical studies were conducted on its flow and heat transfer characteristics.The effects of air velocity and water volume flow on the heat transfer and resistance was compared.The results showed that the effect of increasing air velocity on the heat transfer was 16% larger than that of increasing water volume flow with the same percentage.But their effects on the heat transfer capacity were limited when both of them increased.With the rising of air velocity, the increasing rate of heat transfer decreased while that of resistance on the air side increased.The pressure drop was also obvious when the water volume flow increased.The effect ofair velocity and water volume flow on the outlet temperature of air side was not obvious.【期刊名称】《能源研究与信息》【年(卷),期】2016(032)004【总页数】5页(P207-211)【关键词】平行流换热器;换热性能;风速;水流量【作者】韩赛赛;柳建华;赵永杰;张良【作者单位】上海理工大学能源与动力工程学院/上海市动力工程多相流动与传热重点实验室, 上海 200093;上海理工大学能源与动力工程学院/上海市动力工程多相流动与传热重点实验室, 上海 200093;中国船舶重工集团公司第七○四研究所, 上海 200031;上海理工大学能源与动力工程学院/上海市动力工程多相流动与传热重点实验室, 上海 200093【正文语种】中文【中图分类】TB657.5目前有关汽车空调的研究主要集中在制冷系统的仿真与实验，而关于暖风系统的研究很少，特别是关于非独立的暖水式换热性能研究更不多.陈江平等［1］从使用新工质及采用新技术等方面介绍了国内外汽车空调系统发展趋势;周益民等［2］建立三维数值模型，研究了百叶窗翅片开窗角度和换向区长度对平行流换热器换热性能的影响，可为其优化设计提供依据;董军启等［3］通过试验比较了翅片间距和高度对平行流换热器表面换热和阻力性能的影响，通过分析试验数据获得了j因子和f 因子试验关联式;国内外对平行流换热器在微通道内的流动、压降及传热系数进行了大量研究［4］.关于暖风系统的平行流换热器的研究主要集中在百叶窗翅片角度、间距、高度和扁管等对其换热和流动性能的影响，然而工质的工况对其性能也有重要影响.所以本文主要分析空气侧风速和水流量对其换热和流动性能的影响并将两者进行比较.1.1 平行流换热器结构平行流换热器（PFC）是一种新型的换热器［5］，多用于汽车空调，主要由多孔扁管和波纹型百叶窗翅片构成.暖风系统平行流换热器结构如图1所示，图中：Fh为翅片高度;Ld为百叶窗宽度;Lh为百叶窗高度;Lp为百叶窗间距;α为百叶窗角度;Fp为翅片间距.平行流换热器结构参数如表1所示，其中Ft为翅片厚度.工质水在多孔扁管中流动，空气垂直流过波纹翅片并与水进行换热.平行流换热器的主要特点是比表面积大，换热效率高，结构紧凑，空气侧压降较小，水侧换热性能增加时阻力减小，扁管和翅片的接触热阻较小，纯铝制品有利于回收等.本文主要介绍一种应用于汽车空调暖风系统的平行流换热器的换热性能，在不同水流量和空气侧风速下通过模拟仿真对其换热性能进行分析.而目前国内对平行流换热器的研究还比较少，本文旨在为国内平行流换热器设计提供参考.1.2 水暖式汽车暖风装置汽车暖风装置是汽车冬季运行时供车内取暖的设备总称，其种类较多.按其所用热源可分为余热式采暖系统和独立式采暖系统，其中余热式采暖系统又分为水暖式和汽暖式两种.水暖式采暖系统主要是以发动机冷却水的余热为热源，将热水引入换热器，由风扇将车内或车外空气吹过换热器使之升温［6］.与气暖式系统相比，水暖式发动机的冷却液温度比较适宜且散热均匀，不会出现局部温度过高而烫伤乘客，亦不会出现因排气中的SO2等杂质长时间腐蚀换热器管壁造成因泄漏废气而中毒的现象，水暖式发动机在国内外生产的轿车、大型货车、采暖要求不高的大客车中已得到采用;与独立式采暖系统相比，水暖式发动机不需另外的燃料及相关设备，易获取热源，设备简单，节能环保，运行经济.在流动换热过程中，空气从换热器一侧流入，然后与扁管和翅片相互作用进行对流换热，通过增加空气侧风速，能够增强空气流动的扰动，增强换热;增加工质水流量，可以增强换热器的换热性能.在开发汽车空调系统时，需要掌握的换热器性能数据可以通过实验获得，但在实验前进行数值模拟分析，可以大大缩短开发周期和降低成本.目前模拟时大多采用二维数值模型，其结果有待进一步考证.本文通过对百叶窗翅片进行三维数值模拟，进一步考察数值模拟的准确性以揭示百叶窗翅片的强化传热与流动机理［7］.为简化模型，首先对模型作以下假设：①换热过程为三维稳态换热;②空气、工质水均为理想的不可压缩流体，各点参数不随时间变化;③空气在整个迎风向上均匀分布;④扁管、百叶窗肋片表面具有相同的粗糙度，肋片和扁管焊接良好，连接光滑，不考虑加工因素的影响.2.1 控制方程流体的连续性方程为式中：ui为速度矢量在i方向上的分量;xi为i方向上的坐标.动量守恒方程式中：uj、ul分别为速度矢量在j、l方向上的分量;xj、xl分别为j、l方向上的坐标;ρ为密度;μ为动力黏度.能量守恒方程为式中：cp为比热容;λ为导热系数;T为温度.k方程式中：Gk为由层流速度梯度产生的湍流动能;Gb为由浮力产生的湍流动能;G1s、G2s、G3s均为常量; σk、σε分别为k方程和ε方程的普朗特数;μt为湍流涡黏性系数;k为湍流动能;ε为耗散率.2.2 边界条件由于流动处于湍流状态，经对比分析选择了标准的k-ε模型.该模型是目前应用较广、受检验最多、数值求解技术最成熟的湍流模型，且对于平行流换热器的模拟有较高的稳定性.定义工质水入口处为流量入口边界，给定入口流量、水温（355 K）（根据汽车空调常用设计标准确定），定义出口处为压力出口边界;定义入口空气处为速度入口边界，给定入口速度、空气温度（290 K）（根据汽车空调常用设计标准确定），定义出口处为压力出口边界;平行流换热器为纯铝制材质［8］.2.3 数值模拟方法整个计算区域的网格划分是通过Fluent软件前处理程序Gambit进行.为节省计算空间，采用六面体和楔形单元相结合的方法对网格进行划分，并对网格加密处理，网格数约为300万.定义每个方程的收敛条件中平均残差绝对值不大于1.0×10-6.本文模拟采用商用软件Fluent 6.3对计算区域进行求解.2.4 仿真模拟结果与分析由于换热器实际工作时水温取决于发动机工作情况，水流量可通过阀门调节，空气侧风速亦可调节，故本文只选择水流量和空气侧风速作为自变量进行分析.换热器迎面风速分别为2.0、2.5、3.0、3.5、4.0 m·s-1，水流量分别为5、6、7、8、9 L·min-1.通过仿真模拟得到汽车空调暖风系统平行流换热器换热量、水侧压降、空气侧压降、空气侧出口温度的变化和分布.图2为在不同风速和水流量下换热器换热量和空气侧出口温度的变化，图3为不同风速下空气侧阻力的变化，图4为不同水流量下水侧阻力的变化.由图2、3可知，对于一定结构的换热器，随着迎面风速的增加，空气侧换热量不断增大，空气侧阻力也增大，而且空气侧换热量在低风速下增长较快.换热器换热量的增加有以下两点原因：一是在紧贴翅片的空气流薄层内，由于分子导热，热边界层被来自翅片的热量加热，同时向前运动，空气风速增加，热边界减薄，热阻减小，空气侧传热系数增大;二是风速增大，空气滞留翅片上的时间相对缩短，温升小，与换热器温差大，故换热效果好.但对比图2、3可以发现，随着风速的提高换热量增加率逐渐减小，而空气侧阻力增加率越来越大.这是因为阻力随空气侧风度的二次方左右增加，并且对于一定结构冷凝器存在一个临界风速即换热量随风速增加趋于定值［9］.故只靠提高风速增加空气侧换热量是有限的，在增加换热量和阻力之间进行选择，是确定换热器迎面风速时必须考虑的问题.由图2可知，对于一定结构的换热器，随着迎面风速相对于2 m·s-1依次增加25%、50%、75%、100%时，空气侧出口温度有降低趋势，但降低幅度较小，不会影响其舒适性.空气侧出口温度降低是因为风速增加，换热时间不足，但是在风量一定、热水源充分的情况下，空气侧出口温度不会有明显下降［10］.由图2可知，水流量对换热器换热量有较大影响.随着水流量增加，其对应的换热量逐渐增加，起初水流量增加12%时，换热量增加3.2%，最后水流量增加80%时，而换热量只增加6.6%.因此，通过增加水流量来增加换热器的换热能力也是有限的.对于一定结构换热器，水流量增加即流速增大，流动状态由层流变成紊流，换热强度变化较明显.空气出口侧温度与水流量变化非常相近，这是因为对于一定结构的换热器，在一定风量、进风温度、进口水温下，水流量对换热性能起决定性作用［11］.由图2可知，增加空气侧风速比增加水流量对平行流换热器换热量的影响更大，在增加相同百分比的情况下，增加风速比增加水流量对换热器换热量的影响大16%左右.这是由于空气侧热阻对换热性能的影响大于水侧的影响.但从图4可知，水流量增大，水道中水的流速增加，水的流动阻力明显增大，增加了循环水泵的功耗.本文利用仿真模拟计算了某汽车空调暖风系统平行流换热器的换热特性，分析了风速、水流量对换热性能的影响：（1）增加空气侧风速比增加水流量对平行流换热器换热量的影响大。
影响换热器换热效果原因分析
影响换热器换热效果原因分析(转载)某热电厂2004年实施了循环水供热工程，该工程设计供热面积100万m2，当年完成主支管网敷设工作，并在采暖季投入试运行。
该系统经过一个采暖期的运行，能够较好的满足用户用热所需。
但是，也有部分设备在运行中也暴露出了个别缺陷。
一、运行中遇到的问题：该系统在整个采暖季中，存在的主要问题是尖峰加热器换热量不足。
该换热器安装在循环水供水旁路，主要作用有两点：一是在冬季温度最低几天中，利用蒸汽加热供水，提高供水温度，满足用户所需；二是该换热站循环泵一台使用小汽轮机拖动，加热器用来消耗小汽轮机的作功乏汽，减少能量损失。
该换热器采用是双纹管式换热器，其设计参数：流量G=1500t/h，换热面积F＝170m2，设计进汽参数t＝180℃，P=0.2MPa，循环水进出口温差△t＝15℃。
该换热器在投入运行期间，出入口水温度差△t仅在5℃左右，虽经调整，效果不大，其作用无法充分发挥。
二、原因分析常见的换热器换热效果不佳的原因大致有以下几种：（一）换热器选型过小，造成换热量不足该换热器厂家提供的换热面积为170m2，我们对换热器的换热面积进行了校核计算：1、加热给水所需热量为：Q＝cm△t＝4.1868×1500×103×15＝9.4×107KJ/hC――水的比热容，KJ/kgm――换热器设计循环水量，t/h△t――换热器设计温差，℃2、加热给水耗汽量为：D=39.072t/hD――蒸汽流量，t/h——180℃蒸汽焓值（0.2 Mpa）——100℃饱和水焓值（外界压力）3、在该蒸汽参数下，加热设计循环水量，所需换热面积：A0――传热面积，m2△t—加热介质和被加热介质的对数平均温差，℃= =72℃--加热器进口温度，180℃-加热器出口设计水温，70℃―加热器进口设计水温，55℃―加热器疏水温度，取100℃η——取0.98K――传热系数，w/（m2•℃）查表，汽—水换热器的换热系数取K=2621KJ/m2•℃将各数带入公式，求得：＝141.5 m24、换热器实际换热面积：A=πdL×1150＝3.14×0.0226×2×11＝163.2172 m2d——波纹换热管外径，mL——波纹换热管长度，m1150——换热器内波纹管数量A＞A0由上得出实际换热器面积满足换热所需，因此换热器换热量不足的问题并非换热器换热面积不足造成。
平行流换热器
平行流换热器
平行流换热器（简称PFC）是一种新型的换热器，由美国摩丁（modine）公司最早提出并申请专利，是用来替代原来在汽车空调的管片式冷凝器，后来经过日本昭和铝等公司在两端集管中增加隔板形成不同回路而称之为多元流换热器（简称MFC，Multi-Flow Condenser），主要由多孔扁管和波纹型百叶窗翅片构成。
其基本构成见下图：
其换热原理来源于微通道理论，在扁管两端分别插入左集管和右集管，利用设置在左集管和右集管上的隔板分隔而形成串连通道，翅片和集管表面涂敷有钎料和钎剂，整个芯体通过夹具夹持，通过NOCKLOCK钎焊炉整体焊接而成。
依据集流管分不分段，又可分为多元平行流式和单元平行流式。
单元式的集流管不打断，制冷剂流动方向一致；多元式的，集流管中有隔片打断，每段管数不同。
其最大特点就是换热高效、结构紧凑。
目前主要应用于特种空调，比如汽车空调等，但现在也有用于家用空调乃至热泵机组的相关研究；而且，因平行流换热器内的扁管如直径微小（一般小于1mm），属于一种微通道换热器，其换热性能更有明显改变，具体其内部结构方面可见下图：
和管片式换热器相比，平行流有以下优点：
1、由于扁管不流通，面积小于圆管，因此空气侧阻力小；
2、翅片效率和翅片当量高度成反比，管片式由于U型传热管弯曲半径限制，而平行流无此限制，因此翅片效率高；
3、平行流可以灵活调整流程的扁管分布，使制冷剂侧换热能力增加时而阻力减小；
4、扁管和翅片的焊接方式决定了扁管和翅片的接触热阻小；
5、容易回收。
系统工况对微通道平行流气冷器换热性能的影响
匀
系统
工
况 对 微 通 道 平行 流
朱传 芳
( 华 南理
工
，
气冷 器 换 热 性 能 的 影 响
李 慧娟
广 东广 州
5 10 6 4 0 )
大 学机 械 与 汽 车 工 程 学 院
，
氧化碳 作为 制冷剂 的跨 临界试 验 系统 结 合微 通 道 平 行 流 气冷器 进 行 实验 进 行 实验 研 究
器上 平 均 分 布 有 热 电 偶 温度 传 感 器 ；各个 压力 、温 度 、流
量 传 感 器 分 别 与计 算 机 相连 ，实 验 过 程 中计 算 机 自动采 集
４实验 结 果 及 分 析
如图 １ 所 示 ，实 验 过 程 中系 统 压 力 、通 过 平 行 流 气 冷
器的 Ｃ Ｏ 流 量 、气 冷 器 进 出 口 Ｃ Ｏ 温 度 以 及 气 冷 器 表 面 温
冷剂 是 处 于超 临 界 状 态 ．在 放 热 过 程 中没 有 相 变 区 ，在 实
二
所 以微
。
氧 化碳 汽 车 空 调 系统 中
本 文 主 要 研 究 二 氧化 碳 制冷 系统工 况 变 化对 微 通 道 平 行 流
气冷器换热 效果 的影 响 Nhomakorabea。
图 1
实验 系统 图
收 稿 日期
：
200 9
—
12
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14
从 图 １可 知 ．同时 调 节 压 缩 机 出 口处 并 联 的两 个 截 止 阀开 度 可 以控 制 通 过 平 行 流气 冷 器 的 Ｃ ０ ： 流量 ，其 数值 可
具 有 良好 的 热 力 性 质
它 的单
热 泵 系统 基 础 上
管壁厚度对平行流换热器性能的影响
Ｌ＝６ ２ｍｍ， ｂ＝２ 宽 ５ｍｍ， ｅ ． 高 ＝０ １ｍｍ， 当量 直
径ｄ Ｈ＝０ １９ｍｍ。外 壁 尺 寸 为 Ｌ×Ｗ ×Ｈ ＝６ ． ９ ２
ｍｍｘ２ ． ×８ １ｍｍ， ５ ２ｍｍ ． 通道 外表 面 与外界 环境 绝 热 。原理 图如 图 １所 示 ， 微 通 道 上 下 ２个 面 在
ｔ ｅｗａｌｔ ｉｋ ｅ ｓｏ ｕ ｅｃ ｎ ｎ ｔｂ ｅ ｌｃｅ ． ｈ ｌ ｈ ｃ ｎ ｓ ｆｔ ｂ ａ ｏ ｅｎ ｇｅ ｔｄ
ＫＥＹ Ｗ ＯＲＤＳ ｐ ｒ ｌ ｌ ｌ ｗ ｙ ｅ ｈ ａ ｘ ｈ ｎ ｅ ： ｏ ｃ ｄ ｃ ｎ ｅ ｔｖ ｈ ａ ｒ ｎ ｆ ｒ ａ ａ ｌ ～ ｏ ｔ ｐ ｅ ｔ ｅ ｃ ａ ｇ ｒ ｆ ｒ ｅ ｏ ｖ ｃ ｉ ｅ ｅ ｔ ｔ ａ ｓ ｅ ：ｗａ ｌ ｅ ｆ ｌ
器 。微通 道换 热器 具有 体 积 小 、 量 轻 ， 位 体 积 质 单 内传 热面 积 大 等 优 点 ， 近 年来 换 热 器 发 展 的趋 是 势 。关 于平 行 流换 热 器 的研 究 ， 多 是 侧 重 于换 大 热器 的换 热 性 能 ， 对 扁 管 内 的 流 动 与 换 热 机 制 并 研究 甚少 ， 且 在 对 管 内流 动 与 换 热 进 行 计 算 和 并
ｔ ｐ ｅ ｔｅ ｃ ｎ ｅ ｙ ｅ ｈ ａ ｘ ｈａ ｇ ｒ
Ｌｉ ｅ Ｚ ｕ Ｃｈ ｎ ｉ ｇ ｕＷ ｉ ｈ ｕ ｌ ｎ
（ ｎｉｇ Ｕｎｖｒｉ ｆ ｒ ｎ ｕｉｓ ｎ ｔ ｎ ｕｉ ） Ｎａｊ ｉｅｓ ｙｏ ｏ ａ ｔ ｄＡｓｒ ａ ｔ ｓ ｎ ｔ Ａｅ ｃａ ｏ ｃ
干盘管用平行流换热器翅片参数对空气侧换热系数及压降的影响
Ｅｆｅ ｔｏ ｎ ｒ ｍ ｅｅ ｓＯ ｌＡｉ ｓｄ ａ ａ ｓ ｅ ｎ ｒ ｓ ｕ ｅ ｒ ｐ ｆ ｃ ｆＦｉ Ｐａ ａ ｔｒ ｉ ｒ— ｉ ｅ Ｈｅ ｔＴｒ ｎ ｆ ｒ ａ ｄ Ｐ ｅ ｓ ｒ ｄ ｏ ｏ ｒ ｌ ｌＦｌｗ ａ ｔＥｘ ｈ ｎ ｅ ｎ Ｄｒ — ｏ ｌ ｆＰａ ａｌ ｏ Ｈｅ ｃ ａ ｇ ｒ ｉ ｙ— ｃ ｉ ｅ
收稿 日期 ：２１ ００—９ —１ 作者简介 ：林泉来 （９ ５ ，男 ，硕士研究生 ，研究方向 ：空调 系统理论与建筑环境控制技术 。Ｅ—ｍ ｉ ｌｑａｌ ＠１３ ｅｍ １８ 一） ａｈ ｉ ｕｎａ ６ ．ｏ ｎ ｉ
Ｎｏ． ， ２ １ ４ ０ ０， Ｄ ｃ． ｅ
Ｖ １ ９（ ０ ｌ ｏ． １ ｏ． Ｔ ｔ ２ ａ Ｎ １３）
林泉来 ，裴清清
（广 州 大 学 土 木 工 程 学 院 ，广 东 广 州 ５００ １０６）
［ 摘要］ 为 了使平行 流换热器在干盘管 中得到推广应用 ，本文根据传 热及压 降关联式 ，采用数值模拟计算
的方法 ，研 究了干盘管用平行流换热器翅片参数对其空气侧换热性能及压 降的影响 ，为干盘管用平行 流换
风面积换 热量 和总换 热量 得 以提高 ，故 平行 流换 热 统换热 器作 了对 比实验研 究 ，结果 表 明 ，平 行流 换 器 比其 它风冷 式 的换 热器具 有更 好 的换 热 能力 。平 热 器不论 是从传 热性 能 ，阻力 性能 ，体 积 ，重量都
行流换 热器作 为高效 紧凑 型换 热器在 汽 车 空调 中得 优 于传 统 的换 热器 ，是干 盘管换 热器最 好 的选 择 。 到广泛使用 ，但是在干盘管中的应用还没有 。 应 用于 干盘管 中的平 行流 换热 器 ，由于 其迎 面 干盘管一 独立 新风 空调 系统能 够有 效 改善 室 内 风速变 化对 空气侧 换热性 能 的影 响较大 ，从 而影 响
不同流程平行流换热器换热性能分析
不同流程平行流换热器换热性能分析
崔四齐;耿树伟;白静;贾一飞
【期刊名称】《节能》
【年(卷),期】2024(43)2
【摘要】采用3个不同流程布置的微通道换热器进行循环水冷散热实验,研究不同流程及风速布置下的微通道换热器的换热性能。
换热器的水冷介质为乙二醇溶液,具有凝固点低、比热高的特点,能够满足不同地区室外环境温度需求。
结果显示:不同流程布置对微通道换热器的换热量和压降有影响,随着流程数的增加,换热器的换热量和压降都随之增加,4流程换热器比1流程换热器换热量最多增加了11.1%,增长速率随着风速和流量的升高逐渐减小;而4流程换热器比1流程换热器的压降最多增大了150%,增长幅度随着流量的增加而增加。
【总页数】3页(P62-64)
【作者】崔四齐;耿树伟;白静;贾一飞
【作者单位】中原工学院
【正文语种】中文
【中图分类】TK172
【相关文献】
1.不同板式叉流空气-空气换热器换热特性模拟
2.干盘管用平行流换热器翅片参数对空气侧换热系数及压降的影响
3.汽车空调暖风系统平行流换热器换热性能研究
4.结霜工况下平行流换热器的换热性能
5.平行流换热器管内换热的数值模拟研究
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汽车空调平行流蒸发器换热性能分布特性分析方法
２０１０年第３期制冷技术４３汽车空调平行流蒸发器换热性能分布特性分析方法刘维华豢（上海加冷松芝汽车空调股份有限公司，上海２０１１０８）【摘要】本文探讨了汽车空调平行流蒸发器换热性能的分析方法。
将平行流蒸发器沿制冷剂流动方向划分为小的计算单元。
每一单元采用８一ＮＴＵ（传热效率一传热单元）算法，计算出各个单元的换热量，从而可以得出整个换热器的换热性能分布特性。
计算使用的输入条件和部件实验测试条件一致，使本文的分析方法和结果具有很强的实用性。
【关键词】平行流蒸发器分布特性ＡｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄｆｏｒｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆＭＡＣｐａｒａｌｌｅｌｆｌｏｗｅｖａｐｏｒａｔｏｒ“ｕＷｅｉｈｕａ（ＳｈａｎｇｈａｉＳＯＮＧＺａｕｔｏｍｏｂｉｌｅａｉｒｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１１０８，Ｃｈｉｎａ）【Ａｂｓｔｒａｃｔ】ＨｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆＭＡＣＰＦＥｅｖａｐｏｒａｔｏｒｉｓｓｔｕｄｉｅｄ．ＩｎｔｈｉｓａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄＰＦＥｅｖａｐｏｒａｔｏｒｉｓｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｅｌｅｍｅｎｔｓａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏａｉｒｆｌｏｗａｎｄｒｅｆｒｉｇｅｒａｎｔｆｌｏｗｄｉｒｅｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｅ—ＮＴＵｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｓｅｍｐｌｏｙｅｄｉｎｅａｃｈｅｌｅｍｅｎｔｔｏａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｔｕｄｙｆｏｒｔｈｅｅｖａｐｏｒａｔｏｒ．【ｋｅｙｗｏｒｄｓ】ｐａｒａｌｌｅｌｆｌｏｗｅｖａｐｏｒａｔｏｒ，ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ０前言平行流蒸发器是新一代的汽车空调蒸发器，其特点是换热效率高、表面温度分布均匀等。
我们的实验表明，同样迎风面积的平行流蒸发器，（３８—４０）ｎｌｌｎ厚，可以替代６０ｍｍ及以上厚度的层叠式蒸发器，材料和空间得到大幅的节省。
平行于热流方向时,导热系数较大的原因
平行于热流方向时,导热系数较大的原因
【原创实用版】
目录
1.引言
2.平行于热流方向时导热系数较大的原因
3.结论
正文
【引言】
导热系数是一个物质导热能力的度量，它是热流密度和温度梯度之间的比率。
在许多实际应用中，我们关心物质在平行于热流方向时的导热性能，因为这决定了物质能否有效地传递热量。
本文将探讨平行于热流方向时导热系数较大的原因。
【平行于热流方向时导热系数较大的原因】
平行于热流方向时导热系数较大的原因主要有以下几点：
1.声子振动传导：在平行于热流方向时，声子在物质内部的振动方向与热流方向一致，这使得声子能够更有效地将热量从高温区传递到低温区。
因此，导热系数较大。
2.晶格结构：物质的晶格结构对其导热性能有很大影响。
对于某些具有较高导热性能的材料，例如金属，其原子之间的键结构使得声子在材料内部的传播更容易。
因此，当热流平行于晶格结构时，导热系数会较大。
3.缺陷和散射：在物质内部，缺陷和散射会影响声子的传播。
当热流方向与缺陷和散射方向平行时，声子传播受到的阻碍较小，因此导热系数会较大。
【结论】
综上所述，平行于热流方向时导热系数较大的原因主要包括声子振动传导、晶格结构以及缺陷和散射。
平行流换热器换热性能影响因素的分析_图文.
平行流换热器换热性能影响因素的分析1引言有集流管, 一致 ; 打断, 热效率高。
案, 人研究了 CO 2基础上, 模型, 验数据一致。
广东志高空调有限公司金听祥成剑林崐郑祖义强化换热。
从而降低空气侧流动阻力。
[7]j 关联式和摩擦因子 f 联式 [7] :【摘要】本文通过传热因子j 和摩擦因子f 了理论分析研究。
影响换热器换热性能的因素主要有 :迎面风速、齿片间距、角度、百叶窗间距、扁管微通道形状和扁管微通道孔数等。
结果发现 :间距和齿片高度都可以明显地提高换热器的换热性能。
【关键词】平行流换热器换热性能换热系数(2空气侧表面传热系数:(3空气侧压降 :(4其中, Nu 为努塞尔数; λa 为空气的导热系数 (w/m ・℃ , W F 为冷凝器扁管宽度, m ;为空气侧水力直径, 其表达式为 :(53平行流换热器换热性能影响因素分析 3.1迎面风速对空气侧换热系数的影响图1~4中显示了不同迎面风速对空气侧换热系数的影响。
由图1知, 当翅片高度为 6mm, 其他参数保持一定时, 迎面风速为1.5m/s和4.5m/s时, 它们对应的空气侧换热系数分别为 142W/(m 2・K和 268W/(m 2・ K。
从图2~3中也可以看出, 在相同情况下, 空气侧的换热系数随着迎面风速的增加而增大, 并且, 空气侧的换热系数在低速区增长较快。
但是, 对于不同结构的冷凝器均存在一个临界风速, 当风速超过临界风速时, 空气侧阻力就会快速增加, 而换热量趋于定值。
在优化设计平行流式冷凝器时, 应合理选择其结构, 使其迎面风速低于临界风速。
(3.2齿片高度对空气侧换热系数的影响从图 1知, 当迎面风速为3m/s, 其它结构参数不变情况下, 齿片高度为5mm时, 空气侧的换热系数为 257W/(m 2・K ;当齿片高度增大到8mm时, 空气侧的换热系数也相应地减小为158W/(m 2・ K。
从式 (5 中可知, 当平行流换热器在相同的扁管宽度、扁管数、迎面风速、齿片厚度和齿片间距的条件下, 减小齿片高度可以使得空气侧的水力直径减小, 使空气流经齿片时的流速增大, 从而可以提高空气侧的换热系数, 提高换热器的换热量。
平行流换热器疲劳故障分析及解决方案
（ 英格 索 兰气 候控 制公 司）
摘 要 为 了 降低 换 热 器 的 成 本 ， 行 流 技 术 的使 用 正 越 来 越 普 及 。但 是 平 行 流 换 热 器 存 在 机 械 强 度 低 、 平
不 耐疲 劳 的特 点 。本 文 针对 平行 流最 容 易 出现 的 疲 劳 断 裂 原 因 进行 分 析 ， 现 是 由 于其 内 部 压 力 和 热 应 力 发 造成 的疲 劳 破 坏 。针 对 该原 因重 新 修 改 此 处 的 设 计 ， 使 用 Ｆ Ａ对 设 计 修 改 前 后 的应 力 进 行 对 比 ， 证 设 并 Ｅ 验 计 修 改 的正 确 性 。
漏 现象 。笔 者对 某冷 藏 车 所 采用 的平 行 流换 热 器
的失效 问题进 行 了研究 。在 图 ２中 ， 发生 泄漏 部位 在 集流 管和安 装 支 架之 间 的焊 接 处 。该 部位 接 近 高 温制 冷剂 人 口， 平 行 流 换 热 器上 温度 最 高 的 是
颈 。笔者介 绍 制冷运 输 机 组 在使 用 平 行 流 中所 遇 到 的一些疲 劳 断裂 问题 及 其解决 方 案 。
①集 流管 ②支 架 ③扁 管 ④翅 片 ⑤侧 护板 ⑥出 口管 ⑦入 口管
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平行流换热器换热性能影响因素的分析
1引言
有集流管, 一致 ; 打断, 热效率高。
案, 人研究了 CO 2基础上, 模型, 验数据一致。
广东志高空调有限公司
金听祥成剑林崐郑祖义
强化换热。
从而降低空气侧流动阻力。
[7]j 关联式和摩擦因子 f 联式 [7] :
【摘要】本文通过传热因子j 和摩擦因子f 了理论分析研究。
影响换热器换热性能的因素主要有 :迎面风速、齿片间距、角度、百叶窗间距、扁管微通道形状和扁管微通道孔数等。
结果发现 :间距和齿片高度都可以明显地提高换热器的换热性能。
【关键词】平行流换热器换热性能换热系数
(2
空气侧表面传热系数:
(3
空气侧压降 :
(4
其中, Nu 为努塞尔数; λa 为空气的导热系数 (w/m ・℃ , W F 为冷凝器扁管宽度, m ;
为空气侧水力直径, 其表达式为 :
(5
3平行流换热器换热性能影响因素分析 3.1迎面风速对空气侧换热系数的影响
图1~4中显示了不同迎面风速对空气侧换热系数的影响。
由图1知, 当翅片高度为 6mm, 其他参数保持一定时, 迎面风速为1.5m/s和4.5m/s时, 它们对应的空气侧换热系数分别为 142W/(m 2・K和 268W/(m 2・ K。
从图2~3中也可以看出, 在相同情况下, 空气侧的换热系数随着迎面风速的增加而增大, 并且, 空气侧的换热系数在低速区增长较快。
但是, 对于不同结构的冷凝器均存在一个临界风速, 当风速超过临界风速时, 空气侧阻力就会快速增加, 而换热量趋于定值。
在优化设计平行流式冷凝器时, 应合理选择其结构, 使其迎面风速低于临界风速。
(
3.2齿片高度对空气侧换热系数的影响从图 1知, 当迎面风速为3m/s, 其它
结构参数不变情况下, 齿片高度为5mm时, 空气侧的换热系数为 257W/(m 2・K ;当齿片高度增大到8mm时, 空气侧的换热系数也相应地减小为158W/(m 2・ K。
从式 (5 中可知, 当平行流换热器在相同的扁管宽度、扁管数、迎面风速、齿片厚度和齿片间距的条件下, 减小齿片高度可以使得空气侧的水力直径减小, 使空气流经齿片时的流速增大, 从而可以提高空气侧的换热系数, 提高换热器的换热量。
但是, 由于换热量的提高使得制冷剂流量增大, 而扁管数不变, 使得制冷剂压降增加, 温差减小。
3.3齿片间距对空气侧换热系数的影响在平行流换热器中, 齿片间距不仅影响空气侧的水力直径, 同时还影响空气流动效率。
由图2显示当迎面风速为
1.5m/s 时, 其它结构参数不变情况下, 齿片间距为 1.2mm时, 空气侧的换热系数为109W/ (m 2・ K ;当齿片间距增大到1.8mm时, 空气侧的换热系数相应地减小为
99W/(m 2・ K 。
从式 (5 中可知, 减小齿片间距可以减小空气侧的水力直径, 同时可以增大换热器单位长度的换热面积, 提高空气侧的换热系数, 从而提高换热器的换热性能。
3.4百叶窗角度对空气侧换热系数的影响
若大多数气流经过齿片的百叶窗流过,
则认为大多数气流与齿片的百叶窗的传热
是有效的 ; 若大多数气流未经齿片的百叶
窗而从通道中直接流过的, 则认为大多数
气流与齿片的传热是无效的。
因此, 空气侧
的传热系数与百叶窗的角度也有很大关系。
从图3中明显可以看出, 当迎面风速为3m/
s时, 百叶窗的角度从18°变化到33°时,
空气侧的换热系数也从127W/(m 2・K 增
大到 177W/(m 2・K 。
因此, 在适当的工艺
条件下, 为了提高空气侧的换热系数, 可以
适当增大百叶窗的角度。
3.5其它因素对平行流换热器性能的影响
百叶窗间距、扁管微通道的形状和
扁管微通道孔数等都会对平行流换热器
性能产生一定的影响。
由图4知, 当迎面
风速为3m/s时, 百叶窗间距从0.8mm增
加到 1. 3m m 时,空气侧的换热系数从
154W/(m 2・K增大到 158W/(m 2・K, 变
化幅度不大。
表明百叶窗间距的变化对
空气侧传热系数影响不大。
不同扁管微通道形状影响平行流换热
器的换热性能。
三角形微通道的传热性能
比矩形的差, 压力损失比矩形的大。
在相
同扁管宽度的情况下, 多孔三角形微通道
的换热性能低于多孔矩形微通道。
多孔三角形微通道的制冷剂出口压力比多孔矩形微通道的降低了2.1%~9.9%, 换热量减少了 17%~25%。
虽然在相同的扁管宽度的情况下, 多孔三角形微通道增加了制冷剂润湿周长, 但有效传热面积并没有增加, 所以多孔三角形微通道换热性能低于多孔矩形微通道 [8]。
因此, 目前的平
行流换热器中主要采用多孔矩形微通道。
同时, 扁管微通道孔数越多, 换热器的换热性能越好。
4结论
①空气侧的换热系数随着迎面风速的增大而增加。
但是, 为了减小噪音和控制迎面风速在临界风速范围内, 根据不同的平行流换热器结构, 迎面风速应控制在一个合理的范围之内。
②在一定条件下, 减小齿片高度和间距, 都可减小空气侧的水力直径, 提高空气侧的换热系数, 从而提高换热器换热性能。
③其它因素如百叶窗角度和间距等也对会对空气侧的传热系数产生一定的影响, 但是影响较小。
同时, 扁管微通道形状和扁管微通道孔数也会影响微通道内制冷剂
图1齿片高度对空气侧换热系数的影响图2齿片间距对空气侧换热系数的影响图3百叶窗角度对空气侧换热系数的影响图4百叶窗间距对空气侧换热系数的影响。