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干工况用多流程平行流换热器的设计与实验研究

林泉来  
【摘要】:传统空调采用热湿联合处理方式存在能源浪费、湿度难以控制、空气品质等问题。干工况风机盘管加新风空调系统采用温湿度独立控制方式可以有效的解决这些问题。风机盘管实现干工况运行要求表冷器进水温度较高(高于室内空气露点温度),与传统空调相比,换热温差减小,换热量减小。为消除室内显热负荷,通过增大换热面积或加大风量,将造成设备体积大,投资费用高和安装的不便。 平行流换热器是汽车空调广泛应用的高效紧凑式换热器,采用铝制微型通道扁管与百叶窗翅片总成设计,从强化换热角度出发,可以解决表冷器干况运行时换热量小,体积过大的问题。首先在充分调研的基础上,结合干工况条件对于翅片管式、管带式、平行流式换热器进行了性能对比分析。然后分析了平行流换热器用于干工况作表冷器的可行性。对平行流换热器进行了表冷器的匹配设计和计算,并设计出多流程换热器。 在干工况条件下,对多流程平行流换热器的换热及阻力性能进行了实验测试。测试系统由空气循环系统、水循环系统和数据采集处理系统组成。保持水流量不变的情况下,测试不同流程平行流换热器换热量、换热系数、阻力随风速的变化情况。保持风量不变的情况下,测试换热量、换热系数、阻力随水流量的变化情况,并将测试数据处理成曲线图。对不同流程平行流换热器的换热性能和阻力性能进行比较分析。实验结果分析表明,相同实验工况下,增加水流程数可以增强换热器的换热效果,但同时也增大了水侧阻力。在实验工况下及水流量范围内,单流程平行流换热器的总传热系数在114.7~124.8 W m~2·K,二流程在117.1~128.7 W m~2·K,三流程在119.0~132.9 W m~2·K,四流程在121.1~137.7 W m~2·K,平行流换热器的总传热系数随流程增加的增幅为4%左右。相同水流量下,水侧换热系数随流程增加的增幅可达65%。在相同迎面风速下,水侧阻力随流程增加的增幅为40%~280%。因此,在允许水阻范围内,通过合理多流程设计,平行流换热器用于干工况作表冷器可以实现强化换热。


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