空氣源熱泵螺旋套管冷凝器換熱性能實驗研究.pdf

1、熱泵技術(shù)是一種行之有效的節(jié)能方法，廣泛用于采暖和加熱生活熱水，冷凝器作為熱泵熱水器的關(guān)鍵部件，其換熱效果直接影響著整個系統(tǒng)的性能。螺旋套管換熱器因其具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳熱效率高、二次流和制作簡單等優(yōu)點，在熱泵、制冷和空調(diào)等行業(yè)中都有著廣泛的應(yīng)用前景。研究熱泵熱水器螺旋套管冷凝器的換熱特性，對于熱泵熱水器的節(jié)能運行、螺旋套管換熱器的設(shè)計和推廣應(yīng)用等都具有重要的實用價值。
　　設(shè)計并搭建以R22為工質(zhì)的空氣源熱泵熱水實驗臺，冷凝器采用螺旋

2、套管換熱器，R22在內(nèi)、外管之間的環(huán)形通道中流動，水在內(nèi)管中流動，制冷劑與水采用逆流流動的布置方式。在冷凝器不同進水溫度、不同水量時，對螺旋套管冷凝器的換熱特性進行實驗測試，實驗的工況范圍為：水的體積流量為0.4—0.53m3/h，螺旋套管的進水溫度為17—34℃。
　　實驗測試了螺旋套管冷凝器的總換熱量、總換熱系數(shù)隨進水溫度、進水流量的變化，結(jié)果表明：螺旋套管冷凝器的總換熱量、總換熱系數(shù)隨著進水溫度的升高而減小，對于0.53m3

3、/h的水流量，當水溫由17℃上升到34℃，總換熱量、總換熱系數(shù)分別減小了約22.5％、16%。總換熱量、總換熱系數(shù)隨著內(nèi)管進水流量的增加而增大，對于進水溫度為17℃，當進水流量由0.4m3/h增加到0.53m3/h，總換熱量、總換熱系數(shù)分別增加了約20%、25%，當進水流量增加0.25倍時，總的換熱系數(shù)增加了約19%。
　　實驗測試了螺旋環(huán)形空間制冷劑的凝結(jié)換熱系數(shù)隨干度、進水溫度、進水流量的變化，結(jié)果表明：螺旋環(huán)形空間制冷劑的局

4、部凝結(jié)換熱系數(shù)隨制冷劑干度的減小而增大。水流量為0.53m3/h，當水溫由17℃上升到34℃，螺旋環(huán)形空間制冷劑局部凝結(jié)換熱系數(shù)由12%減小至10%。螺旋套管冷凝器制冷劑側(cè)換熱系數(shù)隨著內(nèi)管進水流量的增加而增大，同一進水流量下，制冷劑側(cè)凝結(jié)換熱系數(shù)隨進水溫度的降低而增大，當內(nèi)管進水流量增大0.22倍時，制冷劑側(cè)的換熱系數(shù)增大了約16%；當內(nèi)管進水流量增大0.08倍時，制冷劑側(cè)的換熱系數(shù)增大了約4%。
　　應(yīng)用文獻中發(fā)展的制冷劑在相近

5、流動通道內(nèi)的換熱計算關(guān)系式，通過合理的修正，計算得到制冷劑在環(huán)形通道內(nèi)的局部凝結(jié)換熱系數(shù)，并與實驗結(jié)果進行比較，結(jié)果表明：對于進水溫度為17℃，內(nèi)管進水流量為0.53m3/h時，R22在螺旋套管環(huán)形空間凝結(jié)換熱系數(shù)相對水平強化管No.1管、No.2管、No.3管凝結(jié)換熱系數(shù)分別提高了約60%、35%、24%；R22在螺旋套管環(huán)形空間凝結(jié)換熱系數(shù)相對修正后的螺旋管、水平套管式冷凝器低翅片管外凝結(jié)換熱系數(shù)分別提高了28.7%、6.8%。