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微通道冷凝器的回路设计及其技术优点
文章来源:本站 添加时间:2014-09-16

微通道冷凝器应用于大型商用空调时,主要优点:质量轻,制冷剂充注量少,结构紧凑,制造简单,连管管路简单,原材料成本低,仓储运输综合成本低。另外,由于是全铝结构,易于回收,更加环保,并且大大降低了翅片与铝管发生电解腐蚀的可能性,抗腐蚀能力提高。因此,越来越多的商用空调开始使用微通道换热器 。

1 设计方法

1.1 设计难点

微通道换热器用作大型商用空调冷凝器的主要设计难点:

1)微通道的回路设计;

2)微通道冷凝段与过冷段的比例;

3)微通道整体压降控制,包括进、出集流管及长扁管内的压降。

其中,回路的设计直接影响冷凝器的性能。 既要尽量延长两相段换热长度,又要保证扁管内压降不要过高,还要保证冷凝器的出El有一定的过冷度。

1.2 回路数设计

根据设计经验,微通道的回路设计有四、三、 二、一回路(图1为典型的四回路设计)。在空调冷凝器的设计中,优先考虑回路数为偶数的设计,因 为这样的设计方案进、出口连接管路在同一侧,便于维修,且节省走管长度。四回路的设计多用于单根扁管长度小于1m的场合;二回路设计多用于单根扁管长度大于1 m的场合;对于扁管压降 特别大的情况,可以考虑单回路设计。

1.3 回路比例设计

每个回路的扁管数可以自由定义,总的扁管数乘以管间距即为微通道的高度。一般来说,按照制冷剂流动方向,下游回路的扁管数应少于上游回路的扁管数,最后一个回路的扁管数最少,相当于常规铜管铝翅片盘管的过冷段。沿制冷剂流动的方向,回路内的流通面积依次减小,正好符合冷凝过程的要求,即随着冷凝过程的进行,制冷剂密度不断增大,比容积逐渐减小,所需换热通道截面积不断减小。这种设计有利于增大两相区换热面积,减小制冷剂侧压降。

1.4 回路数设计的计算方法

对于每个回路的扁管数的设计,常规且简单 的方法是假设下游回路的扁管数占其上游回路扁 管数的比例为 (以下简称“回路比”)。以一个四 回路的微通道冷凝器为例:第一回路扁管数为n , 第二回路扁管数为n×x,第三回路扁管数为( n×x )x ,第四回路扁管数为( n×x2 )x ,总扁管数 N =n+ n×x+ n×x2+ n×x3,则n=N/(1+x+ x2+x3 )。设计回路问扁管数比例为X时,既要保证最后一个回路内有一定的过冷段,又要尽量增加两相区换热的面积。在优化回路设计的同时, 还要优化充注量。当回路设计方式改变时,系统 的最优充注量也可能发生变化,因此每次优化回路设计时都需要重新优化充注量。

2 试验设计、模拟结果及其验证

2.1 试验设计

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