空氣源熱泵螺旋套管冷凝器換熱性能實(shí)驗(yàn)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(gè)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(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，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(duì)于熱泵熱水器的節(jié)能運(yùn)行、螺旋套管換熱器的設(shè)計(jì)和推廣應(yīng)用等都具有重要的實(shí)用價(jià)值。
　　設(shè)計(jì)并搭建以R22為工質(zhì)的空氣源熱泵熱水實(shí)驗(yàn)臺(tái)，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(dòng)，水在內(nèi)管中流動(dòng)，制冷劑與水采用逆流流動(dòng)的布置方式。在冷凝器不同進(jìn)水溫度、不同水量時(shí)，對(duì)螺旋套管冷凝器的換熱特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，實(shí)驗(yàn)的工況范圍為：水的體積流量為0.4—0.53m3/h，螺旋套管的進(jìn)水溫度為17—34℃。
　　實(shí)驗(yàn)測(cè)試了螺旋套管冷凝器的總換熱量、總換熱系數(shù)隨進(jìn)水溫度、進(jìn)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(jìn)水溫度的升高而減小，對(duì)于0.53m3

3、/h的水流量，當(dāng)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%?？倱Q熱量、總換熱系數(shù)隨著內(nèi)管進(jìn)水流量的增加而增大，對(duì)于進(jìn)水溫度為17℃，當(dāng)進(jìn)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(dāng)進(jìn)水流量增加0.25倍時(shí)，總的換熱系數(shù)增加了約19%。
　　實(shí)驗(yàn)測(cè)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(jìn)水溫度、進(jìn)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(dāng)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(jìn)水流量的增加而增大，同一進(jìn)水流量下，制冷劑側(cè)凝結(jié)換熱系數(shù)隨進(jìn)水溫度的降低而增大，當(dāng)內(nèi)管進(jìn)水流量增大0.22倍時(shí)，制冷劑側(cè)的換熱系數(shù)增大了約16%；當(dāng)內(nèi)管進(jìn)水流量增大0.08倍時(shí)，制冷劑側(cè)的換熱系數(shù)增大了約4%。
　　應(yīng)用文獻(xiàn)中發(fā)展的制冷劑在相近

5、流動(dòng)通道內(nèi)的換熱計(jì)算關(guān)系式，通過(guò)合理的修正，計(jì)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(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，結(jié)果表明：對(duì)于進(jìn)水溫度為17℃，內(nèi)管進(jìn)水流量為0.53m3/h時(shí)，R22在螺旋套管環(huán)形空間凝結(jié)換熱系數(shù)相對(duì)水平強(qiáng)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(duì)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%。