不同制冷劑在空調(diào)冷凝器內(nèi)換熱性能的比較

　　通過建立空調(diào)換熱器分布參數(shù)模型,并對模型進行了驗證,進而對R22 替代制冷劑R32、R410A、R407C和R290在翅片管冷凝器進行了研究,分析了不同迎面風(fēng)溫和風(fēng)速下冷凝器的流動和傳熱規(guī)律。研究表明:在一定的條件下,無論增加迎面風(fēng)溫或風(fēng)速, R407C單位面積換熱量,壓降和質(zhì)量流量最大; R290和R32壓降和循環(huán)質(zhì)量流量均小于R22; R410A雖然壓降較小,但循環(huán)流量大; R290循環(huán)質(zhì)量流量較R22小40%左右,且R290換熱溫差較小,換熱系數(shù)較高。

1、前言

　　翅片管換熱器在制冷和空調(diào)系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。由于流路、管型、翅型、風(fēng)速場、兩相流型、制冷劑種類以及運行工況等的復(fù)雜性,對翅片管換熱器的試驗研究顯得相對耗時且昂貴。翅片管換熱器的模擬研究在縮短研究周期和節(jié)約資金上是一種行之有效的手段。基于這點,許多學(xué)者做了大量研究。

　　Domanski 等人優(yōu)化了6 種制冷劑R22、R600a、R134a、R32、R410A、R290 蒸發(fā)器的流程,分析了優(yōu)化的蒸發(fā)器流程對系統(tǒng)性能的影響。研究表明高壓制冷劑較低壓制冷劑獲得較好的系統(tǒng)性能,且可使系統(tǒng)性能提高11.7%。Liang等人研究R134a制冷劑在復(fù)雜流路下蒸發(fā)器和冷凝器的性能,研究表明:對于蒸發(fā)器和冷凝器來說,制冷劑側(cè)和空氣側(cè)的熱阻基本相當(dāng);對于復(fù)雜流路,改變制冷劑的質(zhì)量流率可以提高換熱器性能;相對傳統(tǒng)流路設(shè)計,合適的復(fù)雜流路設(shè)計可以減少5%的換熱器面積。Byun 等人對比分析了R22、R134a和R410A 在翅片管蒸發(fā)器的換熱性能,研究表明R410A較R22和R134a具有較高的換熱性能且具有較低的傳輸壓降 。目前,涉及不同替代制冷劑在冷凝器內(nèi)性能的合理比較分析尚缺。

　　本文通過建立空調(diào)換熱器分布參數(shù)模型,分析比較不同制冷劑在同一翅片管冷凝器內(nèi)的流動和換熱規(guī)律,旨在尋求現(xiàn)有空調(diào)制冷劑R22的最佳替代工質(zhì)。

4、結(jié)語

　　通過建立空調(diào)冷凝器分布參數(shù)模型,并對模型進行了驗證,分析了不同迎面風(fēng)速和風(fēng)溫下不同替代制冷劑的流動和換熱性能。研究表明:在一定的約束條件下,無論是增加迎面風(fēng)速或風(fēng)溫,R407C單位面積換熱量,但是壓降和質(zhì)量流量最大,且環(huán)保性能差; R290和R32壓降和循環(huán)質(zhì)量流量均小于R22; R410A雖然壓降較小,但循環(huán)流量大,且環(huán)保性能差。R290 循環(huán)質(zhì)量流量均較R22小40%以上,且較R22換熱溫差小,換熱系數(shù)高,換熱過程不可逆損失小。在滿足換熱量的條件下, R290在協(xié)調(diào)壓降與質(zhì)量流量具有一定的優(yōu)勢且滿足現(xiàn)行工質(zhì)替代理念,可以作為現(xiàn)有空調(diào)制冷劑R22的環(huán)保型替代工質(zhì)。雖然R290具有可燃性,但是隨著換熱器的微型化設(shè)計以及降低充灌量的研究,其在家用空調(diào)的應(yīng)用前景值得看好。