小管径换热器应用于房间空调器的设计方法初探

作者:王森 刊名:科技风 上传者:刘连珍

【摘要】本文对室内空调器的相关理论进行了简要的介绍,对小管径换热器应用于房间空调器中的相关影响进行了重点阐述,着重分析了小管径换热器应用于房间空调器的设计方法理论,以期对相关的工作人员有所启发。

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1室内空调器相关理论简介1.1室内空调器的部件组成要进行室内空调的优化设计工作,必须了解室内空调器的结构和相关部件。家庭使用的空调器的形式一般均为分体式,其包括室内机组和室外机组两部分。室内机组的重要部件为空调电气控制部分、截止阀、送风机构和换热器(包括蒸发与冷凝组件)[1]。室外机组的主要部件为电气控制部分、截止阀、分机、空气压缩机、分离器、和换热器等。1.2室内空调器的换热器换热器是房间空调器中非常重要的部件,其相关性能的高低与空调的整体效能与质量影响较大。其中冷凝器是将过热的蒸汽冷却成为液体或者气液混合物的部件,蒸发器是制冷剂与外界进行热冷交换完成制冷过程的部件。换热效率是评价换热器质量的重要指数,影响换热器效率高低的主要因素有换热器整体尺寸、换热管尺寸与形式、换热管间距与联接方法和迎面风速分布形式等。2小管径换热器应用于空调器中的相关影响2.1小管径换热器的优点由于空调换热器对换热管的性能要求较高,因此换热管的材料多为铜质和铝质。缩小房间空调器换热器换热管的直径,可以显著减少换热器的整体金属消耗量,在一定程度上降低换热器的成本。房间空调器换热管的主流直径为9.52mm若将其缩减到5mm,那么铜的消耗量将降低一半,而换热管的材料成本占总的换热器材料成本的一半以上,由此可知,通过缩小换热管直径降低换热器的成本的方式是可行的。另外,使用小直径的换热管可以明显降低单根管制冷剂的使用量,进而全面降低房间空调制冷剂的使用与排放量,若将9.52mm的管径缩减至5mm,其管容量仅为原来的四分之一,因此房间空调中使用小管径换热器更有利于空调器达到环境保护的相关要求。2.2降低换热管直径对换热器性能的影响降低换热管直径会使换热管的换热总面积减小,同时增大管内流体的沿程阻力系数和制冷剂侧的换热系数。增大换热管制冷侧的制冷系数利于提高换热器的换热性能,但是管内总面积的减小和流体沿途阻力的增加却不利于提高换热器的能效。因此,运用相关理论,综合评价小管径换热器的应用对空调综合性能的影响,进而确定合理的直径是很有必要的。2.3降低换热管直径对换热管制造工艺的影响降低换热管的直径会导致相应的翻边高度降低,进而使得翅片之间的间距减小,如此会影响翅片的排水与化霜工作;降价空气侧的流动阻力,增加其灰尘的积累。因此降低换热器管径后必须对翅片结构进行优化和改进。另外,降低换热管的直径会降低换热管的抗压强度,降低其耐用性,因此必须采取更为先进的胀管技术才能降低其废品率。3小管径换热器应用于房间空调器的优化设计方法3.1小管径换热器应用于房间空调器的优化设计理论由于传统的优化设计方法费时费力且精度不高,因此现阶段多应用计算机仿真技术进行相关的优化设计工作。运用计算机仿真技术进行小管径换热器应用于空调器的优化设计方法以内部传热理论为理论基础,通过计算机模拟不同管径下换热器的工作性能,如此保证了优化设计工作的准确性与快速性。使用CFD或者NHT等功能软件可以较好的完成小管径换热器的仿真设计工作,但是由于影响换热器相关性能的因素很多,此类软件无法十分准确预测换热器的相关性能变化,因此在多数情况下,设计工作者会根据一定的算法开发空调器优化设计软件。3.2小管径换热器应用于房间空调器的优化设计方法如图3-1所示为换热器结构简图,降低换热管直径后,换热器的相关尺寸参数亦会发生改变,不同变量与X之间的关系可以使用公式3-1表示。(3-1)图3-1换热器结构简图结合实际情况分析,受换热器整体尺寸影响可以确定X减小会导致W、H和L数值减小,并且受制造工艺约束翻边尺寸fp也会减小,同时pl和pt的数值也

参考文献

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