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蒸发式冷凝器的性能优化实验研究

  一、蒸发式冷凝器性能的影响因素及优化实验

  (一)配风量和喷淋水量

  蒸发式冷凝器是利用水膜的蒸发来实现降温的。配风量和喷淋水量若选择适当,水膜分布效果较好,可减少水膜热阻,提高蒸发式冷凝器整体的换热性能,否则就会影响系统整体的换热性能。例如,有研究表明最佳的实验喷淋密度为0.057kg.m - 1.s - 1,对于结构确定的蒸发式冷凝器都有最佳的喷淋密度,虽然喷淋密度对空气对流传热传质影响不大,但对制冷效率、K(总传热系数)、Qo、q、αw、αi的影响均较大,水膜传热系数αw随着喷淋密度的增大一直上升,其余各量均在喷淋密度Γ为0.057kg.m - 1.s - 1时出现峰值,说明了喷淋密度是影响蒸发式冷凝器的一个十分重要因素,要想优化蒸发式冷凝器的传热性能,就要使蒸发式冷凝器达到最佳的喷淋效果。

  干工况下蒸发式冷凝器总传热系数K的范围是39.79 - 46.57W.m - 2.K - 1,外侧空气对流传热热阻对其起主导作用,直接决定着总传热系数的大小。当循环水量不变时,循环水温随风量的增大而降低,降低的趋势开始较快,随着风量的增大逐渐减慢,最后趋于平缓,最佳的实验迎面风速为3.28m/s,虽然水膜传热系数αw受迎面风速影响很小,在实验所选风速变化范围内变化不大,但是迎面风速对K、q、Qo、αwa、αm、αi、EER影响均较大,故要想优化蒸发式冷凝器的传热传质性能,必须控制迎面风速使其接近最佳迎面风速。

  (二)空气的湿球温度、冷凝温度、相对湿度

  在板式蒸发式冷凝器的研究中发现,空气的湿球温度、冷凝温度、相对湿度是影响其热工性能的主要因素。冷凝温度和冷凝压力均随着入口空气湿球温度的升高而升高;入口空气相对湿度对压缩机功耗的影响与湿球温度对压缩机功耗的影响均比较大。

  (三)结构设计优化

  从结构设计入手对蒸发式冷凝器进行优化也是一种方法。例如设计带有V型预冷换热结构的蒸发式冷凝器,在结构上由于设计了V型预冷换热盘管,其工作性能得到大幅提升。在节能、节水、结垢的延缓、冷却水的飘逸等方面有了很大的改善,而且也提高了其适用范围,在冬季制热工况时可以干式运行,作风冷蒸发器,为采暖系统提供充足的热源。

  (四)填料和管束结构

  在换热盘管底部和进风格栅之间加入填料的蒸发式冷凝器,在相同操作条件下,总传热系数和传质系数分别提高了7﹪ - 17﹪和35﹪ - 63﹪,主要是由于循环冷却水温度降低,大大提高了管外空气对流传热系数30﹪ - 66﹪。可视化实验研究表明,扭曲管束管间水膜的分布较光滑圆管束好,有利于提高蒸发式冷凝器的传热效果。

  二、实验研究的意义与成果

  通过这些性能优化的实验研究,可以为蒸发式冷凝器的设计提供指导。例如得出最佳的运行参数(如最佳喷淋密度、最佳迎面风速等),改进结构设计,提高其在不同工况下(制冷或制热)的工作性能。如优化后的蒸发冷冷凝器匹配在空气源热泵中较一般的空气源热泵机组制取冷热源时,工作范围更广,工作性能更加稳定。并且能够提高能源利用效率,减少能耗,这在当今强调节能节水的背景下具有重要意义,有助于蒸发式冷凝器在工业制冷、空调系统等众多领域更好地发挥作用。

  本文源自http://www.hbjdhgsb.cn/news/xingyezixun/386.html,转载请注明出处。

(责任编辑:蒸发式冷凝器http://www.hbjdhgsb.cn/)

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