高落差多分支管路结构对多联式空调系统能力影响的快速仿真

大型高层建筑所采用的多联式空调系统中,室外机与室内机之间存在高落差、管路结构中存在众多分支,导致室内机能力的衰减。为了提高大型高层建筑中多联式空调系统室内机的能力,需要开发可以快速评估管路分支与落差对于室内机能力影响的仿真软件。本文建立了管路分布参数模型和基于流体网络理论的系统流量分配模型,以准确反映管路内制冷剂的流动特性;建立了室内机换热器分相模型和电子膨胀阀脉冲数快速计算模型,以快速反映室内机的运行状态;开发了分层迭代的求解算法,以提高软件计算的速度。同时采用已有数据进行模型验证,结果表明:各模型的误差均在±12%范围内;常见的多联机结构形式下仿真的计算时间均在1 min范围内。利用仿真软件的算例分析得到:室内机与室外机间的落差每增加20 m,室内机能力衰减2.7%~11.9%;管路中经过的分支个数每增加1个,室内机能力衰减0.4%~9.7%。

用于微通道换热器的循环流道分流器的设计方法与应用效果

在家用和商用空调领域中常采用分流器实现多路微通道换热器中制冷剂的分流。分流器应用中最普遍的问题是制冷剂分流不均匀。提出一种利用循环流道实现制冷剂均匀分流的分流器。在传统圆筒式分流器的基础上,设计了循环流道,使制冷剂形成离散泡状流并均匀分流到每根扁管中。新型分流器的关键几何尺寸包括喷孔直径和上行流道水力直径。通过离散泡状流的形成条件推导出喷孔直径的计算公式;通过两相流循环流动的形成条件推导出上行流道水力直径的计算公式。给出新型分流器的设计实例,并通过试验对分流器性能进行验证。试验结果表明分流器进口制冷剂质量流量为14.0、18.0、22.0 g/s时,新型分流器的不均匀度分别为比传统分流器下降46.8%、32.0%、24.4%。

管径缩小后空调器室外换热器的优化设计与试验验证

针对直接缩小翅片管式换热器的管径会导致换热性能降低的问题,提出了一种避免性能因管径缩小而下降的换热器优化设计方法,综合考虑换热器的性能和材料成本,采用引入单位换热能力材料成本确定最优的U管数目和管间距,根据管路沿程制冷剂状态的变化确定不同管段的流路数的方法,对一款7 mm管径改5 mm管径的室外换热器进行了优化设计,并对优化后室外换热器的换热性能进行了试验验证。结果表明,相比于优化前的室外换热器,优化后的室外换热器的材料成本降低33%,额定制冷和额定制热工况下换热能力分别降低了0.7%和0.3%。优化后室外换热器的材料成本大幅降低,换热能力与管径缩小前的换热能力基本一致,表明本文提出的换热器优化设计方法能够满足设计要求。

管排结构不规则的空调器用翅片管换热器性能仿真

空调器基本都采用翅片管换热器,包括管排结构规则和管排结构不规则2类型式。翅片管换热器仿真主要针对管排结构规则的换热器,缺少对管排结构不规则翅片管换热器的仿真研究。本文通过分析不规则管排的结构特点,提出了不规则管排换热器的通用描述方法;建立了翅片管换热器的通用分布参数模型和相应的求解算法,并通过实验验证了该模型的准确性。与实验测试结果相比,选取的4种不同管排结构的换热器在额定制冷和额定制热工况下,换热器仿真预测的换热量和制冷剂压降的最大相对误差分别为1.6%和4.0%,表明能够满足换热器设计的精度要求。

NaAc在甲醇、乙二醇及三氟乙醇中的电导率实验

逆电渗析法热-电转换系统工作溶液的电导性和热可分离性是影响系统能量转换效率的关键性质。为研究系统匹配工作溶液,分别选用低汽化潜热的甲醇、乙二醇及三氟乙醇(TFE)为溶剂,乙酸钠(NaAc)为溶质,建立电导率测试装置,实测了变质量分数、变温度条件下的溶液电导率。结果显示:NaAc在甲醇中电导率最大,并且随溶液温度的升高而进一步增大。实测了NaAc在混合溶剂(95%甲醇+5%水和90%甲醇+10%水)中的电导率,得到三元体系电导率随着组元水含量的增加而明显增大的结果。最后,用改进高斯振幅方程关联了溶液电导率。