热湿气候下蒸发冷却式冷凝器系统的节能特性对比研究

为评估和提高蒸发冷却式冷凝器系统(MVC-EC)在热湿气候条件下的应用潜力,提出了一种结构优化的两级蒸发冷却式双冷凝器系统(MVC-TSEC),并基于详细的能耗分析模型进行了性能对比研究。首先,建立了各系统中所有组件的分布式参数模型,并进行了实验数据验证。其次,分析了室外空气温度和相对湿度及房间显冷负荷对2种系统COP和节能率的影响。最后,评估了2种系统在典型热湿城市的节能潜力。结果显示:相较于MVC-EC系统,MVC-TSEC系统在高温、中高湿度和高负荷工况下具有更好的节能优势,节能率约提高4.3%~10.9%,并且可提高制冷剂系统适应温度约0.8~1.9℃;在广州市和长沙市夏季6—8月,MVC-TSEC系统的节能率分别为12.7%和21.1%,高于MVC-EC系统(8.5%和14.9%)。

R1234yf在板式蒸发冷凝器中换热过程的数值模拟

通过建立板式蒸发冷凝器的二维数学模型,模拟了新型制冷剂R1234yf在板式蒸发冷凝器的换热过程,总结了冷却水温度、空气含湿量、制冷剂温度在板式蒸发冷凝器中的分布规律,并分析了冷凝温度、降膜雷诺数及空气湿球温度对板式蒸发冷凝器中换热的影响。研究表明:板式蒸发冷凝器的换热能力随冷凝温度升高而增大,随空气湿球温度升高而减小,随着降膜雷诺数的升高先增大后减小。冷凝温度从41℃变化到45℃时,板式蒸发冷凝器的热流密度增加了16.2%;湿球温度从21℃升高到26℃时,板式蒸发冷凝器的热流密度降低了14.6%;在不同冷凝温度下降膜雷诺数由60变化到120,板式蒸发冷凝器的热流密度最大变化率为6.06%。

基于Fluent的板管型蒸发式冷凝器的流动与换热研究

为了研究板管型蒸发式冷凝器的流动和传热特性,并优化其板片凹陷孔的结构,本研究采用商用软件Fluent对气液流动模型进行数值模拟。通过控制变量、逐层优化的方法,研究了各雷诺数(Re)下板片凹陷孔的不同深度(H)和小直径(D_(1))对板片流动与换热效率的影响。研究发现,在所有Re的条件下,努塞尔数(Nu)随着H的增大而增大,且存在一个最佳值——H=3 mm,当H继续增加时,Nu反而开始下降。在确定H的最佳值后,发现在所有Re的条件下,不同D_(1)对Nu的变化影响也存在一个最佳值D_(1)=6 mm,使得换热效果最好。通过实验验证,最佳尺寸下的数值模拟结果与实验结果吻合较好。虽然Re越大,换热效果越好,但也带来了更高的能耗,因此在最佳结构下需要在能耗和效率之间做出取舍。

非共沸工质蒸发式冷凝器多目标优化设计

将蒸发式冷凝器应用于非共沸有机朗肯循环可以有效提高系统的热经济性。建立了蒸发式冷凝器的Kriging代理模型,以R601a组分质量分数、空气流量、喷淋水流量作为决策变量,换热面积和(火用)效率为目标函数,开展了目标函数的影响因素分析,并采用非支配排序遗传算法和TOPSIS决策法开展多目标优化。结果表明,影响因素分析中,空气流量对目标函数的影响程度比喷淋水流量更大,而R601a组分质量分数为0.7左右时,换热面积有最小值且(火用)效率有最大值;Pareto前沿中,R601a组分质量分数对蒸发式冷凝器的设计存在最佳的取值范围,而空气流量、喷淋水流量的取值范围较广,几乎涵盖其整个变化范围。成本低、占用空间小且对可用能的有效利用程度大的方案为:R601a组分质量分数0.725,空气流量81.017kg/s,喷淋水流量58.302kg/s。对应的换热面积为316.883m^(2),(火用)效率为0.428。

椭圆型套管-管翅式蒸发式冷凝器传热传质性能及实验研究

介绍了一种椭圆型套管-管翅式蒸发式冷凝器,通过搭建的蒸发式冷凝器性能测试实验系统,研究该蒸发式冷凝器在不同循环水配比、不同地区环境以及“风冷”“水冷”“蒸发冷凝”和“全工况”4种不同运行模式下的传热传质性能与运行特性的变化规律。结果表明:在相同条件下“全工况”模式的热流密度高于“风冷”和“蒸发冷凝”两种模式,而“水冷”模式由于其传热面积远小于其它模式,所以其热流密度最高;“全工况”模式在保持配风量及循环水总量一定的条件下,热流密度随循环水配比的增大而先增大后减小,喷淋水与冷却水的流量最佳配比为2∶5;“全工况”模式在严寒干燥地区、寒冷地区以及夏热冬暖地区的总热流密度分别为5879.64、3964.28及2933.05 W/m^(2),因此不同地区环境运行的传热性能相差较大,该冷凝器“全工况”模式在空气干燥的地区,喷淋冷却水温度范围为13~18℃运行时传热性能较优。在相同的条件下,“蒸发冷凝”模式的水膜传质系数高于“全工况”模式,且两者均随喷淋密度的增大先增大后减小。

我厂蒸发式冷凝器的选型及改造

联碱化肥分厂蒸发冷凝器换热能力不足,严重制约氯化铵实现热季高产目标。将3#填料蒸发冷凝器升级改造为全盘管侧鼓风式高效蒸发冷凝器,对2^(#)蒸发冷凝器盘管大修,对蒸发冷凝器水样定期加药置换,提升了蒸发冷凝器整体换热能力。化肥分厂热季负荷从750 m^(3)/h最高加量至满负荷1000 m^(3)/h,实现联碱装置热季生产达产超产运行。

多台蒸发式冷凝器并联管道布置探讨

蒸发式冷凝器的安装及配管直接影响设备本身的运行状况,对整个制冷系统的效率也至关重要。本文结合实际生产情况,优化蒸发式冷凝器的进、出口连接管道的布置形式,提出多台蒸发式冷凝器并联管道的布置方案。提高制冷系统的效率,保障系统的稳定运行。

蒸发式冷凝器结垢分析与处理

蒸发式冷凝器作为一种综合了风冷式冷凝器和冷却塔的高效换热器,在节能减排领域具有良好的应用前景,但其工作过程中循环冷却水的浓缩决定了在使用时不可避免会遇到如结垢、腐蚀、微生物滋生等影响设备安全和正常运行的问题,本文通过介绍蒸发式冷凝器原理及目前限制其应用的主要难点,对比分析常见蒸发冷循环冷却水处理方式的优劣并与电化学水处理(EST)技术进行对比,结合实际项目改造数据,得出EST设备在去除结垢因子、减少蒸发式冷凝器盘管结垢、抑制腐蚀以及循环水系统杀菌灭藻方面有较好的效果,是目前值得推广的一种循环冷却水处理方式。

水分布对蒸发式冷凝器传热传质的影响

蒸发式冷凝器具有节水、节能、结构紧凑等优点而在工业制冷等领域得到了广泛的应用。在蒸发式冷凝器性能测试实验平台基础上,测试了水流参数如喷淋密度和水温对蒸发式冷凝器传热传质性能的影响。结果表明,在满足最小喷淋密度后,喷淋密度对蒸发式冷凝器传热传质性能影响很小;在稳定的操作条件下,蒸发式冷凝器水盘中的水温可以保持恒定;循环冷却水水温降低1．1-2．0℃,在相同的操作条件下,蒸发式冷凝器传热传质系数可以分别提高7．2％-16．9％和34．5％-63．4％。

蒸发式冷凝器性能研究及强化

蒸发式冷凝器具有节水、节能、结构紧凑等优点，在工业制冷等领域得到了广泛的应用。建立了蒸发式冷凝器性能测试实验平台，测试了喷淋密度和迎面风速对蒸发式冷凝器传热性能及对其制冷系统制冷性能的影响。结果表明，在喷淋密度为0．047kg/m·s，迎面风速为3．01m／s时，蒸发式冷凝器的性能达到最佳，能效比为5．0，总传热系数为425W／m^2。比较性实验表明，采用填料来提高蒸发式冷凝器的性能，在相同的操作条件下，总传热系数提高7．2％～16．9％，能效比提高0．4％～3．5％。

蒸发式冷凝冷却设备的研究状况及其应用前景分析

对蒸发式冷凝冷却设备的特点、国内外的研究状况和国内生产应用状况进行了介绍;对应用中存在的问题进行了分析,对蒸发式冷凝冷却器的应用前景进行了展望。分析表明该节能型产品在国内应用前景广阔。

蒸发式冷凝器管外水膜传热性能实验研究

在一个单级压缩制冷循环系统中研究了蒸发式冷凝器管外水膜的传热性能。建立了蒸发式冷凝器管外水膜传热性能测试实验平台，调节不同操作参数，测试了喷淋密度和迎面风速对管外水膜传热性能的影响。结果表明，在实验条件下，管外水膜传热系数的实验值介于511．6～763．57W·m^-2·K^-1。喷淋密度从0．023kg·m^-1·s^-1增至0．059kg·m^-1·s^-1和迎面风速从2．1m·s^-1增至3．3m·s^-1，实验条件下管外水膜传热系数的平均变化率分别为增加47．3％和减少5．5％，可见，管外水膜的传热主要受喷淋密度的影响。另外，通过对实验数据回归得到了管外水膜传热系数计算关联式，回归相关系数R为0．98，标准偏差为7．5％。最后，将实验关联式和国内外学者的关联式进行比较，表明实验得出的管外水膜传热系数计算关联式具有较好的一致性。管外水膜传热性能的实验结果对蒸发式冷凝器的设计和实际应用具有一定的指导意义。

蒸发式冷凝器应用于房间空调器的试验研究

试验研究表明，采用蒸发式冷凝器可使房间空调器的能效比（ＥＥＲ）提高５０％～７０％。为了工程设计的实用目的，根据试验结果回归得出了αＪ、Δｐ等关系式。

蒸发式冷凝器空调系统的性能及应用

对基于蒸发式冷凝器的空调系统进行了性能测试,发现即使在相对湿度较大的运行环境下,空调系统的性能系数(COP)仍可达3.5左右;空气湿球温度对蒸发式冷凝器的排热性能影响明显,在测试范围内,当其它控制参数不变时,湿球温度每上升1℃,排热量下降5%左右.对蒸发式冷凝器及空调系统进行了变工况条件下的性能测试,结果表明随着冷负荷的降低,系统COP和冷凝器能效比均有所下降,但采用变风量的运行控制策略,系统性能系数可提高5%以上.通过与空冷式空调系统的比较分析,表明即使在夏热冬暖地区,基于蒸发式冷凝器的空调系统仍具有较好的应用前景.

来流速度分布对蒸发式冷凝器性能的影响

在适当简化模型的基础上，采用可实现湍流动能-扩散率模型、强化壁面处理方法和速度-压力耦合的SIMPLE算法，探索了来流速度分布及其对传热传质与流阻性能的影响．结果表明：计算流体力学模拟与实验偏差不超过15％；当来流速度在1．5～4．5m／s范围内时。排热量变化率为19．3％，压降变化率为9．4％；当来流进入角在-45°～45°时，排热量变化率为15．5％，压降变化率为18．0％；合适的气流入口流速为2．4～3．3m／s．适宜方向为-15°-20°．

板式蒸发式冷凝器传热传质的数值模拟

在考虑表面张力动量源项和气—液两相间传热传质源项的条件下,基于Volumeof Fluid算法,建立了板式蒸发式冷凝器气—液两相降膜流动传热传质的计算模型.利用该模型定量分析了壁面热流密度、液相进口温度和空气流速对竖直板面温度分布、气—液两相界面处潜热和显热传热热量密度的相对关系的影响.结果表明:液膜和空气内温度随壁面热流密度的增大而增大,在气—液两相界面处,温度梯度不连续;气—液两相界面处的传热形式以水蒸发传质引起的潜热传热为主、空气显热传热为辅,且传热热阻主要集中于水膜内;随空气流速的增加,气—液两相间传质量也随之增大.

蒸发式冷凝器的研究现状及其应用

介绍了不同形式的冷凝器,并比较了其特点,重点阐述了蒸发式冷凝器的原理、结构及特点,分析了蒸发式冷凝器的应用及研究状况,总结了其在应用过程中存在的问题与解决方法,并对蒸发式冷凝器的进一步发展做出了展望。

扭曲管蒸发式冷凝器的性能与工业应用

提出了扭曲管强化蒸发式冷凝器性能,实验测试了螺距、管径、冷却水喷淋密度和风速对传热与功耗性能的影响。实验结果表明,扭曲管比圆管的性能好,螺距和管径越小、水喷淋密度和风速越大,传热系数越高,但流动阻力同时增大,存在合适的螺距、管径、水喷淋密度和风速使蒸发式冷凝器综合性能最佳。以实验结果为基础,将蒸发式冷凝器在工业中应用,起到良好的节能节水效果。

板式蒸发式冷凝器传热传质的数值模拟

根据能量守恒和质量守恒定律,对板式蒸发式冷凝器中制冷剂、冷却水与空气之间的传热传质过程,建立了热质交换过程的二维数学模型,由此分析板式蒸发式冷凝器中冷却水温度、空气温度和空气含湿量等参数的分布规律,以及空气流速、干湿球温度、冷却水喷淋密度和冷凝温度对板式蒸发式冷凝器热流密度的影响,并将模拟结果通过实验进行了验证,两者之间的误差在10%以内。研究表明:板式蒸发式冷凝器的热流密度随进口空气流速的增加而增大,随湿球温度的升高而减小,几乎不受进口空气干球温度的影响;热流密度随着冷却水喷淋密度的增加逐渐增大,但增大至一定量后不再对热流密度有明显影响;冷凝温度越高,其热流密度越大。上述结论对板式蒸发式冷凝器的优化设计具有指导意义。

气候条件对高效蒸发式冷凝机组性能的影响

结合建筑空调系统节能、节水和机组化的要求，将蒸发式冷凝器应用于建筑空调制冷机组，以理论分析为基础，实验研究了空气湿球温度和相对湿度对空调机组性能的影响及作用机理，比较了气候条件对制冷机组性能的影响，结果表明，湿球温度从16℃至28℃，机组制冷量和能效比分别减小5．1％～7．1％和18．3％～22．5％；相对湿度从54％至90％，制冷量和能效比分剧减小1．8％～3．8％和4．1％～9．8％；机组能效比为4．54～6．11，高于风冷和水冷式机组；气候对能效比影响的日差异为5％～12％，夏季的南北地区气候差异影响不超过10％，部分丰要城市的差异则不超过8％。