整体式全铝换热器传热性能及其在制冷空调器上应用研究

发布时间：2017-04-17 18:12

  本文关键词：整体式全铝换热器传热性能及其在制冷空调器上应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：铜资源一直是全球紧缺性资源，近几年随着经济的增长其储备量逐渐减少，价格也在逐渐提高。空调和冰箱用铜占铜资源消耗的75%，如何实现“铝代铜”，，一直是空调和冰箱制造业十分关注的问题。本文研制出新型整体式全铝换热器，通过数值模拟和试验测试的研究方法，全面分析其换热性能的好坏及应用于空调器制冷循环的可行性。 分析了整体式全铝换热器的传热强化机理，并使用三维电子扫描显微镜观测翅片表面不规律的凸起结构形貌，提出并建立了翅片受挤压侧表面几何模型。建立了换热器翅片侧流固耦合传热模型，使用Fluent软件，模拟分析了波纹翅片各尺寸参数对换热器空气侧传热和流动性能的影响，确立最佳翅片尺寸参数。通过风洞试验，对整体式全铝换热器和管翅式铜管桥式翅片换热器的换热性能进行对比，结果表明整体式全铝换热器在空气侧压降Δp平均降低31.90%时，传热系数反而平均提高23.09%，根据试验结果建立了整体式全铝换热器的试验关联式和传热模型。 建立空调制冷系统蒸发器和冷凝器传热模型，计算整体式全铝换热器作制冷空调器冷凝器和蒸发器使用时制冷系统理论循环。使用整体式全铝换热器对LG窗式空调器（型号LW8012）的冷凝器进行替代设计，生产出LG窗式空调器样机，利用焓值试验台对LG窗式空调器原机和样机制冷性能进行试验测试，根据试验结果进一步优化样机整体式全铝冷凝器结构并重新试验，试验结果表明优化后的样机比原机制冷量提高5.69%，功率消耗提高0.81%，能效比提高4.79%。整体式全铝换热器在实现“铝代铜”的基础上，能够提高换热器换热性能；应用于空调器时，能够提高制冷系统性能，降低空调器生产成本。
【关键词】：空调制冷性能 整体式全铝换热器 传热性能 数值模拟 试验测试
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB657.2
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目录8-11
• 第1章 绪论11-20
• 1.1 本论文研究的目的和意义11-12
• 1.2 国内外房间空调换热器研究进展及现状12-19
• 1.2.1 换热器结构形式12-13
• 1.2.2 换热器研究现状13-15
• 1.2.3 换热器“铜替代”研究现状15-19
• 1.3 本论文主要研究内容19-20
• 第2章 整体式全铝换热器传热强化机理研究20-30
• 2.1 传热管内部传热分析20-22
• 2.2 接触热阻对传热的影响22-23
• 2.3 翅片表面形貌对传热的影响分析23-29
• 2.3.1 翅片表面形貌观测23-26
• 2.3.2 翅片表面形貌对传热的影响26-28
• 2.3.3 翅片表面形貌建模28-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第3章 整体式全铝换热器传热特性研究30-48
• 3.1 整体式全铝换热器空气侧传热和流动特性的数值研究30-35
• 3.1.1 几何模型30-32
• 3.1.2 数值模拟结果32-35
• 3.2 整体式全铝换热器传热性能试验研究35-47
• 3.2.1 试验对象35-36
• 3.2.2 试验原理及步骤36-40
• 3.2.3 数据处理40-41
• 3.2.4 试验结果41-47
• 3.3 本章小结47-48
• 第4章 整体式全铝换热器制冷系统理论分析48-61
• 4.1 单级蒸气压缩式制冷循环48-49
• 4.1.1 制冷循环的组成48-49
• 4.1.2 制冷系统工作过程49
• 4.2 冷凝器传热模型49-53
• 4.2.1 传热模型的建立50-51
• 4.2.2 模型传热计算51-52
• 4.2.3 传热管内部传热分析52-53
• 4.3 蒸发器传热模型53-57
• 4.3.1 传热模型的建立54-55
• 4.3.2 模型传热计算55-56
• 4.3.3 传热管内部传热分析56-57
• 4.4 整体式全铝换热器制冷系统理论循环分析57-60
• 4.4.1 制冷系统理论循环57-59
• 4.4.2 制冷系统理论循环分析59-60
• 4.5 本章小结60-61
• 第5章 整体式全铝换热器空调系统制冷性能试验研究61-74
• 5.1 空气焓值法试验原理及装置61-69
• 5.1.1 试验原理简介61
• 5.1.2 试验装置61-64
• 5.1.3 LG 窗式空调器（型号 LW8012）试验样件及参数64-66
• 5.1.4 试验方法及步骤66-67
• 5.1.5 试验数据处理67-69
• 5.2 LG 窗式空调器（型号 LW8012）制冷性能试验研究69-72
• 5.2.1 原机制冷性能测试结果69
• 5.2.2. 样机制冷性能测试结果69-71
• 5.2.3 原机和样机制冷性能对比分析71
• 5.2.4 优化后样机制冷性能试验研究71-72
• 5.3 LG 窗式空调器（型号 LW8012）样机性能检测72
• 5.4 本章小结72-74
• 结论74-76
• 参考文献76-80
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单80-81
• 致谢81

【参考文献】

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本文编号：314028