热泵空调优化
热泵空调系统的性能评价及优化研究
热泵空调系统的性能评价及优化研究热泵空调系统是一种高效、环保的空调系统，能够在较低的能源消耗下实现较高的制冷和制热效果。
然而，由于热泵空调系统具有复杂的结构和机制，其性能评价和优化也面临着一定的挑战。
本文将从多个方面对热泵空调系统进行性能评价和优化研究，以期提高其效率和可靠性。
一、热泵空调系统的基本结构和工作原理热泵空调系统是由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器等部件组成的闭合循环系统。
其工作原理基于热力学原理，利用高压、低温的制冷剂通过多级压缩、换热和膨胀阀控制的节流等过程，实现热量的传递和转换。
具体来说，其工作步骤如下：1. 压缩机将制冷剂从低温、低压状态压缩为高温、高压状态，产生高温高压气体。
2. 让高温高压气体在冷凝器内流动，将其热量传递给外界环境并冷却变成高压液体。
3. 高压液体通过膨胀阀进入蒸发器，变成低温低压蒸汽。
4. 低温低压蒸汽再次通过压缩机，开始下一轮制冷循环。
二、热泵空调系统的性能评价指标热泵空调系统的性能评价指标主要包括制冷效率、制热效率、耗电量和制冷剂回收率等。
其评价指标的计算方法如下：1. 制冷效率 = 制冷量 ÷耗能量其中，制冷量可以通过测量空调运行前后房间空气温度差和空气流量来估算，耗能量可以通过测量电表原始数据来计算。
2. 制热效率 = 制热量 ÷耗能量计算方法同上。
3. 耗电量 = 空调运行时间 ×平均功率其中，平均功率可以通过测量电表数据，除以空调运行时间得到。
4. 制冷剂回收率 = 回收的制冷剂质量 ÷损失的制冷剂质量其中，制冷剂回收率可以通过测量制冷剂的流速和流量等来获得。
三、热泵空调系统的性能优化策略为了提高热泵空调系统的性能和效率，我们可以采用以下优化策略：1. 优化热泵系统的控制：通过采用先进的控制策略，如模糊控制、神经网络控制、PID控制等，来优化热泵系统的制冷和制热效率，减少能源浪费。
2. 优化热泵系统的换热效果：通过对热泵系统内部的换热器进行优化设计，提高传热系数和热传递效率，从而减少能量损失和能源浪费。
多联式空调(热泵)机组的系统集成与优化研究
多联式空调（热泵）机组的系统集成与优化研究随着社会发展和人们生活水平的提高，空调已经成为现代家庭和办公场所中必不可少的装备之一。
传统的空调系统通过传输热空气来实现温度调节，但往往存在能源消耗大、操作成本高、运行效率低等问题。
为了解决这些问题，多联式空调（热泵）机组开始逐渐得到人们的关注和应用。
多联式空调（热泵）机组是一种先进的空调系统，可同时实现供暖和制冷功能。
其基本原理是通过热泵技术，将空气中的热能移动到需要制冷或供暖的空间。
多联式空调（热泵）机组由多个室内机和一个室外机组成，室内机可以根据需要单独控制温度，室外机负责提供制冷或供暖所需的热能。
多联式空调（热泵）机组的系统集成是指将各个组成部分有机地整合在一起，实现协同工作，并最大程度地提高整个系统的能效。
系统集成需要考虑以下几个方面：首先是室内机的布置和数量确定。
根据使用者的需求和空间的特点，合理安排室内机的位置和数量，以达到最佳的空调效果。
其次是室外机的选型和定位。
室外机应该在适当的位置安装，以确保其正常运行和排放废热。
选型时需要考虑外部环境温度、制冷或供暖的负荷以及系统的要求，选择合适的室外机以提高系统的能效。
此外，多联式空调（热泵）机组还需要合理设置管道网络。
管道的布置应充分考虑空气流动的规律，减少阻力，提高通风效果。
同时，管道的材质和绝热层的选择也对整个系统的能效有重要影响。
在系统集成的过程中，还需考虑电气连线和控制系统的设计。
电气连线应严格按照规范进行，确保各个部件之间的电气连接正常可靠。
控制系统则需要实现室内机之间的协调工作，保证系统的稳定运行。
同时，智能化的控制系统可以根据使用者的需求和外部环境的变化对系统进行调整，进一步提高能效。
在系统集成完成后，对整个系统进行优化也是必不可少的。
优化可以从多个方面进行，包括提高系统的能效、减少运行成本以及提升用户的舒适度。
具体的优化方法包括增加系统的热回收功能，减少能源浪费；使用高效的换热器和压缩机，提高系统的效能；采用智能控制算法，根据用户的需求和外部环境的变化进行校正；使用可再生能源替代传统能源，减少对环境的影响等。
空气源热泵系统优化方案
空气源热泵系统优化方案背景现代建筑中空气源热泵系统被广泛应用，以提供供暖和制冷的能源。
然而，许多热泵系统存在效率低下和能耗高的问题。
因此，有必要针对该系统提出优化方案，以实现更高的能效和节能效果。
优化方案1. 设定合适的温度根据不同季节和使用需求，合理设定供暖和制冷的温度范围。
避免过高或过低的温度，以提高系统的能效。
同时，通过使用智能控制技术，根据人员活动和室内温度变化调整温度，进一步减少能耗。
2. 加强维护和清洁定期对热泵系统进行维护和清洁工作，保持设备的良好运行状态。
清洁过滤器和换热器，移除积聚的灰尘和污垢，有助于提高系统的效率。
定期检查和维修故障部件，确保系统的正常运行。
3. 优化循环水系统循环水系统在热泵系统中起到重要作用。
优化水流量和水温的控制，可以提高系统的热交换效率。
使用节能泵和阀门，减少能量损失。
另外，保持水质清洁，防止水垢和污染物的堆积。
4. 加强节能措施通过采用节能设备和技术，进一步提高热泵系统的能效。
例如，安装双层窗户和良好的隔热材料，减少能量损失。
使用智能控制系统，根据室内外温度和用能需求自动调整热泵运行模式，降低能耗。
5. 鼓励用户行为节能通过教育和宣传，鼓励用户养成节能惯。
例如，合理使用热泵系统，避免过度制冷或过度供暖。
提供能源使用监测和反馈，让用户了解自己的能耗水平，并采取相应的节能措施。
结论通过实施上述优化方案，可以提高空气源热泵系统的能效和节能效果。
这将有助于减少能源消耗，降低碳排放，实现可持续发展的目标。
建议在实施优化方案时，进行性能监测和评估，以便调整和改进系统的运行效果。
热泵控制系统优化设计
热泵控制系统优化设计1. 热泵介绍热泵是一种利用可再生能源（如大气、地热、水源）的热能转换技术，可以将低温热能转化为高温热能。
它具有的优点是安全、环保、高效等。
因此在现代化建筑中应用越来越广泛。
2. 热泵控制系统热泵控制系统是指控制和优化热泵运行的所有组件和系统。
它包括了一些关键的元素，如传感器、控制器、电气元件、阀门、伺服控制电机、压缩机、换热器，以及安全和保护装置。
它的作用是确保热泵运行在最佳效率和性能条件下，防止过载和故障。
3. 热泵控制系统的优化设计相对于传统的热泵控制系统，优化设计的热泵控制系统在能耗、性能和安全等方面的表现要更好。
3.1 传感器的选择在采集温度数据方面，我们可以选择NTC温度传感器、铂电阻温度传感器或热电偶等类型的传感器，应选择合适的传感器以满足热泵在不同的温度、压力和流量条件下的要求。
3.2 控制器的设计由于热泵涉及到温度、水流、压力和电能等参数，因此一个优秀的控制器必须具备快速响应和稳定控制的能力。
它应该能够保证精确测量并需要找到控制变量，同时确保良好的抗干扰能力和可靠性。
3.3 热泵压缩机的控制热泵压缩机是热泵系统中最为重要的部分之一，因此对其的控制必须具备快速响应的能力。
我们可以考虑采用变频驱动的压缩机，使得系统在低负载情况下能够有效地调节开关机时间，从而减少能耗和运行噪音。
3.4 热泵换热器的选择为了满足不同的换热需求，我们可以根据热泵系统和实际需求选择不同类型的换热器，如板式换热器、水桶式换热器、管式换热器等。
换热器的选择应该根据实际情况设计。
3.5 安全保护机构的设计热泵控制系统中的安全保护机构在预防热泵故障等方面具有非常重要的作用。
它们包括温度、压力、流量等监测传感器，以及开关器和阀门等开关机构。
需要多个保护机构同时协同工作以确保系统的安全运行。
4. 结论热泵系统在正确的控制下，可以为现代化建筑提供高效节能、环保的空调解决方案。
通过优化设计热泵控制系统，我们可以显著地提高能耗效率、提高安全性和稳定性，从而使热泵系统能够更好地适应现代化建筑对能源和环保的要求。
热泵制冷节能措施方案
热泵制冷节能措施方案
热泵制冷是一种高效节能的空调制冷技术，主要通过循环利用制冷剂热量来实现空间的制冷。
下面是一些常见的热泵制冷节能措施方案。
1. 优化系统设计：合理选配热泵制冷系统的制冷剂种类和工作压力，提高制冷性能和系统稳定性。
同时，合理选择热泵制冷设备的容量和数量，避免设备过剩或不足，达到节能目的。
2. 定期清洗和维护设备：定期清洗和维护热泵制冷设备，保证设备的正常运行和制冷效果。
清洗设备表面的尘垢和铁锈，定期更换设备内部的过滤器、冷凝器和蒸发器等易受污染的部件。
3. 采用可再生能源：利用太阳能、地热能等可再生能源作为热泵制冷系统的热源，减少对传统能源的依赖，实现节能减排。
4. 高效换热：采用高效的换热技术，如使用高效螺旋板换热器或壳管换热器，提高热泵制冷系统的换热效率，减少能源的消耗。
5. 使用智能控制系统：安装智能控制系统，根据实际需求和空间温度变化，合理运行热泵制冷设备，减少不必要的能源损耗。
6. 应用辅助节能技术：结合空调节能技术，如使用电子膨胀阀，采用变频调速技术等，提高热泵制冷系统的能效比。
7. 做好绝热保温工作：加强建筑物的绝热保温工作，减少建筑
物内外热量的交换，使热泵制冷系统的制冷负荷降至最低。
总结起来，热泵制冷节能措施方案主要包括优化系统设计、定期清洗和维护设备、采用可再生能源、高效换热、使用智能控制系统、应用辅助节能技术和做好绝热保温工作等措施。
通过这些措施的综合应用，可以有效提高热泵制冷系统的能效，实现节能减排的目标。
热泵技术的性能参数优化研究
热泵技术的性能参数优化研究热泵技术一直以来被广泛应用于空调、暖通空调和热水器等领域，由于具有高能效、环保、安全、稳定等优点，除此之外还能适应各种复杂的环境要求。
热泵技术的优异性能取决于其几个关键性能参数，因此研究热泵技术的性能参数优化对提高热泵技术的性能和推广应用都具有重要意义。
一、热泵机组的性能参数热泵机组的运行效率和性能可以用多个参数来表示，包括热泵机组制冷量、制热量、COP、能效比、蒸发温度、压缩机排气温度、回气温度、制冷剂液位、能耗等。
在热泵机组的制冷量和制热量上，其大小取决于机组的制冷量和制热量，制冷量和制热量是将热源的热量传递到制冷负载端和制热负载端的指标。
COP则是热泵机组性能的重要指标之一，它是指制冷量或制热量与所耗电能之比，即COP=制冷量或制热量÷所耗电能，COP越大，热泵机组的运行效率也就更高。
能效比是指热泵机组的输入功率与输出的热量之比，是一个更加全面的评估热泵机组运行效率的指标，它不仅包括COP，还考虑到热泵机组的所有能损失，如冷凝水排放、机械传动损失等。
蒸发温度、压缩机排气温度、回气温度、制冷剂液位是一些重要的运行参数，适当的调节这些参数可以延长热泵机组的使用寿命，提高效率。
能耗是反映热泵机组运行耗电量的指标，也是使用热泵机组时需要考虑的关键性能参数之一。
二、热泵机组的性能参数优化措施有了热泵机组性能参数的了解，并结合实际运行情况，就可以对热泵机组的性能参数进行优化。
以下是一些常用的优化措施：1.优化制冷量和制热量：可以采用提高机组效率、增大机组吸收面积等方法来提高机组的制冷量和制热量。
2.增加换热面积：为了提高机组的导热性能，可以增加换热面积，通过优化导热材料的厚度和导热系数，提高换热效率。
3.改进制冷剂回收技术:采用恰当的制冷剂回收技术，可以减少制冷剂泄漏，提高热泵机组的能源利用率，减少环境污染。
4.优化制冷剂的充注量:热泵机组的合理制冷剂充注量可以明显提高机组的性能，减少运行成本。
多联式空调(热泵)机组的设计与优化方法探讨
多联式空调（热泵）机组的设计与优化方法探讨多联式空调（热泵）机组是一种高效节能的空调系统，它采用多个独立操作的热泵机组组合而成，可以根据实际需要调整运行模式，具有灵活性和节能性的优势。
在本文中，将讨论多联式空调机组的设计原理和优化方法，以提高其性能和效能。
首先，多联式空调机组的设计原理涉及到热泵技术的应用。
热泵是一种利用空气或水源提供的热能进行制冷或供暖的装置。
它通过循环系统，将低温高质量热能转移到高温低质量热能区域，从而实现热能的传递。
多联式空调机组利用多个独立操作的热泵机组组合而成，可以根据需要选择运行机组数量，来满足不同的负荷需求。
其次，多联式空调机组的设计需要考虑以下几个方面。
首先是机组的规格选择，包括冷热负荷的计算和空调系统的设计。
根据建筑物的规模和使用需求，确定所需的冷热负荷量，以及相应的机组数量和规格。
其次是机组的配置和布局设计，确保空气流通顺畅、热交换效率高，并考虑机组的维护保养等方面的要求。
最后是管道设计，包括冷凝水排放、冷热介质的流动和分配等。
在优化多联式空调机组的设计中，需要考虑以下几个关键因素。
首先是能源效益，即通过优化机组操作方式和控制策略，提高系统的能源利用率。
例如，通过采用智能控制系统，根据负荷需求调整机组数量和运行模式，以实现能源的最优利用。
其次是环境保护，即减少对环境的污染和资源的浪费。
通过优化冷却剂的选择和循环系统的设计，减少温室气体的排放，并提高系统的环境友好性。
另外，还需要考虑空调系统的可靠性和舒适性，即提供稳定可靠的运行，并保证室内温湿度的舒适性。
优化多联式空调机组的方法有很多，下面将介绍几种常用的方法。
首先是机组的模型建立和仿真分析。
通过建立机组的数学模型，包括热力学和控制方程等，可以对机组的性能进行仿真分析，以评估不同设计参数对性能的影响。
其次是参数优化和控制策略的设计。
通过优化控制策略和调整设计参数，可以提高机组的能效性能和运行效果。
例如，采用模糊控制、遗传算法等方法，对机组的运行参数进行优化，以提高系统的能效和稳定性。
热泵空调系统的热力性能分析与优化设计
热泵空调系统的热力性能分析与优化设计随着建筑工程的不断发展，空调成为了现代化建筑中不可或缺的一部分。
在诸多空调形式中，热泵空调系统逐渐成为了一种普遍使用的空调形式。
其主要是依靠热泵的原理来实现制冷和取暖的作用。
热泵空调系统由于其良好的节能环保性能，越来越广泛地应用于商业和住宅领域。
但是热泵空调系统也存在一些问题，尤其是在热力性能方面存在不足。
本文旨在分析热泵空调系统的热力性能，提出优化设计方法，从而提高其性能表现。
一、热泵空调系统的工作原理及结构热泵空调系统主要由蒸发器、压缩机、冷凝器和冷凝风扇组成。
其中，压缩机的作用是将流体压缩成高压气体，然后通过输送到蒸发器时，因为压力降低而膨胀成低温低压气体。
蒸发器中的制冷剂则能够吸收室内的热量，因此室内温度会下降。
通过压缩机吸入低温低压的制冷剂，加压成为高温高压的饱和蒸汽，然后通过冷凝管换取空气蒸发器、空气过滤器，再通过冷凝风扇将热量散发出室外，使室内的温度降低。
热泵空调系统的工作过程，主要是依靠制冷剂和压缩机来完成空气的制冷、换气和排放工作。
其主要特点是能够吸取空气中的热量，快速制冷并调节室内温度，因此在夏季可以调节室内温度，使人们的身体感觉更加舒适。
二、热泵空调系统的热力性能分析1. 热泵空调系统的功率消耗较大热泵空调系统的压缩机需要不断地吸气和排气，因此功率消耗非常大。
这也是热泵空调系统的主要性能瓶颈之一。
在使用热泵空调系统时，需要考虑如何降低其能量消耗。
2. 热泵空调系统在低温环境下工作效率会受到很大影响热泵空调系统在低温环境下，由于制冷剂的温度过低，导致其工作效率受到了很大影响。
这也是热泵空调系统的一个重要问题。
3. 热泵空调系统在制热和制冷模式下热效率存在差异热泵空调系统在制热和制冷模式下，热效率存在差异。
在制热模式下，其热效率较低；而在制冷模式下，其热效率较高。
这也是需要优化的问题。
三、热泵空调系统的优化设计为了解决热泵空调系统的上述问题，需要进行一些优化设计。
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2.关键因素 分析
最简单易行的解决方案：制冷剂流量均匀分配，换热面积大 小取决于风速分布。
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3.热泵空调中冷凝与蒸发 两用换热器的研究思路
Indoor Unit
in1 in2 out1 out2
实例1 等阻力条件下，优化 流路布置，制冷量从 6628W提高到7280W
out3 in3 in4
Distributor
(4)
(5)
21
• 谢谢大家！ • 请批评指正！
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（3）气体制冷剂分配
（4）基于工况组合优选翅片类型
（3）两相制冷剂分配
（1）风速非均 匀分布的影响
（2）流路布置的影响
6
3.热泵空调中冷凝与蒸发 两用换热器的研究思路
（1）流路布置：流路排布、支路数、支路的汇合与 分歧、各支路面积比例 （2）风速非均匀分布：风速分布的形状、方向、非均匀率
关键技术
及对策研究 （3）气态和气液两相制冷剂分配：集气管、分液器以及 分液毛细管 （4）翅片类型优选：基于干、湿、结霜等工况及组合优选 翅片类型
2
1. 研究背景
（1）我国高度重视节能减排，需要提高空调器能效比（EER） （2）四大部件分析
（a）压缩机：专业化、标准化、批量化的规模制造 （b）节流装置：可灵活调整，易做到最佳 （c）冷凝器：缺乏理论指导，依赖工程师经验或模仿 （d）蒸发器：缺乏理论指导，依赖工程师经验或模仿
翅片管式蒸发器和冷凝器设计是制约热泵空调器能效比(EER)提 高的重要因素 （3）热泵空调中是冷凝与蒸发两用相变换热器，相关研究有利于同时提高 制冷循环和制热循环的效率。 （4）热泵空调中冷凝与蒸发两用相变换热器，必须能适应宽工况（干、湿、 结霜工况）、大流量范围（制冷循环与制热循环流量不同）、多种相 变过程（冷凝与蒸发）等特点。
out4
EVA in EVA out
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3.热泵空调中冷凝与蒸发 两用换热器的研究思路
实例2 其中一个支路中部 温度在加氟过程中 逐渐降低
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3.热泵空调中冷凝与蒸发 两用换热器的研究思路
A B
实例2 冷凝器时集气管与分支管 结构影响
C D
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ14
3.热泵空调中冷凝与蒸发 两用换热器的研究思路
表3-1 各支路制冷剂流量分配比例
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5.流路布置对冷凝与蒸发 两用换热器性能的影响
(a)Parallel (b)Counter
(c)NU-shape
图1 换热器流路布置图
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5.流路布置对冷凝与蒸发 两用换热器性能的影响
① 对于蒸发器而言，各种流路布置的对数传热温差基本相同，总传热 系数分布起主导作用，Counter布置将传热系数较小的后半段放在 了对数传热温差较大的第一排，换热量最大，比最小的Parallel布 置大4.9%，而NU-shape与Counter的换热量基本相同。 对于冷凝器而言，Parallel布置利用具有较大传热温差的过热段增 大了第二排的传热温差，再加上第一排较大的传热温差弥补了过冷 段总传热系数小的缺点，使Parallel布置的换热量最大，比最小的 Counter布置要大7.4%，而NU-shape居中。 当以蒸发器和冷凝器的换热量之和为依据，流路布置从小到大依次 排列为：Counter 、 Parallel和NU-shape。 冷凝器由于过热段的对数传热温差较大及总传热系数“两头小，中 间大”的分布特点，影响换热量的因素比蒸发器要复杂得多。 可以通过流路布置，优化传热温差和总传热系数的分布，增大换热 器的换热量。
7.0 6.5 6.0 5.5
Q/kW
180 160 140
蒸发器 冷凝器
120
△p/kPa
100 80 60 40 20
蒸发器 冷凝器
5.0 4.5 4.0 3.5 1 2 3 4 5 6
0 -20 1 2 3 4 5 6
支路数
支路数
图2 蒸发器和冷凝器的换热量随支路数的变化
图3 蒸发器和冷凝器的压降随支路数的变化
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3.热泵空调中冷凝与蒸发 两用换热器的研究思路
(a)Parallel (b)Counter (c)NU-shape (d)X-shape (d)Z-shape
(e)N-shape (f)X-shape
流路布置:以上各流路特点？适合单冷？适合热泵空调？
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3.热泵空调中冷凝与蒸发 两用换热器的研究思路
支路编号 A(%) B(%) C(%) D(%) 30.6 23.8 13
流量的百分比（%） 32.7
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4.支路数对冷凝与蒸发两用 换热器性能的影响
制冷剂流向为制冷循环作 蒸发器时，制热循环时进、 出口刚好相反
(a)1n
(b)2n
(c)3n
(d)4n
(e)6n
图1 换热器各种支路布置图
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4.支路数对冷凝与蒸发两用 换热器性能的影响
集气管 换热器
集气管
集气管
换热器
集气管
换热器
换热器
（ a）侧进集气管
（b）下进集气管 (c)上进集气管
（ d）短集气管
气态制冷剂分配：是否均匀？那个支路流量大？
9
3.热泵空调中冷凝与蒸发 两用换热器的研究思路
气液两相制冷剂分配：黄铜实心分液器与紫铜空心分液器区别？
对流路布置有何影响？
10
3.热泵空调中冷凝与蒸发 两用换热器的研究思路
②
③ ④ ⑤
20
6.后续研究计划与思路
(1) (2) (3) 研究典型流路排布（U、n、N、X等）、支路数、支路的汇合和分歧等 对翅片管式蒸发器或冷凝器流动和传热特性的影响规律，包括对传热 系数、温差场、压降等分布特征，建立基础性数据库。 研究翅片类型（平直、波纹、百叶窗）与翅片间距分别在干、湿、结 霜工况下对换热器流动和传热特性的影响规律，主要包括对空气流量、 空气压降及相应对制冷剂侧总传热系数、温差场、压降的分布特征。 基于以上基础性数据库，优化热泵空调中冷凝与蒸发两用翅片管式换 热器的流路布置、支路数、翅片类型等，总结并提出热泵空调室内、 外换热器应优先采用的流路布置及支路数、翅片类型等的通用设计准 则。 研究室内、外翅片管式换热器管外空气速度场的分布及特点，研究风 速非均匀分布的形状、方向、非均匀率对多支路蒸发器传热与流动的 作用机理，包括总传热系数、温差场、压降的分布特征等，并进一步 研究风速非均匀分布下换热器流路布置、各支路面积比例、分液比例 等对策。 研究R410A等替代工质与R22在冷凝与蒸发两用相变换热器的差别。
4
3.热泵空调中冷凝与蒸发两 用换热器的研究思路
出口过热 度≥28℃ 要求出口总 过热度5℃
出口带总流量 5%的液体
R22在蒸发温度3℃时，潜热为202.61kJ/kg，显热0.74177 kJ/kg·K，潜显热比为273倍，则将最下面支路液体汽化并过 热至5℃，其他两个出口过热度≥28℃
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3.热泵空调中冷凝与蒸发 两用换热器的研究思路
（1）蒸发器的换热量，随支路数增大先升后降，最小值比最大值少23.2%， 存在使换热量最大的最佳支路数；冷凝器的换热量单调递减，最小值比 最大值少40.55％ ； （2）蒸发器的压降大于冷凝器的压降；
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4.支路数对冷凝与蒸发两用 换热器性能的影响
（1）随支路数增多，换热器的温差场和总传热系数的变化趋势相反。随 支路数增多，制冷剂流量和压降都在降低，换热器表面的温度分布趋于 均匀化，对数传热温差会随着增大；但制冷剂侧的表面传热系数和总传 热系数会随制冷剂流量的减小而变小。 （2）存在使蒸发器换热量最大的最佳支路数。当小于最佳支路数时，过 大的制冷剂流量和压降对换热器的表面温度和温差场分布影响显著，此 时温差场是制约换热量的主导因素，而对数传热温差随支路数增多而增 大。当实际支路数大于最佳支路数时，总传热系数是制约换热量的主导 因素，而它随支路数增多而减小。 （3）冷凝器换热量随支路数增多而单调递减。冷凝器的压降比蒸发器要 小，再加上高温区对压降不敏感，总传热系数始终是制约换热量的主导 因素，而它随支路数增多而减小。 （4）当支路数增多时，蒸发器的换热量先升后降，冷凝器的换热量单调 递减，而且冷凝器换热量的变化幅度也比蒸发器要大。因此，热泵空调 的室内换热器存在最佳支路数，以同时提高制冷循环和制热循环的效率。
1.影响换热器性能的关键因素
（1）风速分布与制冷剂流量的匹配 （2）制冷剂流量与换热面积的匹配 a. 风速分布取决于流道、风机与换热器的空间相对位置； 可改进余地很小 b. 制冷剂流量可通过分液器、分液毛细管长度、集气管调整； 工艺麻烦，易出错，生产效率低 c. 换热面积可通过流路布置来调整； 易实现
3
2.热泵空调中冷凝与蒸发 两用换热器的特点
（1）宽工况：冷凝器（干工况），蒸发器（干、湿、结霜工况）； （2）制冷剂物性非线性：相同压降在蒸发器低温区引起的饱和温度的变 化幅度比冷凝器高温区要大； （3）两流体间的流动型式变化：在制冷循环为进口，制热循环则为出 口，但空气流动方向不变，顺、逆流形式发生变化； （4）风速非均匀分布的影响：使基于过热度负反馈控制的蒸发器性能衰 减，甚至引起控制振荡；减小冷凝器的过冷度； （5）空气侧与制冷剂侧的热阻相当：新研究表明，甚至在过热段、低干 度段主要热阻位于制冷剂侧，是内肋管广泛使用的基础； （6）气体或气液两相混合物分配：冷凝器时存在气体在各支路间的分 配，蒸发器时气液混合物的分配； （7） 流路布置：支路数、流路布置、翅片类型等相关研究比较匮乏， 难以同时提高制冷和制热循环的效率；
热泵空调冷凝与蒸发两用换热器的优化
黄
东
博士/副教授
西安交通大学制冷与低温工程系
2008年7月
内 容 提 要
1. 2. 3. 4. 5. 6. 研究背景 热泵空调中冷凝与蒸发两用换热器的特点 热泵空调中冷凝与蒸发两用相变换热器的研究思路 支路数对热泵空调中冷凝与蒸发两用换热器性能的影响 流路布置对热泵空调中冷凝与蒸发两用换热器性能的影响 后续研究计划与思路