跨臨界CO2微通道換熱器的進展

1、跨臨界跨臨界CO2微通道微通道換熱器的進展換熱器的進展co2開始被用作制開始被用作制冷劑冷劑19世紀世紀末末20世紀世紀30年代年代1987-1997年年至今至今逐代漸被逐代漸被CFC HCFC替代替代蒙特利爾議定書京都議蒙特利爾議定書京都議定書定書CO2的制冷歷史的制冷歷史重新研究和使用重新研究和使用CO2性質(zhì)性質(zhì) 常溫下,CO2是一種無色無味的氣體。其相對分子質(zhì)量為44.01,臨界壓力為7.3773MPa,臨界溫度為304.1K。CO2蒸發(fā)潛熱較大,單位容積制冷量高,0時的單位容積制冷量為22600kJ/m3,是R22的5.12倍，R12的8.25倍。CO2作為制冷劑優(yōu)點非常穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)

2、,既不可燃,也不助燃。CO2與水混合呈弱酸，不腐蝕不銹鋼和銅類。CO2黏度較小,液體與氣體密度的比值較小?？缗R界跨臨界CO2制冷循環(huán)結(jié)構(gòu)及特點制冷循環(huán)結(jié)構(gòu)及特點循環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)循環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)CO2在壓縮機壓縮升至超臨界進入氣冷器冷卻，然后流體進入回?zé)崞骼鋮s到節(jié)流閥節(jié)流至亞臨界兩相流，然后進入蒸發(fā)器吸熱流入氣液分離器，氣態(tài)亞臨界CO2進入回?zé)崞魑找徊糠謴臍鈶B(tài)冷卻器進入回?zé)崞鞒R界CO2流體的熱量，再進入壓縮機壓縮，周而復(fù)始。 Add your text in here Add your text in her Add your text in here Add your text in here跨臨

3、界跨臨界CO2制冷循環(huán)結(jié)構(gòu)及特點制冷循環(huán)結(jié)構(gòu)及特點跨臨界 CO2 制冷系統(tǒng)的成功開發(fā)有賴于系統(tǒng)中各部件的效率、緊湊性、安全性等方面的提高 ,以及降低質(zhì)量、運行費用等。為了保證換熱器有足夠的耐壓能力和較好的換熱性能 , 氣體冷卻器一般采用微通道管形式.CO2 跨臨界回?zé)嵫h(huán)流程圖微通道氣體冷卻器是超臨界二氧化碳制冷裝置中的一個重要組成部件 , 其性能的改進對于制冷裝置的性能提高起著非常重要的作用.微通道換熱器結(jié)構(gòu)及特點微通道換熱器結(jié)構(gòu)及特點由2個集管和2個集管之間沿水平方向展開的許多扁平微通道換熱管組成。微通道的形狀可以采用三角形、方形、圓形和H 形等, 在CO2 微通道換熱器中多采用圓形。計算

4、得出微通道內(nèi)部換熱器的傳熱面積密度比板翅式和套管式換熱器的高得多, 在相同的換熱量下可大幅減小換熱器的尺寸微通道換熱器結(jié)構(gòu)及特點微通道換熱器結(jié)構(gòu)及特點Pettersen開發(fā)的平行流式微通道氣體冷卻器K im微通道管百葉窗翅片Kim 等建立了3個扁平微通道管并聯(lián)的蒸發(fā)器的有限體積模型。其主要目標是精確地獲得空氣側(cè)冷凝水和傾斜角對折疊百葉翅片換熱和流動性能的影響, 并在蒸發(fā)器樣機上得到了驗證。微通道換熱器結(jié)構(gòu)及特點微通道換熱器結(jié)構(gòu)及特點 Boewe等采用的微通道管式CO2內(nèi)部換熱器，比套管式換熱器材料減少50% ,性能提高10%。Boewe等采用的微通道內(nèi)部換熱器示意圖韓吉田等設(shè)計了微通道內(nèi)部換熱

5、器,該內(nèi)部換熱器的內(nèi)部芯長為1.156m。內(nèi)部換熱器的設(shè)計長度選為1.2m,內(nèi)部換熱器采用3排結(jié)構(gòu),中間靠彎管連接。內(nèi)部換熱器的整體尺寸為400mm*44mm*30.5mm。韓吉田等設(shè)計的微通道內(nèi)部換熱器示意圖微通道管內(nèi)徑的變化對二氧化碳氣體冷卻器性能的影響。微通道氣體冷卻器仿真模型驗證微通道氣體冷卻器仿真模型驗證換熱量最大情況下,設(shè)計微通道管直徑在0.8mm左右。 保持扁平管管寬、管長和高度都不變,改變微通道內(nèi)徑從0.6 mm到1.5mm。微通道氣體冷卻器仿真模型驗證微通道氣體冷卻器仿真模型驗證增加通道數(shù)能改善氣體冷卻器的性能,但是在扁平管寬和微通道管管徑不變的情況下,通道數(shù)取得太多，使通道

6、間的距離減小,無法承受超臨界的高壓。微通道數(shù)對氣體冷卻器換熱性能的影響微通道氣體冷卻器仿真模型驗證微通道氣體冷卻器仿真模型驗證扁平管數(shù)對氣體冷卻器換熱性能的影響注意：由此可見扁平管也不需要太多,而且一般換熱器也會受到尺寸的限質(zhì)。微通道氣體冷卻器仿真模型驗證微通道氣體冷卻器仿真模型驗證 Description of the contents由計算結(jié)果發(fā)現(xiàn)流程數(shù)在 24 之間較好。.流程數(shù)的變化對氣體冷卻器的影響流程數(shù)的變化對氣體冷卻器的影響氣體冷卻器結(jié)構(gòu)參數(shù)進行了敏感性分析 , 指出了設(shè)計氣體冷卻器時各個結(jié)構(gòu)參數(shù)的范圍: 微通道管徑在 0. 7 mm 以上、1 mm 以下流程的數(shù)目應(yīng)在 24 之

7、間; 微通道管的數(shù)目應(yīng)大于 24.模擬總結(jié)模擬總結(jié)1.黃東平，梁貞潛，丁國良，張真路;基于模型的二氧化碳氣體冷卻器的性能分析，J;化工學(xué)報;2002年08期3.饒政華,廖勝明;二氧化碳微通道氣體冷卻器的數(shù)值仿真與性能優(yōu)化; J化工學(xué)報 ;2005年9月;第56卷第9期參考文獻參考文獻4.王任遠，吳金星，李澤，尹凱杰;跨臨界CO2 制冷系統(tǒng)中換熱器結(jié)構(gòu)的進展;J制冷與空調(diào);2010年4月;第10卷第2期5.Kmi MH, Bu llard CW. Development of am icro-channel evaporator model for a CO2 air-conditioning system.Energy, 2001, 26( 10) : 931-9487.丁國良,湯志遠.圓管平行流換熱器: 中國,200710038598. 3. 2007-9-5.8.韓吉田, 曹先齊. 二氧化碳制冷系統(tǒng)內(nèi)部換熱器設(shè)計/山東省制冷空調(diào)學(xué)術(shù)年會. 20066.Boewe D, Bu llardC, Y in J,et a.l Contribution of internal heat exchan