Zur quantitativen Untersuchung der Wärmeübertragung und Strömungseigenschaften eines kapillären Netzwärmeüberträgers für Meerwasser-Wärmepumpen wurde in dieser Arbeit ein experimentelles System für die Wärmeübertragung und Strömung eingerichtet, verschiedene Betriebsbedingungen getestet und quantitativ analysiert, wie die Fließgeschwindigkeit im Kapillarelement, das Rohrmedium, das Rohrmaterial sowie die Rohrtemperaturen innen und außen und saisonale Veränderungen die Leistung des kapillären Netzwärmeüberträgers beeinflussen; die Genauigkeit traditioneller empirischer Korrelationen zur quantitativen Bewertung der Wärmeübertragung des kapillären Netzwärmeüberträgers analysiert und die empirischen Korrelationen für das Rohrinneren korrigiert. Die Ergebnisse zeigen, dass der durchschnittliche Wärmeübergangskoeffizient und die Effizienz des kapillären Netzwärmeüberträgers etwa 91,3 W/(m²·°C) bzw. 87 % betragen; bei einer Fließgeschwindigkeit von 0,11 m/s im Kapillarrohr beträgt der maximale Druckverlust nur 8,2 kPa. Die mit traditionellen empirischen Korrelationen berechneten Wärmeübergangskoeffizienten waren höher als die experimentellen Werte, insbesondere bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten; die korrigierte empirische Wärmeübertragungskorrelation reduzierte den maximalen Simulationsfehler von 17,5 % auf 3 %. Basierend auf experimentellen Daten wurde eine Korrelationsanalyse zwischen Betriebsparametern und Leistungsindikatoren des kapillären Netzwärmeüberträgers durchgeführt und die optimalen Betriebsbedingungen für Winter- und Sommersaison in Kombination mit saisonalem Betriebsbedarf bestimmt. Diese Studie kann als Leitfaden für die Auslegung und den Betrieb von kapillären Netzwärmeüberträgern in Meerwasser-Wärmepumpensystemen dienen.

Frontwärmeübertrager;Wärmeübergangskoeffizient;Wärmeübertragungseffizienz;Druckverlust;Meerwasser-Wärmepumpe