Zur quantitativen Untersuchung des Wärmeübertragungs- und Strömungsverhaltens eines Kapillarnetz-Wärmeübertragers für Meerwasser-Wärmepumpen wurde in dieser Arbeit ein experimentelles System für die Untersuchung der Wärmeübertragungs- und Strömungseigenschaften aufgebaut. Verschiedene Versuchsbedingungen wurden getestet und der Einfluss der Strömungsgeschwindigkeit im Inneren der Kapillaren, des Mediums im Rohr, des Rohrmaterials sowie der Innen- und Außentemperaturen und saisonaler Änderungen auf die Leistung des Kapillarnetz-Wärmeübertragers quantitativ analysiert; die Genauigkeit der traditionellen empirischen Korrelationen zur quantitativen Bewertung der Wärmeübertragungsleistung des Kapillarnetz-Wärmeübertragers wurde untersucht und die inneren empirischen Korrelationen korrigiert. Die Forschungsergebnisse zeigen, dass der mittlere Wärmeübertragungskoeffizient und die Effizienz des Kapillarnetz-Wärmeübertragers etwa 91,3 W/(m²·℃) bzw. 87 % betragen; bei einer Strömungsgeschwindigkeit in den Kapillaren von 0,11 m/s beträgt der maximale Druckabfall nur 8,2 kPa. Die mit traditionellen empirischen Korrelationen berechneten Wärmeübertragungskoeffizienten sind höher als die experimentell ermittelten Werte, was bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten deutlicher wird; die korrigierte empirische Wärmeübertragungskorrelation kann den maximalen Simulationsfehler von 17,5 % auf 3 % reduzieren. Basierend auf den experimentellen Daten wurde eine Korrelationsanalyse zwischen Betriebsparametern des Kapillarnetz-Wärmeübertragers und Leistungskennzahlen durchgeführt, und die optimalen Betriebsbedingungen für Winter- und Sommerbetrieb unter Berücksichtigung des saisonalen Bedarfs ermittelt. Diese Studie kann als Leitfaden für die Auslegung und den Betrieb von Kapillarnetz-Wärmeübertragern in Meerwasser-Wärmepumpensystemen dienen.

Vorderer Wärmeübertrager;Wärmeübertragungskoeffizient;Wärmeübertragungseffizienz;Druckverlust;Meerwasserwärmepumpe