Estudio del rendimiento térmico y de flujo del intercambiador de red capilar para bomba de calor de fuente de agua de mar

Zheng Jinfu ,  

Dou Mengying ,  

Chen Jiale ,  

Hu Songtao ,  

Ji Yongming ,  

Zhu Hui ,  

Liang Shimin ,  

摘要

Para investigar cuantitativamente el rendimiento térmico y de flujo del intercambiador de calor con red capilar para bomba de calor de fuente de agua de mar, en este artículo se construyó un sistema experimental para evaluar el rendimiento térmico y de flujo del intercambiador. Se probaron varias condiciones experimentales y se analizó cuantitativamente el efecto de la velocidad del flujo dentro de los conductos capilares, el medio en el interior de la tubería, el material de la tubería, las temperaturas interiores y exteriores, y los cambios estacionales en el rendimiento del intercambiador de red capilar; se analizó la precisión de las relaciones empíricas tradicionales para la evaluación cuantitativa del rendimiento térmico del intercambiador de red capilar y se modificaron las relaciones empíricas internas. Los resultados mostraron que el coeficiente promedio de transferencia de calor y la eficiencia del intercambiador de red capilar son aproximadamente 91.3 W/(m2·℃) y 87 %, respectivamente; cuando la velocidad dentro del conducto capilar es 0.11 m/s, la caída máxima de presión es solo 8.2 kPa. Los coeficientes de transferencia de calor calculados con las relaciones empíricas tradicionales son mayores que los valores experimentales, siendo más evidentes a altas velocidades; la relación empírica corregida reduce el error máximo de simulación del 17.5 % al 3 %. Basado en los datos experimentales, se realizó un análisis correlacional de los parámetros operativos del intercambiador de red capilar y los indicadores de rendimiento, y se determinaron las condiciones óptimas de operación para invierno y verano según la demanda estacional. Este estudio puede proporcionar orientación para el diseño y operación del intercambiador de red capilar en sistemas de bomba de calor de fuente de agua de mar.

关键词

intercambiador frontal;coeficiente de transferencia de calor;eficiencia térmica;caída de presión;bomba de calor de fuente de agua de mar

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