基于分布参数模型的小管径换热器性能预测及参数分析

李金波; 赵夫峰; 李日新; 杜顺开; 支长双; 刘迎文

doi:10.3969/j.issn.0253-4339.2023.05.059

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基于分布参数模型的小管径换热器性能预测及参数分析

更新时间：2024-07-18

- 基于分布参数模型的小管径换热器性能预测及参数分析
- Performance Prediction and Parametric Analysis of Small Diameter Heat Exchangers Based on Distributed Parameter Model
- 制冷学报 2023年44卷第5期页码：59-69
- 作者机构：
  
  1. 西安交通大学能源与动力工程学院
  2. 广东美的制冷设备有限公司
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金（52006164，52276019），美的制冷设备有限公司资金资助。
- DOI：10.3969/j.issn.0253-4339.2023.05.059
  中图分类号：
- 纸质出版：2023
- 稿件说明：
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李金波, 赵夫峰, 李日新, 等. 基于分布参数模型的小管径换热器性能预测及参数分析[J]. 制冷学报, 2023,44(5):59-69.

Li Jinbo, Zhao Fufeng, Li Rixin, et al. Performance Prediction and Parametric Analysis of Small Diameter Heat Exchangers Based on Distributed Parameter Model[J]. Journal of Refrigeration, 2023, 44(5): 59-69.
李金波, 赵夫峰, 李日新, 等. 基于分布参数模型的小管径换热器性能预测及参数分析[J]. 制冷学报, 2023,44(5):59-69. DOI： 10.3969/j.issn.0253-4339.2023.05.059.

Li Jinbo, Zhao Fufeng, Li Rixin, et al. Performance Prediction and Parametric Analysis of Small Diameter Heat Exchangers Based on Distributed Parameter Model[J]. Journal of Refrigeration, 2023, 44(5): 59-69. DOI： 10.3969/j.issn.0253-4339.2023.05.059.

摘要

基于分布参数三维模型建立了分体式家用空调室内机小管径换热器的仿真模型，得到了总传热量、显热量、潜热量、制冷剂侧压降以及空气侧压降等参数。研究了管长、制冷剂流量、风量、空气入口温度及空气入口相对湿度在不同工况下对换热器性能的影响，结果表明：针对本文研究的5 mm管径换热器，性能最优时对应的管长区间为0.6~0.7 m，不仅可以保证较大的传热量，同时使得压降处于较低水平。由于传热系数与有效传质时间的综合影响，当风量处于600~700 m3/h区间时，制冷工况下的潜热量达到极大值426 W。随着空气入口温度的升高，制冷工况下的显热量也会出现先增大后减小的趋势。

Abstract

Based on a three-dimensional distributed parameter model

a simulation model of a small-diameter heat exchanger in the indoor unit of a split-household air-conditioner was established

and the performance metrics were computed

including the total heat load

sensible heat load

latent heat load

refrigerant-side pressure drop

and air-side pressure drop. The effects of the tube length

refrigerant mass flow rate

air volumetric flow rate

air inlet temperature

and air inlet relative humidity on the heat exchanger performance metrics were determined under different working conditions. For the 5 mm diameter heat exchanger considered in this study

the corresponding tube length range was 0.6~0.7 m

achieving good heat transfer with a small pressure drop. Owing to the comprehensive influence of the heat transfer coefficient and the effective mass transfer time

when the volumetric flow of air was in the range of 600–700 m3/h

the latent heat load reached a maximum of 426 W. With an increase in the air inlet temperature

the sensible heat load first increased and then decreased.

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