通過建立空調換熱器分布參數模型,并對模型進行了驗證,進而對R22 替代制冷劑R32、R410A、R407C和R290在翅片管冷凝器進行了研究,分析了不同迎面風溫和風速下冷凝器的流動和傳熱規律。研究表明:在一定的條件下,無論增加迎面風溫或風速, R407C單位面積換熱量,壓降和質量流量最大; R290和R32壓降和循環質量流量均小于R22; R410A雖然壓降較小,但循環流量大; R290循環質量流量較R22小40%左右,且R290換熱溫差較小,換熱系數較高。

1、前言

　　翅片管換熱器在制冷和空調系統中得到廣泛的應用。由于流路、管型、翅型、風速場、兩相流型、制冷劑種類以及運行工況等的復雜性,對翅片管換熱器的試驗研究顯得相對耗時且昂貴。翅片管換熱器的模擬研究在縮短研究周期和節約資金上是一種行之有效的手段。基于這點,許多學者做了大量研究。

　　Domanski 等人優化了6 種制冷劑R22、R600a、R134a、R32、R410A、R290 蒸發器的流程,分析了優化的蒸發器流程對系統性能的影響。研究表明高壓制冷劑較低壓制冷劑獲得較好的系統性能,且可使系統性能提高11.7%。Liang等人研究R134a制冷劑在復雜流路下蒸發器和冷凝器的性能,研究表明:對于蒸發器和冷凝器來說,制冷劑側和空氣側的熱阻基本相當;對于復雜流路,改變制冷劑的質量流率可以提高換熱器性能;相對傳統流路設計,合適的復雜流路設計可以減少5%的換熱器面積。Byun 等人對比分析了R22、R134a和R410A 在翅片管蒸發器的換熱性能,研究表明R410A較R22和R134a具有較高的換熱性能且具有較低的傳輸壓降 。目前,涉及不同替代制冷劑在冷凝器內性能的合理比較分析尚缺。

　　本文通過建立空調換熱器分布參數模型,分析比較不同制冷劑在同一翅片管冷凝器內的流動和換熱規律,旨在尋求現有空調制冷劑R22的最佳替代工質。

4、結語

　　通過建立空調冷凝器分布參數模型,并對模型進行了驗證,分析了不同迎面風速和風溫下不同替代制冷劑的流動和換熱性能。研究表明:在一定的約束條件下,無論是增加迎面風速或風溫,R407C單位面積換熱量,但是壓降和質量流量最大,且環保性能差; R290和R32壓降和循環質量流量均小于R22; R410A雖然壓降較小,但循環流量大,且環保性能差。R290 循環質量流量均較R22小40%以上,且較R22換熱溫差小,換熱系數高,換熱過程不可逆損失小。在滿足換熱量的條件下, R290在協調壓降與質量流量具有一定的優勢且滿足現行工質替代理念,可以作為現有空調制冷劑R22的環保型替代工質。雖然R290具有可燃性,但是隨著換熱器的微型化設計以及降低充灌量的研究,其在家用空調的應用前景值得看好。