文档介绍：1 1
第 3 卷第 9 期南阳师范学院学报(自然科学版) Vol 3 No 9
2 0 0 4 年 9 月 Journal of Nanyang Teachers′College (Natural Sciences Edition) Sep. 2004
CO2 汽车空调用微通道换热器设计的若干技术
马富芹吴建波王军
(中原工学院,河南郑州 450007)
摘要:紧凑式换热器的使用在很大程度上制约着 CO2 制冷剂在汽车空调制冷装置上的应用。本文结合跨临界循环
原理、换热器内的传热特性、微通道换热器设计的思想、微通道和 CO2 的特点,在换热器尺寸的确定、设计负荷估算依据、材
质选取、除湿等方面给出了微通道换热器的设计思想。
关键词:二氧化碳;汽车空调;微通道换热器;设计
中图分类号: TB 66 文献标识码:A 文章编号:1671 - 6132(2004) 09 - 0032 - 03
1 CO2 换热器设计思想 2 尺寸和重量
CO2 换热器由机械扩展式管翅结构到小圆管紧凑度高、重量轻对汽车空调换热器尤为重
组成的换热器,进而研制开发由垂直的集液管和水要。从紧凑式换热器的发展和实验表明,为使换热
平的微通道传热管组成的微通道平行流换热器。器更加紧凑,紧凑式换热器的设计常考虑使用小/
换热器的设计一般从以下几个方面考虑。微尺度当量直径的通道。大量使用小/ 微通道这将
[3 ]
首先,能通过较大的流量和能承受大的压力。有利于增加换热器空气或水侧的换热面积,可以
如在气体冷却器中,二氧化碳工作在超临界状态, 更大限度地减小换热器的尺寸,从而减轻制冷装置
受物性的制约,气体冷却器中制冷剂侧压力很高, 的重量, 也节省了空间。从最小爆裂压力考虑, 通
达 110bar 左右。但出口温度独立于出口压力,使常最小爆裂压力采用 2. 5~3 倍的最大系统压力。
它可以有较大的压降。因此,制冷剂侧可以设计成而微通道用薄的管壁可以承受更高的运行压力
2 1
较大的流量密度(600~1200kg/ m ·s) 。( ( F = πd2· P) 在微通道表面受力 F 一定时, 压
4
其次,使用小/ 微尺度当量直径的通道。高压
力 P 与通道内径 d 成反比) 。因此,近年来,微通
系统有利于大量使用小/ 微通道,这将增加换热器
道换热器引起研究者和商家的极大关注。那么,微
空气侧的换热面积,减轻换热器的重量。
通道换热器尺寸与哪些量有关、受到哪些限制,下
另外保证流量分配均匀。如何保证平行流微
, 面结合图形给以说明。
通道换热器内流量的分布均匀是换热器设计的一
但是如果设计假定热流率 Q (W) ,蒸发器的长
大关键。目前,微通道换热器的通道和集液管内制
度(和宽度) H(m) ,制冷剂的质量流速 M (kg/ s) ,通
冷剂均匀分配已不再是个难题[1 ] 。
道尺寸 D (m) ,通道长度 L (m) ,通道空间尺寸 S· D
最后还要考虑最小爆裂压力。气体冷却器、蒸
( S 是大于 1 的数) , 通道个数 n , 换热器高度 W 。
发器的设计不仅要适合名义工况还要适合在机组
, r = L/ H ,则可推导出:
停机时产生的