文档介绍：北京工业大学
硕士学位论文
采用微细通道高效换热器的家用空调器的数值模拟与性能分析
姓名:金尧
申请学位级别:硕士
专业:制冷及低温工程
指导教师:李红旗
20090501
要摘随着人类生活水平的提高,家用空调器需求量持续增加,在当前能源短缺形势严峻的情况下,空调能耗负荷成为能源行业内共同关注的一个问题。如何有效地利用节能措施来提高家用空调器的能源利用效率,同时缓解空调器生产企业的成本压力,已经成为空调行业的一个重要发展目标。微细通道换热器作为一种紧凑式高效换热器,不仅单位体积的换热面积较传统换热器大,流动传热性能较传统换热器好,而且采用了全铝结构,降低了换热器材料成本。微细通道高效换热器在汽车空调上的成功应用,给家用空调器节能创造了一个新的研究领域。本文对微细通道换热器应用于家用空调器时的稳态运行特性进行了数值模拟和实验研究。研究对象为采用了微细通道换热器的分体柜式家用空调器。本文首先针对微细通道换热器特有的微尺度通道以及百叶窗翅片结构,分别建立了流动传热数学模型,并对样机系统其它部件也建立了数学模型;在对系统各个部件仿真模型进行耦合的基础上,建立了采用微细通道换热器的家用空调器系统的稳态仿真模型。以微细通道换热器以及空调器系统性能优化为目的,本文采用数值模拟的方法对微细通道换热器空气侧及制冷剂侧的流动传热特性进行了研究,分析了迎面风速以及翅片间距、百叶窗间距、百叶窗角度等结构参数对微细通道换热器空气侧流动传热特性的影响,并采用综合性能系数法对若干优化方案进行了评价;接着分析了制冷剂类型、制冷剂质量流量、微细通道尺寸以及换热器布置角度对微细通道换热器制冷剂侧流动传热特性的影响。在对换热器流动传热特性进行数值模拟分析的基础上,运用样机系统仿真模型,分析了制冷剂质量流量以及空气侧迎面风速对微细通道空调器样机系统性能的影响。为了深入研究微细通道换热器应用于家用空调器的性能及运行特性,本文进行了样机实验工作。样机实验在焓差实验台上完成,在稳态制冷工况下,分析了制冷剂充注量以及毛细管规格对微细通道空调器样机系统性能的影响,并对样机进行了标准检测试验,将分别采用制冷剂蚏的样机的试验结果与数值模拟结果以及样机原型机数据进行对比分析,分析结果表明:数值模拟结果与测试结果具有较好的一致性;采用微细通道换热器的家用空调器的整体性能与原型机相比,制冷量与能效比明显提高;样机采用评浼潦钡南低吃诵刑性明显较采用评浼潦币:谩关键词:微细通道换热器空调器数值模拟
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物理量名称及符号表叩恐黸摩擦系数动力粘度压缩率运动粘度局部阻力系数空泡系数努谢尔特数普朗特数比内能热力学温度功率热扩散率摄氏温度压力系数密度导热系数吸湿系数比热容定熵指数效率系数雷诺数内能焓热容热流量传热系数热,热量阻直径质量流量风速下标空气侧铝浼临翅片百叶窗厂卢蝬⒔厂厂,北京等搜学硕宦郯縆所,办口“
签名:金垫新签名:越令荔独创性声明关于论文使用授权的说明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。日期:本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑签名:
,年占全国发电装机容量的%,与年国家批准开工的大中型电厂项目的万千瓦基本相等。空调具有的使用时间集中、季节性负荷大等特点,加重了峰谷电量差距的矛盾,电网负荷率下降,造成电力设施的资源浪费。近几年新建的电力设施仅为满足电力空调全年个月的运转,直接导致电力设备年负荷利用小时数的下降。目前全国有多万千瓦的电力设备和电网专为空调服务,而其利用率只有%,相当于国家投入的亿巨资却有%时间闲置。近年来,随着社会的发展和人民物质生活水平的不断提高,人们对生活环境的品质要求也日益提高,对空调设备的需求量也逐年增加。我国是一个电力能源相对紧张的国家,而空调设备的耗电量占很大的比重。据统计,目前我国家用空调器的年耗电量为谇呤币陨稀K孀趴盏鞯钠占埃飧鍪只菇ń徊皆加,空调已同渐成为能耗大户。粗略估算,如果将空调的平均效率提高%,就可以每年节省的发电量,为国家节省谠H嗣癖摇S纱丝杉入研究空