【摘 要】空调器的性能指标不仅仅受到运行工况参数的影响,同时也会由结构参数的改变而改变。
影响空调器性能参数指标的结构因素有:空调器的过滤材料的设计面积、空调器的过滤效率与容尘量之间的关系等,优化空调器的过滤材料设计面积、折高、以及折距对空调器的能力能效提升都有一定的设计参考价值。
在对家用空调进行结构优化设计的时候,通过不断提高室内机的循环风量,对空调器的蒸发器结构进行优化,对空调器的输入输出管进行多进多出的流路设计,可大幅度提高空调器产品的能力能效水平。
【关键词】空调;结构设计;提高性能
家用空调中的蒸发器以及冷凝器都被称为热交换器,热交换器是空调的重要组成部分,空调热交换器设计的优良水平很大程度的影响到了空调器制冷、制热能力能效指标。
为了促进空调器节能技术的进步,世界各国都制定了各地相应的能源能效的政策以及技术的标准,提倡节能降耗,从而推动空调器能力能效标准的提升。
1 空调散热器的结构优化设计
1.1 基本假设以及数学模型方面
对家用空调的换热器整个能量的供给现在有两种可能,一个是假设具有恒定的热流密度,第二个是假设具有始终恒定的换热器壁温.以下所研究的家用空调换热器均是采用始终恒定的壁温的假设进行一系列计算的。
首先就要考虑到空调的换热器整体的结构具有一定的对称性,在以下的所定义的换热器均为固体的边界执行条件,空调换热器进出口的具体风道和翅片之间具体的空气流道来做为流体具体的边界条件,在进口及出口的风道所使用的默认的设置均为固壁的边界具体条件。
换热器的空气在入口的界面所在处均采用的是Velocity来作
广东深圳专业医用产品外壳工业产品设计医疗信息系统安全性设计为边界的条件,换热器气流的流出的界面所采用的是Outle
广东深圳专业威力方舟输液泵产品设计公司工业设计t的边界条件。
在具体的高风速的实际工况下,对单元的出口的边界会出现一定的回流现象,在具体研究的过程中所使用的模型中是采用Outlet来作为具体的边界条件来进行假设所可能产生的误差来对整个计算过程的精度造成的具体影响都会在误差所允许的范围内,在家用的空调的换热器的翅片上吹过的空气造成非常高的风速,这样就会导致换热器的压力发生的损失非常的大以及动力的消耗在急剧的进行增加,如果风速在非常低的情况下就会由于空调在制冷的时侯空气在整个换热器的表面发生析湿状况,这样就会使空气一侧的空调换热的系数发生降低,就会导致空调的换热器自身的换热功能得不到最大可能的发挥,不能满足制冷的要求,所以家用的空调机所设置进风的速度一般情况下在2~3米每秒之间。
1.2 对设计的数值模拟的结果进行分析
空调的换热器在空气的一侧具体的换热系数随着换热器翅片的具体厚度发生增加反而减小,但是进口出口的具体压降却是随着翅片的厚度发生的增加而相应的增大,如果这样翅片的内部具备的导热热阻可以进行忽略不计,换热器翅片的内外具体温度场的分布如果均匀,翅片上的总热量就比较容易通过空气的流通和对流来将热量
广东深圳专业医用器材工业产品设计深圳带走,这样换热的能力就比较强,但是翅片的厚度在增加的时侯空气在横掠国翅片的时侯所受到的总阻力就会相应的增加,所以进出口的压降发生增大。
换热的系数伴随着翅片的发生的高度变化而相应的存在转折点,在翅片的高度发生大于这个转折点的值之后空调的换热系数就会发生急剧的减小,但是当换热器翅片的高度过大的时侯换热器翅片的总体换热效率就会发生下降,这样就会使空调换热系数发生减小,这个时候如果增大换热器翅片的高度,就将会造成整个换热器的质量以及体积发生增加,但是虽然换热的面积发生了增加,但是整个空调的换热量却不会发生变化甚至有的时候还会减小,在考虑到整体施工的经济因素这种做法不合理,所以选取的换热器翅片的厚度越小就越好。
换热器的翅片自身的波纹长度对整个换热器的换热系数以及进口出口的压降会有一定的影响,在家用的换热器的空气以侧具体的换热系数在波纹的长度发生增加的时候随之发生降低,但是降低的速率是随着换热器波纹的长度发生增加而相应的减小.所以这就需要综合的进行协调空调的换热系数和换热器的进口出口的压降两者之间的相对平衡,方便在以后获得比较高的空调换热系数的时侯也能够使沿程的具体压降以及能量的损失维持在一个比较小的数值。
2 空调表冷器性能的仿真
2.1 性能仿真理论的基础
家用空调箱的表冷器大多数采用的是翅片管式的换热器来作为空调的换热设备,其外部是已经被处理过的空气,其内部主要是走冷水及热水。
保证空调内的空气和水的换热模型的通用性能良好,使家用空调能够在大风量以及多排数
广东深圳专业华大基因产品设计公司工业设计的情况下还能够保证整个模型的物理意义,并且它的算法还要保证具有稳定性和完整性,其仿真的程序稳定的来进行对极限情况的计算。
2.2 仿真模型的求解
这种仿真模型的算法其自身的主体思想是来通过进行假设水的流量,进而来根据水一侧的能量守恒以及传热关系进行计算空调的全冷量以及内壁温,并且根据空调空气侧的能量守恒定律以及管壁的导热方程来计算换热器的外壁温同时来计算出风的干球温度等一系列的计算。
2.3 空调的表冷器实行结构的优化
在对家用空调箱的表冷器进行选型的
广东深圳专业医用产品设备外观工业产品设计医疗设计不止于“设计”过程中,所使用的机组风量以及尺寸是定值,所以表冷器迎风的面积和每排的管数及水路数等重要参数都是一定的。
在具体的实际应用中,需要进行选用的是既能够满足空调换热的需求,其水阻又
广东深圳专业医用产品外壳工业产品设计医疗信息系统安全性设计比较小的具体回路形式。
3 对空调换热器的试验研究
3.1 空调换热器结构
依据数值
标题的模拟进行计算的结果,来相应的进行制作研发的新型家用的空调换热器,主要采用的是全铝的无接触式的热阻波纹型翅片的空调换热器,其空调通道间的壁厚设置为1毫米,使用的冷媒通道设置为4等等。
由于家用空调翅片以及冷媒的通道是一体化成型的,这样就可以彻底的消除产生的接触热阻,进而实现换热器的内部导热能力能够得到充分的发挥。
3.2 换热器试验的条件
空调试验的样品在空调的制冷量的试验测定中主要有以下两种办法,一是量热计法,二是空气的焓值法.这个试验的主要原理是保证在整个运行的工况保持相同的情况下来进行测定具体家用的空调原机自身的制冷量以及功耗和在使用新型的冷凝器之后家用的空调机自身的制冷量以及功耗的变化,对新型的家用空调的冷凝器拥有的换热性能和替代空调原机的冷凝器自身的可行性进行一系列的分析和判断。
3.3 试验的结果分析
在试验的情况一定的情况下,来进行对家用空调的原机和使用比较新型的冷凝器的家用空调机来进行科学全面的对比性试验,进而来得到空调的制冷量和出风口时刻的温度来做对比曲线,家用空调换热器是翅片式的其自身的换热量大多数的情况下都是随着具体的换热器自身具备的传热面积发生的减小相应的进行减小。
如果研究的家用空调的冷凝器相比原机的翅片管式的冷凝器的所具备的表面积减小,但是他的制冷量却要比空调原机的要高。
这就表明这个新型的冷凝器具体的传热性能要比管片式的冷凝器性能要好很多。
4 结语
由于组合式家用空调机组数字化设计以及仿真操作平台的需求,需建立工作相对稳定的空调表冷器的集中参数的模型,它的主要优点是能够进行快速和正确的模拟性能的参数,并能随着结构的整体变化趋势,系统化的反映空调器换热总量和阻力损失发生的具体情况,从而利用具体的能量系数法进行有效计算,最终得出交叉槽的强化管的换热效率比螺旋槽的强化管的换热效率要高多的结论,交叉槽的强化管相对直槽的强化管更具换热优势。
【参考文献】
[1]何明勋,陶正良,王冬梅.水―空气翅片管换热器实验研究与数值模拟[J].制冷学报,2006,27(5):58-62.
[2]吴扬,邓斌,等.采用不同惯性结构管翅式冷凝器传热性能分析与研究[J].制冷与空调, 2010(11):176-179.
[责任编辑:庞修平]