熱泵系統(tǒng)中應(yīng)用混合工質(zhì)的微通道蒸發(fā)器實驗研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)水平和制造技術(shù)的迅速發(fā)展，微型機(jī)械系統(tǒng)逐步應(yīng)用在工程建設(shè)和社會生活中，為保證微型機(jī)械系統(tǒng)的良好平穩(wěn)運(yùn)行，減小換熱器空間體積，合理高效利用能源，微型換熱器廣泛應(yīng)用于各種微型機(jī)械系統(tǒng)。溫室效應(yīng)和臭氧層破壞等日益嚴(yán)峻的環(huán)境問題，使得研究者廣泛關(guān)注環(huán)境友好型制冷工質(zhì)的研究。C O2是唯一可以廣泛應(yīng)用于汽車、家用、商用、工業(yè)制冷和空調(diào)系統(tǒng)的自然制冷工質(zhì)。但是CO2運(yùn)行壓力較高，節(jié)流損失較大。從解決全球變暖問題和能量利用效率兩方面來說，

2、C O2的非共沸混合制冷工質(zhì)的應(yīng)用對制冷行業(yè)有深遠(yuǎn)的影響。
　　采用層積式微通道換熱器作為熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器，其體積為1.1856×10-4 m3，換熱面積為7.9456×10-2 m2，換熱面積和體積比為670.18 m2/m3，其中制冷工質(zhì)側(cè)通道尺寸為0.2 mm×0.2 mm，水側(cè)通道尺寸為0.5×0.4 mm。分別選用R744/R32、R744/R161和R744/R41質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為80％/20%、60%/40%的二元非共

3、沸混合物和純R744作為制冷工質(zhì)，測試了層積式微通道蒸發(fā)器的換熱和流動特性，以及熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行特性，將純R744制冷工質(zhì)的實驗結(jié)果與模型預(yù)測值進(jìn)行對比分析。
　　分析實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)微通道蒸發(fā)器水側(cè)入口溫度對R744工質(zhì)側(cè)換熱和流動特性影響很小；水側(cè)體積流量越大，微通道蒸發(fā)器 R744工質(zhì)側(cè)的傳熱系數(shù)越高，但壓降基本不隨水側(cè)體積流量改變；微通道蒸發(fā)器的制冷量可以達(dá)到4.52 kW，結(jié)構(gòu)緊湊，換熱效果較好。
　　對比分析不同混合物

4、作為熱泵系統(tǒng)制冷工質(zhì)的實驗結(jié)果，相比于R744質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%的二元混合物，R744質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%時，微通道蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)較高，傳熱單元數(shù)較大。R32質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的二元混合物作為制冷工質(zhì)，系統(tǒng)運(yùn)行時蒸發(fā)溫度較高，此時微通道蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)最大。R161質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的二元混合物作為制冷工質(zhì)，微通道蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)最小。
　　R161質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的二元混合物作為制冷工質(zhì)，層積式微通道蒸發(fā)器的壓降最大，R41質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2