雷華翹

摘 要：我國經(jīng)濟發(fā)展速度不斷提升，人民群眾也在相繼提升生活質(zhì)量水平，在此情況下，不斷的增加對于空調(diào)器的需求量，所以近些年來，研究家用空調(diào)器的能效水平，屬于社會焦點。本文予以自行研制的微通道換熱器的熱泵型空調(diào)器展開分析，進行實測以后顯示，采取微通道換熱器能夠?qū)岜眯涂照{(diào)器的制冷、制熱能效雙重提升。

關(guān)鍵詞：微通道換熱器;熱泵型;空調(diào)器;性能

微通道換熱器是緊湊式高效換熱器，能夠采取微通道強化相變傳熱特性，對于管內(nèi)制冷劑對流換熱進行強化，將換熱器的耐壓能力增強。微通道換熱器早已被廣泛的運用到了汽車空調(diào)上，同時在家用空調(diào)單冷機上用作冷凝器，都產(chǎn)生顯著的技術(shù)優(yōu)勢。本文建立在自行研制的運用微通道換熱器的3hp落地式分體熱泵型空調(diào)器基礎(chǔ)上，展開實驗研究分析，探究微通道換熱器在將空調(diào)器節(jié)能減排性能方面上產(chǎn)生的功效。

1 實驗樣機及測定結(jié)果

采取3 hp落地式分體熱泵型空調(diào)器，作為本次實驗的實驗樣機，不對原型機的尺寸、結(jié)構(gòu)改變的基礎(chǔ)上，運用新研制的微通道換熱器。在設(shè)計換熱器的方案過程中，展開相應調(diào)整，但換熱面積跟原始樣機相比明顯更小些。比如，室內(nèi)機換熱器的翹片管式迎風面積是730×400mm2，微通道換熱器的迎風面積是665×424mm2，室外機換熱器的翹片管式迎風面積是810×609mm2，微通道換熱器的迎風面積是745×633mm2;室內(nèi)機換熱器的翹片管式換熱面積是9.62m2，室內(nèi)機換熱器的微通道換熱器的換熱面積是7.75m2，室外機換熱器的翹片管式換熱面積是29.34m2，室外機換熱器的微通道換熱器的換熱面積是16.53m2。

將原始樣機的換熱器，采取微通道換熱器取代，進行組裝兩臺熱泵型空調(diào)器，落實檢測樣機的操作。樣機配置就是，樣機A，室內(nèi)機、室外機都應用到了微通道換熱器。相較于原始樣機而言，室內(nèi)機、室外機換熱器面積分別具有19%、44%的減少幅度，換熱器的制作材料為全鋁材料，降低39%的總材料消耗量;樣機B，室內(nèi)機、室外機分別采取原型機換熱器、微通道換熱器。未改變室內(nèi)機換熱器面積，室外機換熱器具有44%的減少面積，降低耗材33%，室外機換熱器全鋁制作。 樣機調(diào)試過程中，按照實際情況，合理的調(diào)整毛細管以及制冷劑充注量。相較于原始樣機而言，樣機A制冷EER、制熱COP分別是減小10%、提升3%;樣機B制冷EER、制熱COP分別減小1.9%、提升10%。樣機A降低制冷劑充注量20%的幅度，樣機B為30%的降低幅度。

2 計算條件和方法分析

2.1計算條件

設(shè)置兩臺樣機的室內(nèi)機、室外機換熱器跟原型機具有相同的換熱面積值，理論計算的條件主要就是：計算的微通道換熱器樣機的換熱面積、迎風面積，相等于原型機;不改變總傳熱系數(shù)以及空調(diào)器測試工況，同時室內(nèi)機、室外機空氣側(cè)風量不變;蒸發(fā)器過熱度、冷凝器過冷度，一致于相同工況下測試樣機的值。國家標準提出了，熱泵型空調(diào)器的熱泵額定（高溫）制熱量，需要在其額定制冷量以上，額定制冷量在7.1kW之內(nèi)的分體式熱泵空調(diào)器，熱泵額定（高溫）制熱量需要在額定制冷量的1.1倍以上為宜。

2.2計算方法

在進行計算樣機的總傳熱系數(shù)的方面上，整理兩個樣機處于制冷、熱泵工況中所測到的數(shù)據(jù)參數(shù)，即室內(nèi)機、室外機的空氣干濕球溫度、蒸發(fā)溫度或冷凝溫度、制冷量等。按照兩個樣機空氣進出口溫度和冷凝溫度等檢測值，計算獲取對數(shù)平均溫差。依據(jù)假設(shè)的蒸發(fā)溫度、冷凝溫度，通過測試樣機的壓縮機特性數(shù)據(jù)表，能夠獲取壓縮機的制冷劑流量、輸入功率。確保蒸發(fā)器過熱度、冷凝器過冷度，一致于樣機的檢測值。通過蒸發(fā)溫度、過熱度，對于壓縮機進口狀態(tài)點加以明確以后，采取相應的NIST物性軟件，計算各點的焓值。再通過計算樣機的制冷量截，總傳熱系數(shù)、換熱面積，進行計算樣機的對數(shù)平均溫差。按照計算結(jié)果，得到制冷量、壓縮功率。

對于風機功耗進行計算，總功耗就是風機功耗加上壓縮機功耗。按照測試樣機的全功耗，以及采取壓縮機的性能曲線，最終得到壓縮機功耗、測試樣機的風機功耗。其中，風機功耗涵蓋了室內(nèi)機風機功耗、室外機風機功耗兩部分構(gòu)成。檢測期間，并未予以風機的功耗直接的檢測，因此不可以良好的區(qū)分開室內(nèi)機、室外機的風機功耗，理論計算期間未對室內(nèi)機、室外機風機的功耗分析。在計算風機功耗中，涉及到了鋁帶管、翅片的通風阻力、過濾網(wǎng)風柵阻力以及余量。理論計算過程中，不改變室外機、室內(nèi)機的風機流量，因此局部阻力損失（格柵、出口風壓等）無改變情況。

2.3計算結(jié)果

樣機、原型機的計算結(jié)果情況統(tǒng)計為：原型機A制冷量是7266.1W，制冷功率是2681.2W，EER為2.71，COP為2.89，制熱量是8225.1W，制熱功率是2846.1W;樣機A制冷量是8261.47W，制冷功率是2370W，EER為3.48，COP為3.64，制熱量是8712.8W，制熱功率是2393W。原型機2制冷量是7480.7W，制冷功率是2791W，EER為2.68，COP為2.68，制熱量是8439.7W，制熱功率是3149W;樣機B制冷量是8886W，制冷功率是2690W，EER為3.30，COP為3.25，制熱量是8837.1W，制熱功率是2657.5W。

觀察基于不同的毛細管尺寸、制冷劑充注量的狀態(tài)中，原型機A、原型機B的檢測數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，樣機A室內(nèi)機換熱器、室外機換熱器都是微通道換熱器，換熱面積相同于原型機的條件狀態(tài)中，采取微通道換熱器，明顯的提升熱泵型空調(diào)器制冷EER，超過28%（28.41%），提升制熱GOP超過25%（25.95%）。樣機B室內(nèi)機換熱器、室外機換熱器分別是翅片管式換熱器、微通道換熱器，換熱面積一致于原型機狀態(tài)中，運用微通道換熱器，明顯提升熱泵型空調(diào)器的制冷EER、制熱COP分別超過23%（23.25%）、21%（21.26%）。微通道換熱器的結(jié)構(gòu)形成通常是多孔微通道扁管、波紋百葉窗翅片，減小管道當量直徑，強化管內(nèi)換熱。而且微通道換熱器的結(jié)構(gòu)形式將空氣側(cè)流動阻力以及風扇功率明顯削弱。所以，具有一定的換熱面積基礎(chǔ)上，實施微通道換熱器，促使將熱泵型空調(diào)器的制冷EER、制熱COP能力有效的增強。

結(jié)語：

綜上所述，在確保不改變能效水平的基礎(chǔ)上，微通道換熱器相較于翅片管式換熱器而言，可以將換熱面積進一步的降低，同時減少材料的消耗，降低應用制冷劑充注量。在不改變換熱面積基礎(chǔ)上，微通道換熱器一方面削弱材料消耗，降低應用制冷劑充注量，另一方面可以促使提升熱泵型空調(diào)器的制冷EER、制熱COP超過20%的水平。另外，在熱泵型空調(diào)器上面運用微通道換熱器，優(yōu)越性包括了減少材料消耗量、降低充注量、將能效水平增強等。所以，微通道換熱器在熱泵型空調(diào)器應用，產(chǎn)生的優(yōu)越性更加顯著，可推廣實踐。

參考文獻：

[1]趙春雨，劉國強，應雨錚，晏剛. 空氣源熱泵熱水器換熱器的研究進展[J]. 制冷與空調(diào)，2020，20（10）：57-62.

[2]丁國良，莊大偉，李智強，謝麗懿，韓維哲，魏文建. 制冷空調(diào)換熱器的研究進展（二）——緊湊式換熱器[J]. 家電科技，2019，22（05）：38-46.

[3]李海軍，時帥領(lǐng)，禹佩利，常桂銘，劉盼盼，張中來. 電動客車熱泵系統(tǒng)微通道換熱器制熱性能研究[J]. 中原工學院學報，2019，30（04）：64-67.

[4]周光輝，禹佩利，李海軍，時帥領(lǐng)，常桂銘，劉盼盼，張東京. 帶經(jīng)濟器的熱泵型純電動客車空調(diào)系統(tǒng)結(jié)霜特性研究[J]. 低溫與超導，2019，47（08）：75-79.

（廣東美的制冷設(shè)備有限公司，廣東 佛山528000）