R134a冷水机组用高效换热管的试验研究及应用

　　0 引言

　　目前，我国中央空调耗电已占到总用电费的20%。而改变管壳式换热器换热管的型式，就能使换热管的综合换热系数、传热面积和对数平均温差等参数发生改变，也就能变换热管的换热量，所以，为提高空调的能效，达到节能减排的目的，设计、使用高效换热管提高换热器(蒸发器和冷凝器)的换热性能是中央空调设计的一项重要课题。为了开发R134a冷媒离心式冷水机组用高效换热管，笔者通过本公司换热管测试台分别对新开发的高效换热管-B与原来使用的换热管-A 进行了测试。该工作一方面为工程实际应用提供了可靠的实验数据;另一方面为开发新型高效双侧强化换热管提供参考依据。

　　本文主要介绍换热管实验装置原理、测试工况及实验数据计算过程、测试结果与对比分析。

　　1 实验装置和系统循环原理

　　实验装置原理如图1所示。该装置可分别测试蒸发管和冷凝管。

　　测试蒸发管时，关闭阀1、2、6，泵 1;打开阀3、4、5，泵2、3、4、5、6，水源机组。冷源机组制出的低温乙二醇溶液将冷量带到冷源水箱，冷源水箱里的乙二醇溶液通过板换与冷凝器里的冷却水换热，将冷量传给冷却水，冷凝器管程内的冷却水与壳程内的冷媒R134a 换热将冷量传给冷媒，冷凝器的冷媒R134a与蒸发器的R134a循环将冷量传给冷冻水，使冷冻水的温度降低。蒸发器里的冷冻水通过板换与恒温水箱的热源换热(热源由锅炉提供)，使冷冻水温度升高。当系统平衡时，冷冻水温度恒定。若不考虑热损失，则冷源机组提供的冷量应与热源锅炉提供的热量相平衡。

　　测试冷凝管时，关阀3、4、5，泵 2、3;打开阀1、2、6，泵1、4、5、6，水源机组。热源锅炉产生的热量通过恒温水箱及水泵1的循环将热量传给冷冻水(热源水)，蒸发器管程内的冷冻水与壳程的R134a 换热将热量传给R134a，蒸发器内的R134a与冷凝器内的R134a循环后将热量带给冷凝器，使冷凝器内冷却水温度升高。而冷源机组产生的冷量通过板换传给冷却水，使冷却水温度降低，当系统平衡时，冷却水温度恒定。

　　2 测试工况及实验数据计算过程

　　为了与制冷机组实际运行工况更贴近，蒸发管采用的是恒定冷冻水出水温度7 ℃、蒸发温度5.5 ℃，变流速分别为1.0 m/s、1.25 m/s、1.5 m/s、1.75 m/s、2.0m/s 进行的测试。冷凝管采用的是恒定冷却水进水温度30 ℃、冷凝温度36.5 ℃，变流速分别为1.0 m/s、1.25 m/s、1.5 m/s、1.75 m/s、2.0m/s 进行的测试。其中换热管规格均为直径19.05mm、长度3658mm，换热管数量9支，换热管材质为TP2 铜管。本验是对换热管管束的换热量进行的测试。有些换热管供货商