項目來源:國家863計劃
項目簡介:
隨著尺度越來越小,換熱器件中的熱和流體行為將明顯偏離傳統(tǒng)傳熱學(xué)和流體力學(xué)所描述的規(guī)律,微尺度區(qū)域內(nèi)的熱流體行為將體現(xiàn)出強烈的尺寸效應(yīng),而廣泛的應(yīng)用于連續(xù)介質(zhì)的物理量如溫度、壓力、內(nèi)能、焓、鳙乃至熱物性參數(shù)如熱導(dǎo)率、比熱容、粘度等,在微尺度水平上均需重新定義和解釋。由此產(chǎn)生了換熱器的革命。微尺度換熱器與現(xiàn)用的常規(guī)空調(diào)器換熱器有著本質(zhì)的區(qū)別。
換熱機理上質(zhì)的變化將帶來換熱效率革命性的提高。微細(xì)管內(nèi)流動凝結(jié)與沸騰的研究表明:當(dāng)量直徑Dh< 3mm時,隨著管徑的減小,重力、表面張力和界面剪切力的相對重要性發(fā)生變化,導(dǎo)致管內(nèi)凝結(jié)和沸騰換熱機理不同于普通管道,氣液兩相流型及其轉(zhuǎn)化規(guī)律也將顯示出明顯的尺度效應(yīng)。通道越小,這種尺寸效應(yīng)將越明顯。
本項目研制出用于熱泵型空調(diào)器的微通道室內(nèi)/室外機換熱器,研制了采用微通道換熱器的熱泵型空調(diào)器樣機。國家定點權(quán)威檢測機構(gòu)的檢測結(jié)果表明:用自分液結(jié)構(gòu)微通道換熱器置換原型樣機的室外機換熱器,在室外機換熱器傳熱面積減少44%、換熱器總材料消耗減少33%的條件下,空調(diào)器制冷量/供熱量變化符合國家標(biāo)準(zhǔn),制冷工況EER減少1.9%,供熱工況COP增加10%。
綜合考慮,微細(xì)通道換熱器具有以下優(yōu)勢:
1)微細(xì)通道換熱器不依靠增加換熱面積來提高換熱效率,可在不增加成本的基礎(chǔ)上大幅度提高產(chǎn)品能效。另外也可在維持效率不變的前提下,大幅度降低產(chǎn)品的外觀尺寸、降低材料消耗和成本。
2)除制冷空調(diào)外,微細(xì)通道換熱器技術(shù)可推廣到所有液體一氣體換熱的應(yīng)用場合,具有廣泛的市場前景和應(yīng)用空間。
3)微細(xì)通道換熱器采用全鋁制造,可減少對銅材的依賴、緩解銅材漲價造成的成本壓力。微細(xì)通道換熱器屬于采用現(xiàn)代高新技術(shù)領(lǐng)域的強化傳熱新技術(shù)的全新產(chǎn)品。課題組在商用制冷陳列柜方面的應(yīng)用也取得了良好的節(jié)能效果。
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