【技术】为什么R290空调分配器要用小管径?如何设计?

今天我们继续来探讨小管径。为什么R290空调分配器要用小管径呢?

一、 什么是空调分配器?

空调分配器又称液体分配器或分液器,是一种制冷剂分配器件,它可以将膨胀阀过来的制冷剂均匀地分配给蒸发器的各个通道。它分为气管和液管。

二、分配器在作用及常用类型

作用:

1、提供各平行流路必须的质量流量;

2、进口两相制冷剂尽可能地混合均匀。

类型:

插孔式

两相制冷剂在混合腔内扩散、混合,结构最简单。

反射式

有个反射沉孔用于混合和反射。

圆锥式

圆锥式混合腔混合的效果很好,但加工复杂, 成本高。

三、为什么R290空调分配器采用小管径?

R290具有热力性能优良,价格低廉,与普通润滑油和机械结构材料兼容性好的特点,属于自然工质,对环境友好,是潜在的最适用于空调器的冷媒之一。

但R290应用也存在一些问题:

第一:R290可燃;

第二:实际应用过程中,为了控制燃烧的风险,其充注量必须小;

所以,R290空调器选择小管径换热器。

第一:小管径换热器的内容积比较小;

第二:R290空调器采用小管径换热器可以减少充注量,所以可以减少R290的燃烧风险。

值得注意的是: 管径越小,制冷剂压降越大,不经优化的空调器性能越差。

1、为了避免更高的压降,减少每个管子内的质量流量,需要制冷剂侧更多的平行流路。

2、均衡提供每个流路所需的制冷剂流量很难,极端情况会出现一些流路很小的制冷剂流量。

3、为了很好地控制每个流路的制冷剂流量,需要有设计良好的分配器。

四、分配器类型比较

1、目标  

1)找到一种合适的分配器类型用于采用小管径换热器的R290空调器;

2)展示改进分配器结构的优化方法。

 2、技术路线

3、如何选择分配器类型的方法

1)CFD仿真用于分配器性能评价,其中模型采用空气-水作为工质实验验证过。

2)三种类型的分配器被评价。

3)确定最好分配器类型的依据是分配器的性能和价格。

4、CFD 模型



5、CFD 结果  

6、CFD 模型的验证

7、三种分配器的比较

1、分流性能排名顺序是圆锥式、反射式和插孔式。

2、三种分配器性能的差异其实很小。由于插孔式远比其他的两种成本低,所以选择对其进一步优化。

五、分配器结构该如何设计优化?

1、选择优化的结构因素

2、第一轮优化

第一轮优化工况变量表

第一轮优化结果

3、第二轮优化

第二轮优化工况变量表

第二轮优化结果

六、优化后分配器的应用效果

测试设备

测试结果

七、结论

1、为了减少R290工质带来的燃烧风险,R290空调器宜采用小管径换热器,但需要增加路来解决换热器内压降太大的问题,这就得选用合适的分配器。

2、圆锥式、反射式和插孔式分配器的都可以用于R290空调器。

3、插孔式分配器是现有分配器型中成本最低的,但性能的稳定性上比其他两种类型分配器差,因此需要专门的结构优化。

4、优化插孔式分配器连管的插管深度和倾斜角度可以明显提高其性能。

版权声明:本文内容根据联盟丁国良教授在第12届国际制冷学会劳伦兹自然工质大会的报告翻译整理,内容由HETA小编编辑整理,转载请注明来源,侵权请联系删除。
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