[发明专利]一种通用型组合管径空调换热设备流路的设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种换热器的设计方法，具体涉及一种通用型组合管径空调换热设备流路的设计方法。

背景技术

近年来受家电领域减少成本，降低能耗，环保低碳等多方面要求的影响，组合管径家用空调的开发和应用受到越来越多的关注。组合管径是指空调两器(冷凝器、蒸发器)中同时采用两种或多种不同管径的换热管，其中主要是常规大管径和小管径的组合使用。小管径比一般家用空调换热器管径(如7～10mm)更小，目前国内小管径开发多采用4～5mm的光管和强化管。

由于管径的减小，与传统大管径空调相比，组合管径空调材料消耗更少，重量更轻。相同功率的换热器，组合管径比大管径通常节省20%以上成本。同时，组合管径空调的制冷剂充灌量相比大管径也显著降低，通常减少20～30%。与同样视为传统大管径空调替代方案的铝制微通道空调相比，组合管径空调采用铜管，具有加工制造过程中能耗低，碳排放少的优势。同时铜材本身的杀菌和耐腐蚀等特点，可满足空气质量要求较高(如医院)或其他特殊场合的应用需求。

组合管径换热器管内流动阻力相对大管径较高，进而对于换热器流路布置的设计要求更高，要在保证换热功率的同时尽量减低制冷剂压降。因此，在组合管径空调的研发中，大量工作在于流路布置设计和性能预测。采用传统试验手段周期长、效率低、成本高。因此需要研究一种能够迅速有效地进行流路布置和性能预测，提高了研发效率，减低了开发成本的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够迅速有效地进行流路布置和性能预测，提高研发效率，减低开发成本的通用型组合管径空调换热设备流路的设计方法。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

1）确定待设计的换热设备的热负荷与泵功率；

2）确定结构参数

根据空调换热设备的类型和安装方式，及实际需要设计空调换热器的几何结构；

3）确定换热管和翅片的材质以及管内制冷剂工质参数

根据不同应用场合的空调换热设备，确定换热管及翅片的材质，及管内制冷剂工质；

4）确定运行参数

根据换热设备的实际使用工况及换热设备类型，确定换热器的运行参数；

5）按纯逆流原则和重力影响原则，预估空调换热设备的流路布置型式；

6）对换热设备进行网格划分

以换热设备的每根换热管为计算对象，沿管长将其离散为若干计算单元，其长度选取应至少大于一个翅片间距，划分后的每个计算网格可以视为一个独立的交叉流动换热设备；

7）翅片侧计算关联式

（1）计算换热j因子

当管排数为1排时：