跨临界CO2汽车空调换热器的研究进展

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1、节能2009年第6期一l6一ENERGYCONSERVATION(总第323期)跨临界CO2汽车空调换热器的研究进展吴金星，李泽，王任远，尹凯杰(郑州大学节能技术研究中心，河南郑州450001)摘要：在汽车空调系统中，换热器是主要的组成部件。本文介绍了跨临界co2循环换热关联式与换热器的研究进展，并对跨临界co：空调换热器的发展趋势进行了展望。关键词：汽车空调；跨临界co2循环；挟热关联式；微通道换热器中图分类号．TB612文献标识码：A文章编号：1004—7948(2009)06—0016—04引言

2、：—一(1)近年来，人们对环境问题越来越重视，在空调制12·7(寺)丁【Pr了一l】+足冷系统中，对环境友好的自然工质CO再次引起人其中摩擦阻力系数f=[1．821ogRe一1．64]一，们的关注。CO：临界压力和临界温度分别为k：1+900~Re。使用范围是10

3、界CO强迫对流冷热可R：：的5倍左右，使得系统的结构尺寸大大减小。许多学者对CO系统在家用空调、汽车空调及热泵方采用Gnielinski关联式计算：面的应用和部件的设计问题进行了研究：Yin等Nu=—丛一(2)用有限元法对CO超I临界气体冷却器进行了分析；12·7(寺)丁[Pr~-一l】+1．07Kim等提出了一个详细的微通道蒸发器的有限式中：摩擦阻力系数f=[0．791nRe一1．64]～。容积模型，该模型可用于微通道蒸发器的性能分析使用范围是：0．5

4、构设计，但要求管内制冷剂分配比较均匀；将计算结果与近800个实验数据进行比较，发现Boewe等比较了不同长度(0．1m和1．5m)的内90％的实验数据与计算结果的偏差在20％之内。部换热器对系统的影响，发现安装内部换热器可以淮秀兰得出Dittus·Beolter型实验关联式：使汽车空调系统的性能大大提高。由于换热器的重量和体积在空调系统中几乎占：2．2186×10～×Re。×Pr。·×()㈣×CPw了一半，因而开发研究性能优化的紧凑式换热器，对发展CO跨临界循环制冷技术至关重要。对跨临()-1．425

5、6(3)P界CO，汽车空调换热器的研究可分为两个方面：一使用范围：7．4MPa

6、ll×Nu_0．128尺epwO．8Prw()o，，(4)基金项目：河南省教育厅自然科学基金(项目编号：2008A480002)P河南省青年骨干教师资助项目使用范围：7．4MPa

7、部分：气体冷却器、内部换热器、建立在微细管内换热，所以该式比较适合于微通道蒸发器。管路换热器的计算。2．1气体冷却器Yoon_9等对细铜管内二氧化碳换热实验研究在超临界CO：循环系统中，高压侧是CO通过得到换热系数关联式：气体冷却器从气体直接冷却为液体。由于CO工Nub=1．38Nu()跖()(5)作在超临界状态下，压力高且气体冷却器制冷剂出c口wpb口温度与出口压力没有关系。因此，允许有较大的式中：Nu是以壁面温度为定性温度按照Gnie-压降。CO，具有良好的传热性能，所以，制冷剂质量linski关

8、联式计算所得的值。流量一般取600～1200kg／(m·S)。该关联式与其实验数据的平均误差为1．3％。国外第一台气体冷却器由Lorentzen和Petters·Yoon指出除非对壁面温度进行测量，否则无法准确en‘。于1990～1991年推出，它由外径／内径为得出换热管壁的温度，为此专门为工程设计人员提4．9mm／3．4mm的铝管和平直铝翅片构成，由于进出了第二个关联式(不再包含壁面的信息)：口管与出口管距离较近导致两者之间通过肋片导PNub=口尺f厂