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1、第18卷第1期山东建筑工程学院学报Vol.18No.12003年3月JOURNALOFSHANDONGUNIVERSITYOFARCHITECTUREANDENGINEERINGMar.2003文章编号:1003-5990(2003)01-0018-05冷凝器换热模型与仿真周伟,曲云霞,方肇洪(山东建筑工程学院地源热泵研究所,山东济南250014)摘要:提出了水—水热泵机组冷凝器的稳态仿真模型;根据制冷剂的三种可能的存在状态将冷凝器的换热分为三个串联换热器的换热。针对一新型复合套管冷凝器编制了稳态传热仿真程序,利用该仿真程序分析讨论了冷却
2、水入口温度和流量对冷凝器传热性能的影响。该仿真程序可模拟计算出冷凝器内温度分布和换热量,也可根据给定的设计工况确定换热面积,可用作整个热泵传热模拟和设计软件的一个组成部分。关键词:制冷;热泵;冷凝器;传热;仿真;系统匹配中图分类号:TK124文献标识码:AModelingandsimulationoftheheatpumpcondenserZHOUWei,QUYun-xia,FANGZhao-hong(TheGroundSourceHeatPumpResearchCenter,ShandongUniversityofArchitectur
3、eandEngineering,Jinan250014,China)Abstract:Asteady-stateheattransfermodelforacondenserofwater-waterheatpumpsispresented;thecon-denserisanalyzedasthreeheatexchangersconnectedinseriesthatcorrespondtothethreephasesoftherefrig-erantinthismodel.Asimulationprogramforanew-typetu
4、be-in-tubecondenserhasbeendevelopedonbasisofthismodel,whichcanbeusedtopredicttheperformanceofthecondenserunderdifferentoperatingcondi-tionsandtosizethecondenseraccordingtocertaindesigncriteria.Keywords:refrigeration;heatpump;condenser;heattransfer;simulation;systemmatchin
5、g状态往往不是它的设计工况。因此,确定制冷机(热0引言泵)在非设计工况下的性能和功耗,也是设备制造商和设计、运行单位的重要课题。特别是近年来我国随着我国经济的迅猛发展,制冷空调产业得到开始推广采用闭式地源热泵系统,或称为地下耦合了蓬勃发展。但是许多制冷设备制造商在新产品设热泵系统。由于国内暂时缺少适用的热泵主机,往计和开发中,仍主要依靠反复的实验对制冷机(热往采用地下水源热泵或水环热泵系统的主机代替。泵)各部件进行调整以达到装置的优化设计。这不此时热泵主机的实际工况与设备的设计工况有很大仅浪费了大量的人力、财力,还延长了新产品的开发的不同
6、,因此热泵的出力和功耗也与产品说明书有设计周期,并且很难根据设备的使用要求达到制冷很大的不同。此时讨论热泵各主要部件在非设计工机(热泵)各部件配置的最优化。为了解决以上问况下的运行情况就显得尤为重要。题,用计算机数值仿真代替样机试验是一种有效和冷凝器作为制冷(热泵)系统的一个重要部件,可行的途径。另一方面,制冷机(热泵)的实际工作其传热性能的优劣对于整个系统有着重大的影响。收稿日期:2002-12-12基金项目:山东省重大科技攻关项目资助(011150105).作者简介:周伟(1978-),男,山东日照人,山东建筑工程学院,硕士,研究方向
7、:热泵与制冷机仿真.第1期周伟等:冷凝器换热模型与仿真19本文在建立冷凝器传热模型和开发相应的模拟仿真(3)制冷剂在管内的流动为沿轴向一维流动软件的基础上讨论各因素对冷凝器换热性能的影且不考虑制冷剂沿程压力损失。响。在设计工况下,制冷剂以过热蒸汽状态进入冷凝器,经过水的冷却逐步变为气体和液体的混合物,1结构介绍再经过进一步冷却至过冷液体后离开冷凝器。当工况变化以后,冷凝器出口状态、冷凝器换热量都随之冷凝器的种类很多,例如:水冷式、空冷式以及发生变化。根据冷凝器内制冷剂可能的存在状态,蒸发冷却式等,而水冷式冷凝器按结构不同可以分将冷凝器分为
8、三个相区:过热区、两相区和过冷[1]为套管式、壳管式和板式冷凝器等。区。本文基于稳态分布参数法对冷凝器的三个相区分别建立均相流换热模型。考虑到物性参数随温度变化等因素,可以将每个相区分成多个单
