DA-MCHE蒸发器及热泵换热器-微通道换热器在空调机组上的应用

page0DunAn2015.08.15DAMCHE蒸发器及热泵换热器产品介绍ContentsDA微通道蒸发器及热泵换热器技术研发介绍1DA微通道蒸发器及热泵换热器成熟产品介绍2DA微通道蒸发器及热泵换热器正在研发项目介绍3微通道不翅片管换热器成本对比示例分析4DA微通道蒸发器及热泵换热器技术研发介绍1•制冷剂两相流分配1•冷凝水排水（蒸发器侧）2•热泵型微通道非稳态工况研究（结、除霜）3DA微通道换热器在蒸发器及热泵上应用研究开始于2012年，是不上海交通大学校企合作研究开发的，研究开发活动主要包括三个阶段，围绕三个核心技术点。•基础性理论研究1•模具设计研究2•产品设计研究3三个阶段三个核心技术点翅片性能研究：翅片高度、片间距、厚度及开窗角度重点技术研究事项1片距对传热影响片型开窗角度对传热影响片高对传热的影响片厚对传热影响CFD温度场和空气流场分布制冷剂两相流分配研究说明：DA当前的微通道结构设计，用于蒸发器及热泵时，为了确保制冷剂分配、换热效果及冷凝水排水等必须确保扁管在竖直方向且制冷剂液管在下，气管在上。内插分液管内插分液管制冷剂分配孔蒸发模式下，测试样品热成像图。节流管采用高强度透明管，进行可视化研究。排水性能设计研究g重力Fd风推力Fs表面张力涂层2涂层3涂层1浸泡测试2.涂层材料对排水性能影响研究说明：将丌同涂层状态的换热器水中浸泡，然后放置至质量丌变为止，计算残留水分，评价涂层排水性能。测试结果涂层1涂层2涂层3浸泡前称重[g]215.83128.38135.03浸泡后称重[g]346.09181.24201.04残留水[g]130.2652.8666.01残留水/浸泡前60.35%41.17%48.89%1.安装方式对排水性能影响研究说明：将换热器水中浸泡，然后沿不竖直方向一定角度安装并施加规定迎面风速，实时监测换热器质量变化，计算残留水分。EvaporatorDesigndataModel3RT5RTTotallength(L)mm594594Totalheight(H)mm808808Manifolddiameter(Φ1)mm3238Manifolddiameter(Φ2)mm3238Inletconnection(ΦI)mm9.529.52Outletconnection(ΦO)mm19.0519.05Finwidth(cD)mm25.4032.00FinsPerInchpcs2021Finheightmm6.536.53Bankspcs11No.oftubespcs7575DA微通道蒸发器及热泵换热器成熟产品介绍2北美客户A：3RT及5RT两个型号产品，原机采用某国外品MCHE换热器；采用DA对其设计的MCHE换热器后，机组能力及能效都有所提升，且产品成本降低了。DA微通道蒸发器EvaporatorDesigndataModel5RTTotallength(L)mm633Totalheight(H)mm813Manifolddiameter(Φ1)mm32Manifolddiameter(Φ2)mm32Inletconnection(ΦI)mm9.52Outletconnection(ΦO)mm19.05Finwidth(cD)mm25.4FinsPerInchpcs20Finheightmm6.53Bankspcs1No.oftubespcs80水源热泵蒸发器IndoorUnits北美客户B：5RT水源热泵蒸发器，原机采用三排翅片管换热器；采用DAMCHE换热器只需要单排25MM厚，确保能力及能效丌变情况下产品成本降低了许多。EvaporatorDesigndataModel5RT6RT-H6RT-VTotallength(L)mm6351143635Totalheight(H)mm813508914Manifolddiameter(Φ1)mm383838Manifolddiameter(Φ2)mm383838Inletconnection(ΦI)mm9.5212.712.7Outletconnection(ΦO)mm22.2222.2222.22Finwidth(cD)mm323232FinsPerInchpcs202020Finheightmm6.536.536.53Bankspcs111No.oftubespcs8014580水源热泵蒸发器北美客户C：5RT及6RT水源热泵蒸发器，原机采用三至四排翅片管换热器；采用DAMCHE换热器只需要单排32MM厚，确保能力及能效丌变情况下产品成本降低了许多。EvaporatorDesigndataModel5KW18KWTotallength(L)mm220530Totalheight(H)mm810800Manifolddiameter(Φ1)mm3238Manifolddiameter(Φ2)mm3238Inletconnection(ΦI)mm6.359.52Outletconnection(ΦO)mm9.5219.05Finwidth(cD)mm25.432FinsPerInchpcs2018Finheightmm6.536.53Bankspcs11No.oftubespcs2768CapacityKW5.518.6R410aRefrigerantsideSensibleheatratio%100100InletpressureKpa（绝压）11001095Inletqualityfraction/0.230.21Outlettemperature℃1915.5OutletpressureKpa（绝压）10851072Outletsuperheat℃96Flowratekg/h117394AirsideInlettemperature℃37.837.8Relativehumidity%20.820.8Outlettemperature℃2019.6Outletrelativehumidity%5760Surfaceaream20.1540.372Flowratem3/h10003250Velocitym/s1.82.43PressuredropPa5658国内客户D：国内某机房空调知名品牌，原机房空调采用三至四排翅片管换热器；采用DAMCHE换热器只需要单排25~32MM厚，确保能力及能效丌变情况下产品成本降低了许多。北美客户E：北美某家用空调知名品牌，原机采用其他厂家微通道换热器；采用DA优化后微通道换热器，机组能力及能效都略有提升，且冷凝水及化霜排水比原机更好；产品成本低于客户原机换热器。DA微通道热泵换热器冷凝器蒸发器结霜（除霜前）除霜后02004006008001000120014001600180020002200240026002800300013365971291611932252572893213533854174494815135455776096416737057377698018338658979299619931025压力（KPa）时间（6s）H2除霜运转对比原机吸气原机排气盾安冷凝器排气盾安冷凝器吸气分析：1.如右柱状图可见，采用DA换热器后稳态工况机组能力及能效都较原机有所提升。2.盾安微通道换热器除霜工况低压压力衰减比原机微通道缓慢很多，有效制热周期比原机长。能力kw能力kw能力kwA工况B工况H1工况原机8.3788.7688.7192#分液8.4228.9138.8944#分液8.4238.8348.9467.0007.5008.0008.5009.000能力（KW）更换换热器能力对比SEERHSPF-MAXHSPF-MIN原机12.58.386.764#分液12.78.826.86789101112131415季节能效（BTU/Wh)更换换热器季节能效对比澳洲客户F：澳洲某家用空调知名品牌，原机采用翅片管换热器；采用DA优化后MCHE换热器，机组能力及能效都略有提升，且冷凝水及化霜排水几乎等同于翅片换热器；产品成本远低于低于客户原机换热器。微通道冷凝器微通道蒸发器capacity(kw)power(kw)EER(w/w)capacity(kw)power(kw)EER(w/w)capacity(kw)power(kw)EER(w/w)T1T2H1Originalcoil13.6564.5872.97712.7453.8743.2914.2854.3693.27MCHE13.7814.3723.15212.8773.7543.4314.2534.2823.3280246810121416能力/功率/能效原机与微通道换热器测试对比对原机翅片管及DA微通道进行T1、T2、H1稳态工况性能测试。稳态工况测试结论为，采用DA微通道性能都优于客户原翅片管换热器（包括能力及能效）。DA微通道蒸发器及热泵换热器正在研发项目介绍3微通道应用于家用空调减少制冷剂充注量（R290）MCHE设计Model冷凝器蒸发器总长度mm910410总高度mm610798扁管规格mm20*2*12（孔）20.6*1.3*24（孔）集流管1mmΦ26Φ26集流管2mmΦ26Φ26液管接管mmΦ6.35Φ6.35气管接管mmΦ15.88Φ15.88翅片mm20×8.1×0.0920.6×8.13×0.09翅片FPI数pcs1815排数pcs11单排扁管数pcs9144微通道蒸发器微通道冷凝器项目目标介绍：由于R290是具有可燃性制冷剂，相关行业标准对其充注量由严栺的要求，以研究3P柜机为例，制冷剂充注量要求丌超过550g，传统管片换热器根本无法满足该要求。我司研究采用微通道来实现上述目标。美芝R290专用压缩机。微通道蒸发器制冷模式热像图微通道冷凝器制冷模式热像图微通道冷凝器制热模式热像图制冷工况：室内27/19℃室外35/24℃R290充注量550g蒸发器进口kPa1381.8冷凝器进口kPa475.9排气压力kPa1392.68冷凝器出口kPa543.98吸气压力kPa102蒸发器进口℃31.46蒸发器出口℃45.88吸气温度气分前℃-1.23压缩机吸气℃0.07冷凝器进口℃-0.39冷凝器出口℃4.07压缩机排气℃52.12计算数据风量m3／h1449.1风侧换热量kW6.893输入功率kW1.828性能系数W／W3.771显热kW6.889潜热kW0.004R290充注量500g蒸发器进口kPa714冷凝器进口kPa1639.3排气压力kPa1644.92冷凝器出口kPa1626.23吸气压力kPa593.11蒸发器进口℃10.65蒸发器出口℃10.83压缩机吸气℃17.3冷凝器进口℃62.61冷凝器出口℃37.53压缩机排气℃66.95计算数据风量m3／h1362.2风侧换热量kW6.672输入功率kW2.059性能系数W／W3.24显热kW5.126潜热kW1.545制热工况：室内20/15℃室外7/6℃目前制冷及制热模式下机组性能均未满足设计要求，项目正在持续优化研究中微通道应用于多联式空调项目目标介绍：上述DA微通道产品热泵空调应用大多集中在家用空调产品领域，所以DA不AUX联合进行微通道换热器商用热泵产品开发研究，力求实现技术上的突破，能够将DA微通道产品应用范围成果拓展至商用热泵产品领域。项目计划及进展：进行微通道替代方案设计及模拟计算，目前已完成。样品制作及测试验证，目前正在进行中。依据测试验证结论对设计方案进行改进优化。制作优化后设计样品，并进行复测确认，并将相关测试结果提交AUX确认。测试结果获得AUX认可后，送相关样品至AUX进行复测确认。AUX完成微通设计样品测试确认后，将机组归还AUX。微通道不翅片管换热器成本对比示例分析4微通道冷凝器设计参数：1.长*高：1703*912（mm）2.扁管规格：25.4*1.3*263.集流管规格：32*2.5*9.44.翅片规格：20.6*8.13*0.095.FIP数：15原翅片管冷凝器技术参数：1.