385-制冷剂雾化节流冷媒分配特性探讨.pdfVIP

制冷剂雾化节流冷媒分配特性探讨 陈杰，余延顺 南京理工大学能源与动力工程学院 摘 要：本文设计了雾化节流装置来实现对传统节流及分液机构的替换并对结构进行了 优化，并采用 CFD 方法分析了蒸发、冷凝温度、过冷度对其冷媒分液和分气特性的影响。结 果表明，优化之前两相分配特性随工况变化发生较大波动，最大流量偏差波动范围分别达到： 0.01~0.24、0.08~0.27，在冷媒分配方面具有较大的潜力但缺乏稳定。优化后，该机构体积 缩小 74.5%，同时两相分配特性与其各工况下的稳定性均获得提升，最大流量偏差波动范围 分别缩减至 0.07~0.15、0.04~0.16。 关键词：雾化；分液特性；分气特性 Discussion of the Two-phase Distributing Characteristics of Refrigerant Atomization Throttling Chen Jie,Yu Yanshun School of Energy and Power Engineering, NUST Abstract: In this paper, the atomization throttling device is designed to realize the replacement of the traditional refrigeration throttle and separation system and its structure is optimized.The results show that the two-phase distribution characteristic fluctuates greatly with the change of the simulation condition, and the fluctuation range of the maximum flow deviation is:0.01~0.24, 0.08~0.27. It has a great potential in the distribution of the refrigerant but lack of stability. After optimization, the volume of the body is reduced by 74.5%, While the two-phase distribution characteristics and the stability of simulation conditions are improved. The fluctuation range of the maximum flow deviation is reduced to 0.07 ~ 0.15 and 0.04 ~ 0.16, respectively. Key words: atomization; liquid distributing characteristics; gas distributing characteristics 0 引言 空调热泵装置经常会在蒸发器中出现制冷剂分配不均的问题：供液量不足的盘管内，制 冷剂快速蒸发出口过热度较大，换热器面积没有有效利用；供液量过量的盘管内，出口的过 热度小，换热面积不足。混合后两相冷媒再次蒸发致出口过热度下降，过热度低于理论值并 且节流装置自行调节减小流量，流量减小势必引起分液均匀性进一步恶化，如此恶性循环并 将引起膨胀阀阀芯的振荡。最终导致节流阀、压缩机效率降低，热泵系统中因蒸发器两相冷 媒分配不均可能导致制冷（热）能力衰减达到 30%~50%，COP 衰减可达 13%~43%[1~3] 。目 前对蒸发器分液不均的研究多集中于分液器研究，分液器将节流后两相冷媒混合、流型整定、 并进行再分配，具有较好分液效果的分液器能够使 COP 提高 4% ，制冷量提高 5%[7] 。但分 液器加工和安装的不确定因素常常导致达不到预期的分液效果。 本文提出采用雾化喷嘴替代传统节流机构的节流方案，即通过雾化喷嘴对冷凝器后的高 压过冷液相冷媒进行节流并雾化成低压微小液滴后直接分配至蒸发器各并联支路，摒弃了传 统节流并分液过程中复杂的节流-再混合-流型整定-再分配流程，对改善热泵系统制冷剂分配 不均的问题提供了新的思路。同时雾化后冷媒液滴在蒸发盘管内流型发生改变具有强化沸腾 换热的潜力。基于上述构