部分负荷下板式蒸发器换热性能的实验研究

板式换热器具有传热系数高，结构紧凑，重量轻，安装、维修、组合方便等优点，近几十年来应用广泛，成为传热过程中必不可少的设备。在中央空调领域，利用它作为水冷冷水制冷机组的蒸发器和冷凝器或作为风冷冷水机组的蒸发器，能有效强化传热、减小制冷机组尺寸、提高系统运行效率等，应用前景十分广阔。

板式换热器的换热机理较复杂，这一问题对于存在相变换热的板式蒸发器尤为突出，因此用板式换热器作为蒸发器的研究性文献报道很少，国内仅上海交通大学、西安交通大学等少数高校对板式蒸发器进行了初步研究，到目前为止，其蒸发换热系数仍无可靠方法确定。瑞典、德国的几家公司进行了大量的实验，但其实验数据不发表，在选型时采用经验数据。

制冷系统绝大部分时间都处在部分负荷运行状态下，为了节省运行费用，中央空调水系统一般通过旁通或水泵的变频调节来降低流经蒸发器的冷水流量，从而引起冷水流速及板式蒸发器换热性能变化。本文通过实验对部分负荷时板式蒸发器换热系数、制冷剂侧换热系数和水流速之间的匹配关系进行研究，得到流速与换热系数的关系，为板式换热器的正确选型提供一种参考，这对水泵的变频控制及整个空调系统的运行节能都具有十分重要的意义。

1、实验方法

为了有效测量板式蒸发器制冷剂侧的换热系数，先采用水- 水换热的方法对水侧换热系数进行测量，再利用制冷剂- 水换热的方法测量相同水流速下制冷剂侧的换热系数及总的换热系数，从而得出两种换热系数与水流速之间的关系。

具体方法为：用相同的流量使50℃左右热水与30℃左右常温水进行换热，调节板式换热器两侧的水流量，使其达到预先设定值，并使两侧流量相同，则两侧的水流速相等。由于两侧冷热水温度相差不大，可近似认为两侧水的换热系数相等，根据水的进出口温差及流量算出总换热量，进而可算出总传热系数及此流速下的水侧的换热系数，改变水的流速，得到不同流速下水侧的换热系数。然后将板式换热器接入制冷系统，取代蒸发器，将冷水的流速分别设定为水- 水换热时的一组流速，即可通过水侧的换热量求出换热系数，根据水侧换热系数求得制冷剂侧传热系数，从而得出换热系数、制冷剂侧换热系数与水流速之间的关系。

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