探析內置長笛型套管一次節流深度對微通道蒸發器房間空調器性能的影響

張萬新

（江蘇知民通風設備有限公司，江蘇 鎮江 212000）

微通道換熱器的性能優化對提高房間空調器的整體性能有著舉足輕重的作用，一直是國內外人員的重點研究領域。微通道換熱器作為冷凝器的應用技術越來越成熟，然而，在作為蒸發器使用時，由于進入微通道蒸發器的制冷劑往往處于氣液兩相狀態，所以在微通道內會出現制冷劑分配不均的現象。國內外相關人員對此已做了大量的研究，并取得了一定的成果。用微通道蒸發器替代翅片管蒸發器，制冷系統的控制系統方面并不需要較大的改動，為微通道換熱器的替代提供了可行性。通過水—空氣模擬兩相狀態的制冷劑，對比平行、標準和垂直3 種結構微通道分液管對微通道蒸發器內兩相流分流效果的影響，表明在大多數情況下，采用標準結構的微通道分液管最有利于制冷劑在微通道內部的分流。通過空氣與水研究微通道蒸發器進口分液管內套管不同開口方向對兩相流在微通道中的分配的影響結果表明，開口方向對制冷劑的分配會產生影響，選取適合的開口方向有助于提高制冷劑的分配效果。

圖1 試驗樣機原理圖

對于微通道蒸發器的內置長笛型分液管的開口方向對制冷劑兩相流在微通道蒸發器扁管中的分液影響的研究，目前僅限于采用空氣與水代替制冷劑氣液兩相的近似研究，對于制冷劑在這種裝配方式上節流深度對機組性能影響的研究基本沒有，因此本文將通過樣機實例試驗研究對蒸發器的內置長笛型分液管的一次節流深度對微通道蒸發器房間空調器的影響進行研究，分析一次節流深度對蒸發器進出口壓差、平均蒸發溫度、過熱度、過冷度、輸入功率和能效比的影響，得出最佳一次節流深度。

1 試驗樣機及其測試過程

1.1 試驗樣機

本文中的試驗樣機為微通道房間空調器，試驗樣機裝置圖如圖1 所示。

1.2 試驗方案

一次節流深度的試驗研究是在名義制冷工況下進行的，即室內側干濕球溫度分別控制在27℃和19℃，室外側干濕球溫度分別控制在35℃和24℃，依據GB/T 7725-2004 房間空氣調節器國家標準中的測試方法進行樣機的性能測試。

2 分析與討論

2.1 一次節流深度對微通道蒸發器進出口壓差的影響

隨著節流閥（一次節流）的開口增大，即一次節流深度的降低減小，蒸發器進口壓力不斷增大。此時，制冷劑循環量增大，流動阻力增大，蒸發器進出口壓差隨之增加，蒸發器進出口壓差隨進口壓力的增大而增加。而當節流閥（一次節流）的開口減小，一次節流深度增加大，蒸發器進口壓力降低。然而，蒸發器進口壓力的降低幅度大于蒸發器進出口壓差減小的幅度，整體的平均蒸發壓力仍然會呈現下降趨勢。

2.2 一次節流深度對微通道蒸發器平均蒸發溫度的影響

隨著節流閥（一次節流）開口增大，一次節流深度減小，蒸發器進口壓力增大，平均蒸發溫度也不斷增大，反之則相反。因此可以得出，對平均蒸發溫度而言，蒸發器進口的制冷劑壓力相對于蒸發器進出口的制冷劑壓差起主導作用。

2.3 一次節流深度對微通道蒸發器出口過熱度的影響

蒸發器出口制冷劑過熱度隨蒸發器進口壓力的增大而降低。這是因為隨著節流閥（一次節流）的開口增大，一次節流深度減小，制冷劑循環流量增大，蒸發器有效傳熱面積需求增大，可用于過熱的傳熱面積減小而造成的。

2.4 一次節流深度對試驗樣機制冷量、輸入功率和能效比的影響

隨著節流閥（一次節流）開口增大，一次節流深度減小，蒸發器制冷量和能效比均呈現出先增大后減小的趨勢，峰值出現在蒸發器進口壓力為1000kPa 附近。當節流閥（一次節流）開口較小時，一次節流深度較大，蒸發器進口的壓力較小，加之主要由長笛型分液管的分流小孔的二次節流作用，而形成的蒸發器進出口壓差，造成平均蒸發壓力較低，制冷量較低，圖3 中體現為蒸發器進口壓力在1000kPa 以下的部分。隨著節流閥（一次節流）的開口增大，一次節流深度降低，蒸發器進口壓力增大，平均蒸發壓力提高，加之蒸發器進口處的制冷劑干度降低，蒸發器內制冷劑的分配均勻性提高、制冷量提高。隨著一次節流深度繼續降低，平均蒸發壓力繼續提高，制冷劑循環量增大，過熱度持續減小，導致壓縮機性能衰減，制冷量減小，在圖2 中體現為蒸發器進口壓力在1000kPa 以上的部分。

圖2 一次節流深度對制冷量、輸入功率及能效比的影響

3 結語

對于內置長笛型分液管的微通道蒸發器房間空調器來說，需要注意調整一次節流的最佳節流深度表現為蒸發器進口壓力為1000kPa 附近，充分考慮長笛型分液管開孔的二次節流作用。此時，試驗樣機的制冷量和能效比達到較大值，同時蒸發器出口的過熱度也在合理范圍內。