Amesim 软件在空调换热器优化中的应用

摘 要: 为寻求特定空调室内机壳体能够发挥的最大换热能力，该文以某品牌的风管机作为研究对象，以使用 R410a 冷媒的管翅式换热器为例，使用 Amesim 软件，通过计算机模拟仿真的方法，以冷媒流量、空气流速、换热管管径、换热管排数、翅片片距为优化参数，以蒸发换热量及冷凝换热量为优化目标对十种不同规格的换热器进行了寻优。最终发现不管是哪种规格的换热器，当冷媒流量不变时，随着空气流速的增加，所有换热器的换热量会逐步增加，当空气流速达到一定值时，随着空气流速的增加，所有换热器的换热量将趋于稳定，但不同换热器的换热量稳定在不一样的值。当空气流速不变时，随着冷媒流量的增加，换热量先是增加，当冷媒流量达到一定值时，蒸发换热器量开始下降，但冷凝换热量依然持续增加。这一结论为空调换热器的设计提供了参考。

关 键 词：制冷仿真；管翅式换热器；优化

1

目 录

1. 壳体概况 .............................................................................................................. 3 2. 换热器设计 .......................................................................................................... 3 3. 模型搭建 .............................................................................................................. 5

3.1. 材料定义 ..................................................................................................... 5 3.2. 换热器管侧建模 ......................................................................................... 5 3.3. 换热器空气侧建模 .................................................................................... 6 3.4. 换热器分液毛细管建模 ............................................................................ 6 3.5. 边界条件建模 ............................................................................................. 6 3.6. 换热系统模型 ............................................................................................. 7 4. 仿真结果及其分析 .............................................................................................. 7

4.1. 额定工况仿真 ............................................................................................. 7 4.2. 变风量仿真 ................................................................................................. 8 4.3. 变冷媒流量仿真 ....................................................................................... 10 5. 结论 ..................................................................................................................... 11

2

1. 壳体概况

本文用于研究的风管机的长度是 1300mm， 宽度是 474mm，高度是 220mm，出风方式为吹风式，额定制冷量为 7.5kW。外观三视图如图 1所示。

图 1 风管机外观三视图

2. 换热器设计

本次研究根据壳体内部可利用空间的情况，设计了 5mm、7mm、8mm 和 9mm 四种管径的换热器，采用不同的换热管排数或者翅片片距，总共设计了十种换热器，每一种换热器的规格参数如表所示。

3