翅片換熱器8大設(shè)計參數(shù)
1.換熱器溫度參數(shù):蒸發(fā)溫度一般為3-8℃,冷凝溫度一般為45-54℃(這是舒適性空調(diào)設(shè)計計算的溫度值,壓縮機的名義制冷量也是按這個測試出來的)。進出風溫度差一般為8-10℃,低溫裝置中蒸發(fā)器的溫差會小一點。蒸發(fā)溫度及冷凝溫度和出風溫度的溫度差一般在10℃左右。
2.蒸發(fā)器中過熱度一般為5-10℃(過熱度不等同于吸氣溫度,在分體機或低溫裝置中會相差很大),冷凝器中過冷度一般為5-8℃。
3.蒸發(fā)器迎面風速一般為1.5-3m/s,冷凝器為2-3m/s,*窄面風速不要超過6m/s。多數(shù)迎面風速用2.5m/s。
4.管徑和厚度:管徑一般采用9.52 mm,7.94 mm,7mm和5mm 管徑的內(nèi)螺紋銅管或光管,更小管徑時換熱效率更高。
5.行距 x 排距:一般采用等邊三角形叉排形式,比如:25.4x22mm ,25x21.65mm等。也有用25.4x19.5mm,21X13.6mm的。
6.翅片:一般厚度為0.095-0.3mm,間距為1.1-2.5mm,蒸發(fā)器因為有冷凝水要選大點的間距,冷凝器因為是干式換熱,可以選小些。冷凍裝置的蒸發(fā)器考慮到結(jié)霜問題,一般在3-6mm。對于蒸發(fā)器或熱泵系統(tǒng)的冷凝器都會采用親水鋁泊。也有些會用素片然后噴漆防銹。翅片形狀主要有平片,波紋片,條縫片,或兩者結(jié)合的波紋條縫片。
7.管路結(jié)構(gòu):蒸發(fā)器一般為2-6 排,冷凝器為1-6 排,因為排數(shù)太多,后面的管排換熱效果會變差,如果因為結(jié)構(gòu)不得不用較多排數(shù)的話,迎面風速要適當增大,以保證后面管排的風量。每一回路一般不要超過12-18m 左右,蒸發(fā)器取下限值,冷凝器取上限值。不過這還要考慮制冷劑質(zhì)量流量。因為太短制冷劑不能充分換熱,太長會引起較大的壓降,不同管徑壓降阻力不同。蒸發(fā)器不要超過蒸發(fā)壓力的5%,冷凝器不要超過冷凝壓力的2%,否側(cè)會引起機組效率的降低。一般是選定翅片的參數(shù)后可算出單位長度的外表面積,然后可算出換熱所需總長度,然后對于蒸發(fā)器,因為有時在高度上有限制,或是在選用風機時考慮,有些長寬比會大些。對于冷凝器,因為結(jié)構(gòu)形式很多,如U 形,V 形,L 形,所以只要盡量大的迎風面即可。
8.流路設(shè)計:一般觀點認為:對于蒸發(fā)器一般是下進上出(制冷劑蒸發(fā)成氣體向上走,避免積聚在管內(nèi)影響換熱),然后是后進前出(和進風形成逆流)。冷凝器是上進下出,后進前出(這樣冷凝的液體可以盡快利用重力流出冷凝器)。但這些只是從傳熱學的某一方面對傳熱強化來說的,實際上空調(diào)換熱器的換熱過程是一個復雜的過程,影響換熱效率的因素也是多方面的。
影響因素的一些原則參考
a.進出口也要盡量隔遠一些,避免復熱。
b.不要只從一側(cè)進,從另外一側(cè)出,要兩側(cè)都要流過,從而避免單側(cè)過熱或過冷,從而換熱不均造成換熱效率下降。
c.制冷劑在管路流動時,隨著干度的增加,換熱效率不斷提高,所以流路中后段的換熱能力比前段的會高。
以下是一些公司冷凝器的回路設(shè)計,僅供參考。下圖顯示了隨著制冷劑質(zhì)量流速的增加,換熱效果的變化,還有不同的回路設(shè)計,換熱效果也不同,特別是對制冷劑質(zhì)量流速的大小也有不同的要求。
設(shè)計回路參考的兩個觀點
a. 對于蒸發(fā)器,隨著制冷劑氣體的增加,壓降和傳熱系數(shù)也不斷增加,所以在蒸發(fā)器進口可以設(shè)計少些進口分路,在后面為了減少氣體以減小壓降可以再增加分路,上面的方案D 就是這樣設(shè)計。對于冷凝器則相反,開始時多些進口分路,后面可以把冷凝后的液體匯聚減少分路,以增加流速從而強化傳熱,以增加過冷度,所以這部分也叫過冷管。現(xiàn)在有些冷凝器已經(jīng)是這樣設(shè)計了。因為冷凝器一般是上進下出,所以匯集管一般在底部,也有資料說這樣的強化設(shè)計也可以讓熱泵化霜時可能把霜化干凈。
b. 換熱器的迎風側(cè)和背風側(cè)的換熱效果相差比較大,以翅片間距 1.7mm 為例,風速0.5m/s 時迎風側(cè)換熱量占總換熱量的96.3%,風速3.0m/s 時迎風側(cè)的換熱量占總換熱量的69.2%。主要是因為傳熱溫差的變化,以下是空氣流經(jīng)換熱器后的溫度變化圖,在背風側(cè),溫差都變小了,從而換熱效果也變差。有的公司設(shè)計了以下結(jié)構(gòu)的冷凝器,以#5 為效果*好。所以要考慮如何提高背風側(cè)的管路的換熱效率,如提高風速,降低迎風側(cè)和換熱效率,即降低迎風側(cè)出風溫度,如上面的設(shè)計。
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