带你认识新疆商用空调中的换热器

更新时间:2021-11-22 12:24:00    来源:http://www.xj-kt.com/news724328.html

新疆商用空调认识换热器:

新疆商用空调换热器在商用空调体系中的效果和型式:

新疆商用空调换热器在商用空调体系中的效果:

1、空调体系中必不可少的部件

——空调器乃至能够不要压缩机和膨胀阀,但不能不要换热器;

2、其本钱在空调器中占非常杰出的比(20%~40%)

3、换热器生产是空调器厂商自主制作的的首要部件

4、其功用直接影响空调器的功用和运转的经济性

——换热器毛病往往形成空调体系彻底崩溃,带水体系的空调器往往会报废;

——换热器的修理、保养困难,其质量操控是空调器质量的非常重要的部分。

空调体系中常见的换热器型式:

按结构方法:

翅片管式(制冷剂/空气、载冷剂/空气)

壳管式(制冷剂/载冷剂)

套管式(制冷剂/载冷剂)

板式(制冷剂/载冷剂)

冷却塔(水/空气)

按换热介质方法:制冷剂/空气——翅片管式

制冷剂/载冷剂(壳管式/套管式/板式)

水/空气(冷却塔)

按功用分:蒸腾器、冷凝器、结尾盘管、冷却塔

蒸腾器是吸收热量(输出冷量)的热交换设备,实现制取冷量的目的;

冷凝器是输出热量的设备,它将制冷剂从蒸腾器吸取的热量以及由压缩功而转化的热量一同传给冷却介质。

一般使用状况:

商用空调器中的换热器的结构和特色:

冷凝器:

筒体由钢板卷制焊接;筒体两头焊管板;管孔中穿换热管;筒体两头装有端盖

换热管运用焊接或涨管固定于管孔中,氨体系管用钢管,R22多选用滚压肋片铜管。

端盖内有隔板,以将换热管分隔成几个流程,多选用偶数流程,使接收在同一侧

R22走壳程,即R22在管外冷凝,上部进气,从下部排出

冷却水走管程;下进上出

水与R22逆向活动

传热系数较高(与风冷比较),冷却水耗量少(与立式比较),使用广泛。

例:R22,卧式壳管式(肋管)传热系数为850~900W/m2K,空气冷却式为24~28 W/m2K。

套管式冷凝器:

大直径的无缝钢管内套一根或多根铜管,并弯制成螺旋型

铜管常用低肋管

R22走外套管侧,进步下出

冷却水走内管;下进上出

水与R22逆向活动

常用于水冷柜机中

特色:制作工艺比较简单,本钱较壳管式低

板式冷凝器:

板片由不锈钢薄片冲压成型

片间选用焊接方法连接

R22和冷却水在薄片间隔活动,触摸充沛

换热效率高(换热系数K值在3000~6000W/m2.℃范围内。这就表明,板式换热器只需求管壳式换热器面积的1/2~1/4 即可到达同样的换热效果。)阻力丢失少、占地小;

制作工艺比较复杂,价格高,易阻塞。

蒸腾器:

与冷凝器不同之处,按供液方法不同,分为满液式、干式等几类。

翅片式蒸腾器

结构特色同翅片式冷凝器

铜管与肋片之间过盈涨结

属于干式蒸腾器

R22常下进上出

空气和R22常呈逆流

效率较低(与卧式壳管式比较)

不用冷冻水体系和结尾设备,广泛使用于中小机组。

满液式:

结构方法:与壳管式冷凝器较类似(筒体用钢板卷制焊接;筒体两头焊管板;换热管运用焊接或涨管固定于管孔中;筒体两头装有端盖;端盖内有隔板,以将换热管分隔成几个流程)

氨体系管用钢管,R22多选用滚压肋片铜管。

制冷剂走壳程,即R22在管外气化,下部进液,从上部排气;液体充满筒体空间的70~80%

特色:R22一直在蒸腾器内欢腾,传热面与液态制冷剂触摸,所以欢腾放热系数较大;结构紧凑。

缺点:制冷剂充灌量大,因为制冷剂充灌量大,所以制冷剂与润滑油相溶时,润滑油难以返回压缩机;容易冻结。

使用没有干式遍及。

卧式壳管式蒸腾器:

结构方法:与满液式蒸腾器类似

首要不同:

干式蒸腾器在传热管内气化吸热,下部进液,从上部排气

载冷剂在管外;为进步载冷剂流速,筒内装折流板

比较于满液式,传热效果比满液差

长处:充灌量小,R22流速较高;润滑油难以返回容易

例:R22-水:卧式壳管式(干式),传热系数K 500~550W/m2K

R22-空气:翅片式(干式),传热系数K 30~40W/m2K

板式蒸腾器

板片由不锈钢薄片冲压成型

片间选用焊接方法连接

R22和冷却水在薄片间隔活动,触摸充沛

换热效率高

制作工艺比较复杂,价格高

水流速低,易阻塞、易冻结

换热机理、换热器的规划与换热强化:

热和热量(功/能量/热量)(暖通南社)

分子热运动强度的度量,是依托温差传递的能量。

热是能量(内能)的一种方法。热力循环就是热能传递,它是以热能的方法贮存的。

首要衡量相对量而不衡量绝对量,即热量变化了多少而不是热量有多少。

单位是焦耳(J)(1J=1N.m)。

温度和温标:

温度:衡量物体的冷热程度,温度能够衡量绝对量。

绝对温标:又称热力学温标,开氏温标,每一度巨细与摄氏温标持平,起点为物质内分子热运动完全中止时温度(-273.15℃),单位为K。

温标:摄氏、华氏和开氏

绝对量运算

开氏=摄氏+237.15,华氏=9/5摄氏+32

相对量运算

Δ1℃= Δ1K=1.8F

比热:单位质量的物质温度每升高或下降1K所需求参加或放出的热量。

定压比热:

水:4.18kJ/kgK

木材:2.51 kJ/kgK

纸张:1.47 kJ/kgK

干空气: 1kJ/kgK(20℃)

铜:0.39 kJ/kgK

钢:0.46 kJ/kgK

R22:1.18 kJ/kgK (0℃、液态)

R22:1.18 kJ/kgK (0℃、气态)

显热:是指物质被冷却或加热时,只要温度变化而无相变时所放出或吸收的热量。(能够用温度计测量)

潜热:是指物质产生相变而温度不变时,放出或吸收的热量。(不能用温度计测量。)

1kg100℃的水蒸腾为1kg100℃的水蒸汽需2257.2kJ

1kg0℃的水蒸腾为的水蒸汽需2501kJ

1kg0℃的液态R22蒸腾为0℃的R22蒸汽需204.9kJ

物质有三种状况,有五种状况变化

1、凝聚:由液体变为固体。

2、熔化:由固态变为液态。

3、汽化:由液态变为气态。

4、提高:由固态变成气态,不需求经过液态。

5、凝聚:由气态变为液态。

显热是能够被感测到的热量。它能导致物质的温度产生变化,但不改动其状况。

潜热是指吸收或放出热量时只改动物质的状况,而不改动其温度。

熔化潜热是指物质从固态变为液态或由液态变为固态时吸收或放出的热量。

汽化潜热是指物质从液态变为气态时所需的热量。

液态潜热是指物质从气态变为液态放出的热量

举例:

开空调后,房间空气温度从30℃变成了25℃:

房间空气经过空调器室内盘管后有水凝聚:

冷凝器中,R22由90℃的高温蒸汽变成了46℃液态R22

蒸腾器中,R22由10℃的液态变成了8℃的气态R22

新疆商用空调几个规律:

1、热量会自发从高温物体传递到低温物体。

2、天然界一切物质都具有能量,它能够从一种方法转换成另一种方法,从一个物体传到另一物体,在转换和传递进程中能量的数量保持不变。(热力学第一定律)

3、孤立体系中,熵总是添加。(热力学第二定律)

所谓传热是和传质相对而言的,传热不涉及热载体质的扩散。

三种传热方法:传导、对流和辐射。

传导又称导热。是指热量从物体的高温部分向同一物体的低温部分、或者从一个高温物体向一个与它直触摸摸的低温物体传热的进程。 (或称热传导、导热)。

物体各部分之间不产生相对位移时,依托分子,原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生热量传递

热传导虽然在固体、气体、液体中都会产生,但单纯的热传导只会在固体中产生。

对流传热是依托流体的微观位移,将热量由一处带到另一处的传递现象。在制冷空调业中的对流传热,往往是指流体与固体壁面直触摸摸时的热量传递。

流体各部分之间产生相对位移,冷热流体相互掺混

对流分为天然对流和强制对流,天然对流是因为流体冷热各部分的密度不同引起的,强制对流是因为泵、风机等效果所形成的。

辐射:又称为热辐射,是指因热的原因而产生的电磁波在空间的传递。物体将热能变为辐射能,以电磁波的方法在空中传达,当遇到另一物体时,又被全部或部分地吸收而变为热能。

物体的辐射能力与温度有关,辐射强度与绝对温度的四次方成正比,在制冷与空调工程中,因为物体温度不高,一般不考虑辐射换热量。

作为换热器,咱们首要关怀的热传导和对流传热。

对空调业中的换热器,咱们关怀的是流体(R22、水、空气)与固体壁面(铜管、铝箔)直触摸摸时的热量传递。(外表换热)

外表传热系数的常见影响因素:

活动状况的影响W/m2K

Re—层流底层薄(动力消耗大)

强制对流和天然对流的影响

强制对流:外部机械作功,换热系数大。

天然对流:依托流体本身密度差形成的循环进程

流体物性的影响

密度的影响: 热容量的影响: 单位体积流体的热容量大,则传热系数较大。

传热面条件的影响:

不同的壁面形状、尺寸影响流型;会形成边界层分离,产 生旋涡,添加湍动,使传热系数增大。

相变化的影响:一般状况下,有相变化时外表传热系数较大,机理各不相同,比较复杂。

换热器规划:

换热强化—换热器传热进程:

三个环节:

(1)从热流体到壁面高温侧的热传递

(2)从壁面高温侧到壁面低温侧的热传递

(3)从壁面低温侧到冷流体的热传递

三个环节中热阻散布状况:

水冷冷凝器——首要热阻在制冷剂侧(60~70%)

风冷冷凝器——首要热阻在风侧(70%~80%)

凉风式蒸腾器——首要热阻在风侧(70%~80%)

冷水式(满液、干式)蒸腾器——首要热阻在制冷剂侧。

换热强化——“空气--制冷剂”换热器传热进程

例:翅片式冷凝器/蒸腾器传热进程

换热强化——三个进程中热阻的分配状况

经过一个典型的换热器结构来阐明(暖通南社)

9.25mm铜管(光管),25mm管距,22mm排距,12FPI,光箔,冲缝片,4排管的冷凝器。

换热强化——制冷剂侧强化:

凝聚换热、欢腾换热(制冷剂--铜管之间管内冷凝传热属于气液相改换热,与单相对流换热比较,其换热系数较大)

1、添加传热的外表积

2、增强紊流

3、强化换热与减小压降需同时考虑

4、蒸腾传热时,应尽或许添加湿润外表的面积,尽或许添加汽化核心的数量

5、冷凝传热时,尽或许使冷凝的液体离开传热外表,增强气液两相之间的混合

6、避免尘垢

换热强化——水侧:

凝聚换热、欢腾换热

1、添加传热的外表积

2、增强紊流(扰动)

3、避免尘垢

换热强化——空气侧换热部分

1、损坏空气流边界层(层流——紊流):选用更先进的片形

2、增大传热翅片的外表积:选用更先进的片形

3、凝聚水的操控和除霜的问题

4、铝箔外表保持清洁,避免杂物阻塞翅片

5、腐蚀的问题:选用带特别涂层的铝箔

换热强化——三个进程中热阻的分配状况

定论:

空气侧热阻占总热阻的比例最大(60%以上)

改进换热器传热的关键是在空气侧的换热上下时间

制冷剂侧的换热改进也有较大空间

实例:经过卧式壳管式换热器看换热强化

换热进程:制冷剂 -- 铜管 -- 水

经过一个典型的换热器结构来阐明(干式蒸腾器)

Di=308mm,流程数为4,换热铜管为12mmx1mm,管子根数为227,管长2300mm

没有考虑尘垢系数

定论

制冷剂侧热阻占总热阻的比例最大(近70%)

改进换热器传热的关键是在制冷剂侧的换热上下时间

水侧的换热改进也有较大空间

翅片式换热器换热强化:

——铜管壁厚和胀管

——铝箔厚度、涂层和片形

——小管径铜管的运用

——内螺纹铜管强化换热的问题

翅片式换热器换热强化——铜管壁厚和胀管:

1、铜管壁减薄有利于传热和减低本钱,但铜管管壁减薄有极限:

——首要是受压后其能安全作业,不致于胀破

——UL对空调铜管的压力承受能力有专门的规定,选用最高耐受压力(3倍的最高操作压力)+高低压循环的疲惫实验(25万次)

2、 “过盈”量是影响换热功用的一个重要因素

胀管后的管外径与胀管前铝片管孔内径之差称为“过盈”

“过盈”太小:触摸传热热阻过大

“过盈”太大:铝箔进入塑性变形,钟口裂,最终会影响传热热阻

对9.52管,其“过盈”量为0.08mm~0.13mm较好(胀管前铝片管孔内径11.03~11.07mm)

翅片式换热器换热强化——铝箔厚度、涂层和片形

1、铝箔减薄也有利于传热和减低本钱,近些年,铝箔壁厚已大大减薄(现用铝箔为0.11mm~0.127mm),但其极限体现:

——轧制工艺

——铝箔本身的工艺性、耐蚀性

2、铝箔的涂层问题

——涂层首要解决结水的问题和耐蚀的问题

——亲水铝箔的价格是普通铝箔价格的1.35倍

——亲水铝箔有显着的按捺霜层的效果

3、片形

翅片式换热器换热强化——小管径铜管的运用

1、传热和压降

——在一定的金属消耗量下,运用小管径铜管增大了传热面积(9.25xt0.35铜管换为7xt0.32铜管,管长添加54%,铜管内外表积能够添加11%)

——运用小管径铜管,有利于进步流体的速度和外表传热系数

2、流体力学特性

——空气动力学特性随管径的下降而改进,活动阻力下降,改进传热

——运用小管径铜管会使制冷剂活动阻力添加(体系功耗添加)

——以上对立需求平衡

3、加工工艺和价格问题

——选用小管径引起制冷剂侧压力的增大,有必要添加循环路数,乃至添加了铜管的用量

——小管径铜管的胀管工艺困难,废品率高

——价格 9.52(平):9.52(内):7(内)= 1:1.17:1.25

——一般以为7mm是管径减小的极限,管径小于7mm以后反而会导致换热器本钱大幅上升

4、使用状况

——日本厂商在这方面的使用大大领先

5、

观念一:

用于冷凝器时,冷凝随管径减小而增强

用于蒸腾器则9.52mm的管最优,管径进一步减小会下降蒸腾的传热系数,6mm是极限值

观念二:

冷凝器选用9.52mm的管较好,而蒸腾器选用小管径的管较好

观念三:

小冷量的体系可选用9.52mm的管,而大冷量的体系则应选用12.7mm的铜管

翅片式换热器换热强化—内螺纹铜管强化换热的问题:

——从实例看(9.52铜管、R22制冷剂)

1、传热系数

W/m2K 质量流量 kg/m2s

2、压力降:

Pa/m 质量流量 kg/m2s

3、定论

冷凝换热时:

——强化管能够改进传热,增强的起伏很大(传热系数最大比光管大170%)

——强化管的压降比光管大(最大可比光管大80%)

——双螺纹管与单螺纹管比较,传热系数有很大改进,但压降添加并不多

蒸腾换热时:

——强化管能够改进传热,增强的起伏很大(传热系数最大比光管大160%)

——强化管的压降比光管大(最大可比光管大80%)

——双螺纹管与单螺纹管比较,传热系数和压降体现相当