带你认识新疆商用空调中的换热器!

更新时间:2021-12-13 12:10:00    来源:http://www.xj-kt.com/news736368.html

新疆商用空调

知道换热器:

换热器在商用空调系统中的作用和型式:

换热器在商用空调系统中的作用:

新疆商用空调
1、空调系统中必不可少的部件

——空调器乃至可以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、换热器出产是空调器厂商自主制造的的首要部件

4、其功用直接影响空调器的功用和运转的经济性

——换热器故障往往构成空调系统完全溃散,带水系统的空调器往往会作废;

——换热器的修理、保养困难,其质量控制是空调器质量的非常重要的部分。

新疆商用空调系统中常见的换热器型式:

按结构办法:

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)

按换热介质办法: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:蒸发器、冷凝器、结束盘管、冷却塔

蒸发器是吸收热量(输出冷量)的热交换设备,完结制取冷量的目的;

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

一般运用情况:

商用空调器中的换热器的结构和特征:

冷凝器:

筒体由钢板卷制焊接;筒体两端焊管板;管孔中穿换热管;筒体两端装有端盖

换热管运用焊接或涨管固定于管孔中,氨系统管用钢管,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),运用广泛。

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

特征:制造工艺比较简单,本钱较壳管式低

板式冷凝器:

板片由不锈钢薄片冲压成型

片间选用焊接办法衔接

R22和冷却水在薄片间隔活动,接触充沛

换热功率高(换热系数K值在3000~6000W/m2.℃范围内。这就标明,板式换热器只需求管壳式换热器面积的1/2~1/4 即可达到同样的换热作用。)阻力丢失少、占地小;

制造工艺比较复杂,价格高,易堵塞。

蒸发器:

与冷凝器不同之处,按供液办法不同,分为满液式、干式等几类。

翅片式蒸发器

结构特征同翅片式冷凝器

铜管与肋片之间过盈涨结

归于干式蒸发器

R22常下进上出

空气和R22常呈逆流

功率较低(与卧式壳管式比较)

不用冷冻水系统和结束设备,广泛运用于中小机组。

满液式:

结构办法:与壳管式冷凝器较类似(筒体用钢板卷制焊接;筒体两端焊管板;换热管运用焊接或涨管固定于管孔中;筒体两端装有端盖;端盖内有隔板,以将换热管分隔成几个流程)

氨系统管用钢管,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;液体充溢筒体空间的70~80%

特征:R22一直在蒸发器内欢娱,传热面与液态制冷剂接触,所以欢娱放热系数较大;结构紧凑。

缺陷:制冷剂充灌量大,由于制冷剂充灌量大,所以制冷剂与润滑油相溶时,润滑油难以回来压缩机;容易冻住。

运用没有干式广泛。

卧式壳管式蒸发器:

结构办法:与满液式蒸发器类似

首要不同:

干式蒸发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,传热作用比满液差

长处:充灌量小,R22流速较高;润滑油难以回来容易

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

板式蒸发器

板片由不锈钢薄片冲压成型

片间选用焊接办法衔接

R22和冷却水在薄片间隔活动,接触充沛

换热功率高

制造工艺比较复杂,价格高

水流速低,易堵塞、易冻住

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)的一种办法。热力循环便是热能传递,它是以热能的办法贮存的。

首要衡量相对量而不衡量肯定量,即热量改变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,温度可以衡量肯定量。

肯定温标:又称热力学温标,开氏温标,每一度大小与摄氏温标持平,起点为物质内分子热运动完全停止时温度(-273.15℃),单位为K。

温标:摄氏、华氏和开氏

肯定量运算

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所需求加入或放出的热量。

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,只要温度改变而无相变时所放出或吸收的热量。(可以用温度计丈量)

潜热:是指物质发生相变而温度不变时,放出或吸收的热量。(不能用温度计丈量。)

1kg100℃的水蒸发为1kg100℃的水蒸汽需2257.2kJ

1kg0℃的水蒸发为的水蒸汽需2501kJ

1kg0℃的液态R22蒸发为0℃的R22蒸汽需204.9kJ

物质有三种情况,有五种情况改变

1、凝固: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、进步:由固态变成气态,不需求通过液态。

5、凝集:由气态变为液态。

显热是可以被感测到的热量。它能导致物质的温度发生改变,但不改动其情况。

潜热是指吸收或放出热量时只改动物质的情况,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℃:

房间空气通过空调器室内盘管后有水凝集:

冷凝器中,R22由90℃的高温蒸汽变成了46℃液态R22

蒸发器中,R22由10℃的液态变成了8℃的气态R22

几个规矩:

1、热量会自发从高温物体传递到低温物体。

2、天然界悉数物质都具有能量,它可以从一种办法转换成另一种办法,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。(热力学第必定律)

3、孤立系统中,熵总是增加。(热力学第二定律)

所谓传热是和传质相对而言的,传热不触及热载体质的涣散。

三种传热办法: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、或许从一个高温物体向一个与它直接接触的低温物体传热的进程。 (或称热传导、导热)。

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

热传导虽然在固体、气体、液体中都会发生,但单纯的热传导只会在固体中发生。

对流传热是依托流体的宏观位移,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接接触时的热量传递。

流体各部分之间发生相对位移,冷热流体相互掺混

对流分为天然对流和强制对流,天然对流是由于流体冷热各部分的密度不同引起的,强制对流是由于泵、风机等作用所构成的。

辐射:又称为热辐射,是指因热的原因此发生的电磁波在空间的传递。物体将热能变为辐射能,以电磁波的办法在空中传达,当遇到另一物体时,又被悉数或部分地吸收而变为热能。

物体的辐射才能与温度有关,辐射强度与肯定温度的四次方成正比,在制冷与空调工程中,由于物体温度不高,一般不考虑辐射换热量。

作为换热器,我们首要关怀的热传导和对流传热。

对空调业中的换热器,我们关怀的是流体(R22、水、空气)与固体壁面(铜管、铝箔)直接接触时的热量传递。(表面换热)

表面传热系数的常见影响要素:

活动情况的影响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构成的循环进程

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、尺度影响流型;会构成边界层分别,产 生旋涡,增加湍动,使传热系数增大。

相改变的影响:一般情况下,有相改变时表面传热系数较大,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

新疆商用空调
三个环节中热阻分布情况:

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%)

冷风式蒸发器——首要热阻在风侧(70%~80%)

冷水式(满液、干式)蒸发器——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/蒸发器传热进程

换热强化——三个进程中热阻的分配情况

通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:

凝集换热、欢娱换热(制冷剂--铜管之间管内冷凝传热归于气液相转换热,与单相对流换热比较,其换热系数较大)

1、增加传热的表面积

2、增强紊流

3、强化换热与减小压降需一同考虑

4、蒸发传热时,应尽或许增加湿润表面的面积,尽或许增加汽化中心的数量

5、冷凝传热时,尽或许使冷凝的液体脱离传热表面,增强气液两相之间的混合

6、避免污垢

换热强化——水侧:

凝集换热、欢娱换热

1、增加传热的表面积

2、增强紊流(扰动)

3、避免污垢

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、增大传热翅片的表面积:选用更先进的片形

3、凝集水的控制和除霜的问题

4、铝箔表面保持清洁,避免杂物堵塞翅片

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情况

结论:

空气侧热阻占总热阻的份额最大(60%以上)

改善换热器传热的关键是在空气侧的换热上下时间

制冷剂侧的换热改善也有较大空间

实例:通过卧式壳管式换热器看换热强化

换热进程:制冷剂 -- 铜管 -- 水

通过一个典型的换热器结构来阐明(干式蒸发器)

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

没有考虑污垢系数

结论

制冷剂侧热阻占总热阻的份额最大(近70%)

改善换热器传热的关键是在制冷剂侧的换热上下时间

水侧的换热改善也有较大空间

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才能有专门的规矩,选用最高耐受压力(3倍的最高操作压力)+高低压循环的疲惫试验(25万次)

2、 “过盈”量是影响换热功用的一个重要要素

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:接触传热热阻过大

“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

——涂层首要处理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

——亲水铝箔有明显的克制霜层的作用

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

——在必定的金属消耗量下,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,管长增加54%,铜管内表面积可以增加11%)

——运用小管径铜管,有利于进步流体的速度和表面传热系数

2、流体力学特性

——空气动力学特性随管径的下降而改善,活动阻力下降,改善传热

——运用小管径铜管会使制冷剂活动阻力增加(系统功耗增加)

——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,必须增加循环路数,乃至增加了铜管的用量

——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今后反而会导致换热器本钱大幅上升

4、运用情况

——日本厂商在这方面的运用大大抢先

5、

观念一:

用于冷凝器时,冷凝随管径减小而增强

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

观念二:

冷凝器选用9.52mm的管较好,而蒸发器选用小管径的管较好

观念三:

小冷量的系统可选用9.52mm的管,而大冷量的系统则应选用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、结论

冷凝换热时:

——强化管可以改善传热,增强的崎岖很大(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,传热系数有很大改善,但压降增加并不多

蒸发换热时:

——强化管可以改善传热,增强的崎岖很大(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