干式壳管蒸腾器的使用和优化与规划

 干式蒸腾器换热器制冷剂传热系数折流板文明   1、干式蒸腾器的使用     目前,在国内的冷水机组中,蒸腾器首要有以下几种方式:满液式、干式、降膜式、板式和套管式。关于单回路体系它们的冷量使用规模如图1所示。在大中型的冷水机组中,壳管式换热器是最首要的换热器方式。思考到本钱和构造尺度的限制,板式和套管式换热器首要使用于小型的涡旋和螺杆机组。壳管式蒸腾器首要有干式和满液式2种。关于热泵机组,思考到能够在http://www.gmjidianzhileng.com/制冷制热两种工况下运转,干式换热器仍是首选,满液式蒸腾器在热泵上的使用相对来说还不老练。关于冷水机组,由于满液式蒸腾器具有更高的换热功能,现已遭到不断添加的制冷设备制作商的喜爱,可是其致命的缺陷是机组的回油疑问,特别是在低温工况下尤为严峻。添加回油设备一方面添加了本钱;另一方面也下降了机组的牢靠性。干式蒸腾器的使用则相对要老练许多,选用干式蒸腾器不需求独自的换热器回油规划,可是其缺陷是体系功率会有所下降。干式换热器功能挨近板式换热器,但关于像Ｒ134ａ这类代替工质,板式换热器在稍大的冷量规模内功能会由于制冷剂分配不均而有所下降,并且报价一般偏贵。跟着国内空调职业的迅猛发展和新的国家强制性空调能效规范的颁布,高效和环保现已成为制冷空调职业的发展方向。因而,关于在新式工质下研讨怎么进步这种运转牢靠的传统换热器方式—干式蒸腾器的功能是个很有含义的课题。   2、干式蒸腾器的优化规划     ①规划参数的优化     要规划一个干式蒸腾器,除了给定负荷,还要给定蒸腾温度、过热度以及进膨胀阀前的液体温度。首冷水机，工业冷水机，风冷冷水机，水冷冷水机，开放式冷水机，螺杆式冷水机，低温冷水机，壳管式蒸发器，壳管式冷凝器，深圳冷水机要说一下蒸腾温度对干式蒸腾器规划的影响。一般来讲,越是高的蒸腾温度,体系功率就会越高,可是干式蒸腾器的尺度也会急剧上升,这样总的机组本钱就很有也许随之急剧添加。别的,由于干式蒸腾器自身构造方式的限制,经验标明在规范工况下其极限蒸腾温度(满负荷下蒸腾器出口饱满温度)约为3.6℃,所以一般情况下,干式蒸腾器的规划温度一般不超越3.6℃。再来看看过热度对规划的影响。图2是依据规划好的干式蒸腾器核算出的蒸腾温度和过热度的联系(制冷剂为Ｒ134ａ,初始蒸腾温度规划值为3℃)。由图能够看出跟着过热度的添加,饱满温度急速下降。因而在详细的规划中,关于给定的饱满温度,当过热度添加,所需换热面积就要急剧添加。可见干式换热器对过热度的挑选十分敏感,过热度太低,膨胀阀开度不简单操控,简单形成液击;过热度太高,本钱又会添加。所以对体系而言,挑选恰当的蒸腾温度和过热度,是优化体系和换热器规划的一个要害,要归纳思考本钱和功能要素。                      ②换热管型的优化     如今绝大部分的换热器都选用了高效传热管,关于干式换热器,首要是高效内螺纹管,管外思考到水垢不简单清洗一般为光管。实验标明[1],高效内螺纹管管内换热系数起码是光管的2倍以上。所以下面的分析首要根据高效内螺纹管。     以某类型内螺纹管为例,图3是关于一样制冷剂、不一样管径的管内传热系数对比。从图上能够发现,9.5ｍｍ管径的管内传热系数显着要高于15.9ｍｍ管径的管内传热系数。因而,如果选用小管径换热管,优势有2点:榜首即是传热系数高,所需换热面积少,并且管径小管制也会对比紧凑,这样能够有效地减小筒体的尺度、下降本钱;第二,关于小管径,比方9.52ｍｍ的换热管,一般都是选用Ｕ形管式构造,相关于传统的直管式,这种构造少了一个管板和水室,能够节省本钱,并且制冷剂在管内的压降会有所下降。当然Ｕ形管的加工制作对工艺需求也相对对比高,关于不一样的Ｕ形弯头需求不一样的加工模具。别的由于这种构造只能选用2个流程,一般换热器筒身会对比长。但总的来说,小管径Ｕ形换热器由于其功能和本钱上的优势仍是很值得推行的。                           ③两相流散布的优化     一般来说,换热管供货商所供给的用于核算的传热数据都是根据单管实验的,并且是在必定的实验条件下取得的。而实际需求的工况,比方蒸腾温度、进口制冷剂干度等老是跟着不一样的规划而改动的。为了消除这些潜在的不利影响,一般在规划核算时添加必定的规划余量如添加换热管的数量,可是这并不能处理蒸腾器进口的制冷剂分配不均疑问。要想做到两相流的肯定均匀散布几乎是不也许的,可是仍是能够采纳一些办法来改进其分配情况,这对干式蒸腾器特别是Ｕ形管换热器的实际换热效果至关重要。     首要能够在蒸腾器制冷剂进口前添加经济器或许气液分离器,这样一方面能够下降蒸腾器进口两相制冷剂的干度,改进其散布;另一方面能够添加体系的冷量,进步体系能效。关于空气源热泵机组或许低温冷水机组,经济器对体系能效的进步仍是很显着的。别的,还能够在蒸腾器进口添加独自的网眼式分配器。相关实验标明一个成功的分配器规划起码能够添加管内传热系数30%以上。分配器的规划首要取决于它的构造方式、分配孔的巨细等,能够经过实验规划等办法来找到最好的规划参数组合。值得注意的是,规划时要注意操控分配器发生的压降,一个分配效果较好但发生很大压降的分配器未必值得选用。     ④核算进程的优化     在给定的规划条件下:热负荷、蒸腾温度、过热度、水侧压降等,怎么使换热器的构造参数能够达到较好的组合呢,这就需求进行优化核算和规划。关于干式蒸腾器,为了添加水侧换热系数,水侧要交织放置必定数量的折流板,折流板的距离会影响到水侧的传热系数。而流程数则会影响管内侧的传热系数,因而这是两个十分要害的规划参数。一般来说应该依照这样的次序来进行核算:首要挑选不一样的换热管类型(不一样的管径、不一样的管型等等),然后对于每个换热管挑选不一样的流程数,最后在同一个流程数下挑选不一样的折流板个数(即改动折流板的距离),详细组合和次序见图4。依照这样的组合核算然后对比终究的规划结果,一般换热面积起码的那个也即是所需求的最好换热器构造参数的组合,由于一般来说这个结果也是本钱最低的。                       http://www.gmjidianzhileng.com/⑤别的规划要素     在规划进程中,以下疑问也是值得注意的:     1)测验折流板缺口内不安置换热管,由于这儿的换热效果相对较差,这种规划能够减少缺口的面积,进步水侧的换热系数。     2)尽量使水流沿着笔直方向在壳侧活动而不是左右侧活动,这样能够防止水侧在笔直方向发生温度分层对换热形成不利影响。     3)进水管应安置在接近制冷剂出口侧,这样不管制冷剂流程数是单数仍是双数,都有利于进步传热温差,然后进步换热器功能。     3、结　论     总的来说,经过挑选恰当的规划参数、换热管型和改进制冷剂的分配效果,并使用合理的优化核算办法和构造安置,能够规划出相对高功能、低本钱的干式蒸腾器。一起,这些优化办法对别的类型的换热器规划也是具有学习效果的。