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满液式蒸发器传热面积计算与校核方法

时间:2016-08-18 09:34:03; 来源:V客暖通网 作者:杜国良 褚衍亮

(乐金空调(山东)有限公司,山东 青岛 266000)

摘  要:介绍一种有效的满液式蒸发器传热面积计算与校核方法,通过平均温差法计算出蒸发传热的综合传热系数,求解出换热管的总传热面积;并通过效率-传热单元数法校核蒸发器制冷剂出口的温度,进而计算并判断两侧介质发生的热量交换是否平衡。

关键词:温差修正系数;质量流量;热容量;换热器效率;传热单元数

0  引言

随着科技的发展和制造工艺的突飞猛进,我国的中央空调冷水机组(以下简称水机)得到长足的进步,并逐渐向大容量、大型化发展。而蒸发器作为水机的重要部件,传统的板式换热器、干式壳管式换热器因传热效率低、成本高已不再适合大型水机。满液式蒸发器因其传热效率高,可以得到更高的蒸发温度进而可获得更优秀的节能效果。另外,我国将在2017年1月1日全面实施能耗要求更为严格的《冷水机组能效限定值及能效等级》标准(GB19577—2015),越来越多的水机生产厂家将更高效的满液式(或最新的降膜式)蒸发器应用于大容量水机当中。但在蒸发器传热计算过程中,如果参数选取不当,将会导致传热面积不足或过大,造成性能不足或材料浪费。本文将通过案例的方式说明传热面积计算和校核的有效性和实用性。

1  案例说明

某项目商场选择水冷螺杆冷水机1台,要求制冷剂为环保R134a,冷负荷564 kW,COP不低于国家2级能效,冷水、冷却水水压降均不超过80 kPa。

2  解决方案

2.1  设计方案概要

根据客户要求,水机选择高效满液式蒸发器、某知名品牌半封螺杆压缩机、壳管式冷凝器。相应热力系统设计参数如下:冷水进出温度12 ℃/7 ℃,蒸发温度5.0 ℃,蒸发器水压降70 kPa;冷却水进出水温度30 ℃/35 ℃,冷凝温度36.5 ℃,水压降80 kPa。以下将详细介绍该满液式蒸发器的传热面积计算与校核方法。

2.2  确定蒸发器两侧物性参数

水侧参数以冷水进出口温度平均值为基准,可利用软件查得比热容Cp,w、密度ρw、动力粘度μw、导热系数Kw、污垢系数Fw*、普朗特数Pr,w。入口饱和温度Tr,in取5.0 ℃,并通过NIST-REFPROP软件查取该饱和温度下的液态密度ρr,l、气态密度ρr,g、液态比热容Cpr,l、气态比热容Cpr,g、入口焓值Er,in、出口焓值Er,ou。满液式蒸发器传热结构如图1所示。

图1  满液式蒸发器传热结构示意图


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