A lemez hőcserélő (PHE) hatékony és kompakt hőcserélő berendezés, amely sok szempontból felülmúlja a héj és a cső hőcserélőt. Ugyanazon hőcserélő terhelés mellett a lemezes hőcserélő térfogata 1/3 ~ 1/6 cső- és héj típusú, és a tömeg csak 1/2 ~ 1/5 a cső és héj típusától. A szükséges hűtőközeg-töltés A térfogat csak körülbelül a héj és cső típusának kb. 1/7 része. A víz hőcseréjét tekintve, azonos terhelés mellett és azonos vízsebesség mellett, a lemezes hőcserélő K hőátadási koefficiense eléri a 2000 ~ 4650 W / (㎡ · K) értéket, ami 2 ~ 5-szörös, mivel A nagy hőátadási hatékonyság, a kicsi méret, a könnyű, a kényelmes terület és a folyamat kombinációjának előnyei, a hőcserélőket a hűtőiparban széles körben használják, például hűtőket és léghűtéses hőszivattyúkat. Egyre növekszik a hőcserélők, például párologtatók, kondenzátorok, hővisszanyerő hőcserélők (túlhevítő hűtők), folyékony subhűtők és csavarkompresszorok olajhűtőinek melegvíz-egységekben történő alkalmazása. A lemezes hőcserélőt párologtatóként használják hűtés közben és kondenzátorként fűtés közben.
1 A hűtőberendezések lemezes hőcserélőinek alapvető követelményei
(1) A hűtőberendezésekben használt lemez-hőcserélőknek magas a nyomása a hűtőközeg oldalán (kb. 25 bar-ig) és erősen behatolnak, ezért a modellezés során a kifejezetten a hűtőipar számára gyártott nagynyomású forrasztott lemez hőcserélőket kell előnyben részesíteni.
(2) A hőátadási együttható fontos mutató a hőcserélő hőcserélő hatása szempontjából. A hűtőszekrények térfogatszázalékra eső energiaigényének növekedésével a hűtőberendezésekben használt hőcserélő hőcserélő területének egységenkénti növekedésével is meg kell növekedni. A vízhűtéses és glikolhűtésű egységek rendkívül hatékony és kompakt rozsdamentes acélból készült hőcserélőt használnak, amelynek nagyobb az ellenállás hatékonysága, mint a héj és a cső hőcserélőjénél, és a méretezési arány csak ugyanaz, mint a héj kondenzátor. 1/10 [2]. .
(3) A kondenzátor nagy nyomásesése csökkenti a gőz kondenzációs hőmérsékletét, ami csökkenti a hőátadási hőmérsékleti különbséget; ha a párologtatóban nagy nyomásesés következik be, akkor a kimeneti nyíláson túl magas a melegítés. Mindkét esetben megnövekszik a hőcserélő terület, ami a hőcserére kedvezőtlen. A kondenzátor számára ajánlott, hogy a hűtőközeg (például R22) oldalsó nyomásesése ≤0,01 ~ 0,03Mpa2.
(4) Léghűtéses hőszivattyú-egységeknél a vízoldali hőcserélőt nyáron párologtatóként és télen kondenzátorként használják. A kettőt a tervben külön kell választani és kiszámítani, és a nagyobb terület az irányadó.
2 Lemezes hőcserélőként párologtató számára
Amint az 1. ábra mutatja, a léghűtéses hőszivattyú egységben a hűtési ciklus
Abban az időben a lemezes hőcserélőt párologtatóként használják. Az elpárologtatót függőlegesen kell tartani, és a tágulási szelep által elfogott gáz- és folyadékfázisú hűtőközeg a párologtató aljáról jön be, hogy biztosítsa a hűtőközeg egyenletes eloszlását, és ezzel egyidejűleg kerülje el, hogy a folyékony hűtőközeg bejutjon a kompressziós kamrába, amikor elpárolog. hiányos" folyadék hit" jelenség. A gravitáció cseppecskéken történő elkerülése megakadályozza őket abban, hogy a teljes párologtatás előtt felmenjenek a gázgőzzel, ami biztosítja a megfelelő hőcserét, így a hűtőközeg teljes mértékben fokozódhat, vagy akár bizonyos fokú túlhevítést eredményezhet, ha elhagyja a párologtatót; ettől a ponttól látható, hogy a lemez hőcserélőjének nagy száma kevesebb, mint az alacsony lemezé, ami nagymértékben csökkentheti a hőcserélőben lévő hűtőközeg egyenetlenségi fokát. Ugyanakkor, mivel a gáz hűtőközeg térfogatáramának sebessége a párologtató kimeneténél több mint 30–60-szorosa a kétfázisú keverék térfogatáramának a bemeneti nyílásnál, a hűtőközeg kimeneti csatlakozójának mérete A lemezes hőcserélő nem lehet túl kicsi.
Mivel a hőcserélő lemez távolsága kicsi és a lemezek vékonyak, a lemezpárologtató fagyálló védelme különösen fontos. Fagyvédelem nélküli hűtőberendezéseknél a kimeneti hőmérsékletet a fagypont felett kell szabályozni. Természetesen számos fagyálló intézkedés létezik a lemezpárologtató számára. Például az egység fel van szerelve egy alacsony nyomású szabályozó kapcsolóval, egy hűtőközeg-fagyálló kapcsolóval, egy vízoldali hőmérséklet-szabályozott fagyálló kapcsolóval és egy áramláskapcsolóval.
A párolgási hőmérséklet emelkedésével a párologtató átlagos hőmérsékleti különbsége csökken, így a párologtató hűtőteljesítménye csökken, de a kompresszor esetében a helyzet megfordul. A kompresszor hűtőteljesítménye növekszik a párolgási hőmérséklettel。
Ha kisebb párologtatót választanak, akkor a működési pont a kompresszor görbe mentén az alacsonyabb párolgási hőmérséklet felé mozog, ami nem csak az egész gép teljesítményének csökkenését okozza, hanem az üzemi egyensúlyi ponton a párolgási hőmérsékletet is megközelíti a fagyás hőmérséklete, búcsú A lemezpárologtató valószínűbb, hogy lefagy. Nagyobb párologtató kiválasztása esetén, amely nemcsak elkerüli a csökkentett teljesítmény és a fagyás lehetőségét, hanem csökkenti a vízoldal nyomásesését is, ami csökkenti a szivattyú energiafogyasztását működés közben. Természetesen egy nagyobb párologtató választása megnöveli a kezdeti beruházást, ezért átfogóan mérlegelni kell.
Érdemes megemlíteni, hogy amikor a léghűtéses hőszivattyú egység belép a kiolvasztási fázisba, az alacsony nyomású oldalon (a lemez hőcserélő oldala) a magas vízhőmérséklet és a magas nyomású oldalon az alacsony hőmérséklet (a finom hőcserélő oldalán) van. , magas és alacsony A különbség nagyon kicsi, ami a tágulási szelep viszonylag kis áramlási sebességét eredményezi (mivel a tágulási szelep áramlási sebessége arányos a szelep előtti és utáni nyomáskülönbség négyzetének négyzetének középértékével), és ugyanakkor a lemezes hőcserélőben a hűtőközeg-készlet kevesebb, és itt a párolgási hőmérséklet magasabb. Magas, tehát a levegővel hűtött hőszivattyú egység alacsony nyomású evakuálódása jelenik meg a leolvasztás során, és ez az evakuálás rendkívül kedvezőtlen a kompresszor hűtésére és olajvisszafolyó kenésére, és károsítja a kompresszor tekercsét. és a mozgó alkatrészek hosszú ideig.
Erre a helyzetre reagálva optimalizálhatjuk a rendszert ， egy kapilláriscsövet, amelyet a 9 mágnesszelep nyit, és bezárhat, párhuzamosan kell csatlakoztatni a 4 hűtőbővítő szelep mindkét végén, ahogy az az 1. ábrán látható. 3. Amikor a hőszivattyú-egységben vákuumszivattyú alakul ki, a 9 nyitó mágnesszelep nyitását és bezárását ésszerűen ellenőrizni kell. A cikk szerzője sok szempontból végzett kutatást végzett e tekintetben, és viszonylag kielégítő eredményeket ért el.
3 Lemez hőcserélőt kondenzátorként
A hőszivattyú egység hűtési ciklusában párologtatóként használt lemezes hőcserélőt kondenzátorként használják a hőszivattyú ciklusa során. Mind a hűtési ciklusban, mind a hőszivattyú ciklusában a hűtőközeg áramlási iránya ellentétes, míg a vízáramlás iránya nem változik. Mivel a kondenzátor terhelése nagyobb, mint az elpárologtató terhelése, a tervezés során figyelembe kell venni, hogy a lemezes hőcserélő párologtatóként működik az áramáramú hőcserére, és amikor az ellenáramú hőcserére kondenzátorként használják. A lemezes hőcserélő hűtővízének bemeneti és kimeneti vízhőmérsékletének meghatározását a helyi meteorológiai körülmények alapján kell elvégezni (elsősorban a légkondicionáló nedves izzójának nyári hőmérsékletének kiszámítására hivatkozva) és a beruházási és működési költségek. Általában a hűtővíz bemeneti hőmérséklete 4–6 fokkal magasabb, mint a helyi nyári légkondicionáló nedves izzó kiszámított hőmérséklete, és a hűtővíz hőmérsékleti különbsége 4–6 fok.
A lemezkondenzátorokhoz általában nincs szükség kondenzációs szakaszra és egyidejűleg működő szuperhűtő szakaszra, mivel a túlhűtő szakasz hőcseréje az érzékeny hőcserét szolgálja, amely jóval alacsonyabb, mint a kondenzációs szakasz látens hőcserélő hatékonysága. Ha túlhűtésre van szükség, elvben az alhűtőt külön kell beállítani.
Mivel a kondenzációs hőátadási tényező általában kisebb, mint a vízoldal hőátadási együtthatója, a kettő lehető legközelebb állítása érdekében a vízáramnak kisebbnek kell lennie, mint a víz-víz hőcserélőnél, amely lehet 0,3 ~ 0,6 m / s. Érdemes megjegyezni, hogy a víz áramlási sebessége nem lehet túl kicsi, különben alacsony turbulenciát okoz, ami kielégíthetetlen hőátadási hatékonysághoz és öntisztító hatáshoz vezet.
A hőátadás a kondenzátorban alapvetően filmkondenzáción keresztül történik, tehát a lemezes hőcserélőnek függőlegesen kell forognia. A hűtőközeg felülről melegített gáz formájában lép be a lemez kondenzátorába, lehűti, kondenzálódik és a fentről túlhűtött folyadék formájában kilép.
Hangsúlyozni kell, hogy mivel a lemezes kondenzátor belső térfogata nagyon kicsi és nem képes folyadékot tárolni, a hőszivattyú-rendszert a lemezoldali hőcserélővel, mint a vízoldali hőcserélővel, kiegészítő folyadéktartállyal kell ellátni.
4 Lemezes hőcserélő a hővisszanyerő egységhez
A hővisszanyerő egység kondenzációs hőt és csapvizet használ fel a háztartási víz felmelegítésére vagy a forró víz feldolgozására, hogy elvegye a hűtőrendszer által generált kondenzációs hőt, vagyis közvetlenül küldje a csapvizet, amely megfelel a melegvíz mennyiségének. a hővisszanyerő hőcserélőt, és kibocsátja azt a légkörbe. A hővisszanyerő hőcserélőként használt lemezes hőcserélőt a kondenzátor és a kompresszor között kell felszerelni, ahogyan azt a Changzhou Aisite Air Conditioning Equipment Co., Ltd. gyártja az LSFMH típusú hővisszanyerő egység folyamatábráján.
A kísérletek azt mutatják, hogy a túlhevítő hűtő terhelése általában a kondenzátor terhelésének 20% -a. A hővisszanyerő hőcserélő bemeneti vízhőmérsékletének emelkedésével csökkent a látens kondenzvíz hő visszanyerése, majd a kondenzált érzékeny hőt főleg az előzetesen felmelegített forró víz további melegítésére használják 50 ~ 60 ℃ -ra. magas hőmérsékletű víz, amelyet víztartályban tárolnak használatra.
A hővisszanyerő lemezes hőcserélők megtervezésekor és kiválasztásakor az egység normál hűtési funkciójának biztosítása és a magasabb energiafelhasználási együttható elérése érdekében átfogóan figyelembe kell venni a hővisszanyerés és a hűtési teljesítmény közötti energiaeloszlási viszonyt. Érdemes megjegyezni, hogy a hővisszanyerő lemez hőcserélőjének magas hőmérséklete miatt a csapadékvíznek meg kell lágyulni annak érdekében, hogy a hővisszanyerő lemez hőcserélőjében ne kerüljön víz.
Ezenkívül a kompresszor kipufogógázának ingadozása vagy hatalmas hatása miatt nyomást okozhat a keményforrasztott lemez hőcserélő. Ezért egyes gyártók pufferszakaszt telepítenek a kompresszor és a túlhevítő hűtő között.