經過對國內外空調裝置中換熱器流路布置方面的文獻進行認真的研究和總結,可以看出文獻中推薦的流路布置主要有以下幾種:
一、蒸發器流路布置方案
1.方案1-單-雙-單型
此種布置的特點是蒸發器進口為單路布置,在一定的點變成雙路布置,在出口處又變成單路布置。這種方案的適用範圍為冷媒質量流速在200~300 kg/(m2s)的範圍內(如下圖)。
2.方案2-單-雙型
這種方案的特點是蒸發器進口為單路布置,再變成雙路布置,出口處仍為雙路。它適用於質量流速較大300-400kg/(m2.s)的情形。
3.方案3-Z字型
這種布置的特點是從蒸發器進口到蒸發器出口均採用“z”字形布置。適用範圍為製冷劑流速較小100~200kg/(m2.s) 。
4.依據:下圖中,上圖為蒸發器流路布置形式,下圖為不同流路情況下換熱量隨冷媒量的變化。
二、換熱器流路布置方案總結
1.盡量採用逆流布置
依據傳熱學基本原理,在相同的冷熱流體溫度下,逆流布置平均溫差最大。對於下圖所示的布置,方案A優於方案B。
2.利用重力
重力可以使液體從高處自動地流向低處,因此,在迴路中液體應儘可能地從高處進入低處流出,以減少流動阻力,對冷凝器來說,下圖中的C. D方案分別優於A. B方案。
3.防止翅片中的逆嚮導熱
製冷劑液相與氣相分別位於翅片的左右側,在翅片中形成了逆嚮導熱,即熱量從製冷劑出口側向進口側傳遞,降低了傳熱效率。如果翅片兩排管子中間開連續的或間斷的縫,可有效地減輕逆嚮導熱。
4.換熱均勻
如果換熱器的局部熱流密度能夠處處接近均勻,則換熱器總體換熱效果最好。為此需要對管內外的熱阻及溫差作綜合分析。按照q=K△T ,要使q接近於均勻,可以通過調整K及△T來實現。
以冷凝器中的換熱為例,冷凝側的熱阻及換熱係數沿程分佈定性地示於上圖和下圖所示,顯然,單相區的冷媒熱阻遠大於兩相區的熱阻,它們已與空氣側的熱阻相當,為使整個換熱器熱流密度均勻,可考慮適當減小兩相區的換熱係數,如採用一分為二的管路布置。
同時,由於單相區的冷媒熱阻遠大於兩相區的熱阻,已與空氣側的熱阻相當,因此,強化單相區管內換熱也能收到一定效果,如可採取內螺紋管。
5.綜合考慮吧換熱強化與壓力損失
冷凝器沿程壓降的分佈如下圖所示,顯然,在兩相區的開始階段,由於流速很高,壓降很大,同時這個地區的局部換熱係數很大,從降低壓降和等熱流原則出發,該地區可以採用雙流路布置,此時合適的分配器及分合點的選擇是關鍵,需要通過實驗來確定。
【節能小貼士】
1.可設定機組白天開啟,選取氣溫較高時段智取熱水並儲存起來,這樣可比夜間運行更節能;
2.利用峰谷電價差異,利用低谷電產熱水,機組運行費用更省;
3.根據季節設定水箱水溫,如在春秋季節或夏季,可調試水溫,能耗隨水溫的減低而減少。