<rt id="qokge"><optgroup id="qokge"></optgroup></rt>
<rt id="qokge"><optgroup id="qokge"></optgroup></rt>
<rt id="qokge"><optgroup id="qokge"></optgroup></rt><rt id="qokge"><optgroup id="qokge"></optgroup></rt> <tr id="qokge"></tr>
<rt id="qokge"></rt>
哈雷釬焊板式換熱器
專業生產:換熱器;分水器;過水熱;冷卻器
新聞動態

低溫環境風冷熱泵機組設計中的兩個問題

點擊:1711 日期:[ 2014-04-26 22:55:17 ]
【關鍵詞】風冷熱泵冷熱水機組,風側換熱器,熱力膨脹閥【論文摘要】針對寒冷環境下工況變化范圍大和結霜除霜的特殊要求,討論了風冷熱泵冷熱水機組的風側換熱器回路數的選擇和熱力膨脹閥的工作特性問題,提出了解決方法。1 引言  風冷熱泵冷熱水機組作為中央空調的冷熱源,近幾年得到了廣泛的應用,使用地域也由南向北推進。在長江流域及長江以北地區使用風冷熱泵會遇到在華南地區使用風冷熱泵時不會出現的問題,如風冷熱泵機組要適應較大范圍的工況變化以及結霜除霜等問題。要使熱泵機組在這些地區具有較好的運行特性,在機組設計時必須考慮使用地區的氣候特點,在制冷系統配置、主要部件(壓縮機)的選擇及控制等方面均應有所變化。對于風冷熱泵來講,風側換熱器的結構及性能對整機性能影響極大,在機組設計時,所謂針對不同地區的考慮,在很大程度上就落實在風側換熱器的設計上。本文針對在大氣溫度偏低地區使用的風冷熱泵的特點,就風側換熱器回路數和熱力膨脹閥的選擇進行了探討,提出了解決這些問題的途徑。2 風側換熱器回路數對熱泵機組性能的影響  在風冷熱泵風側換熱器的設計中,由于制冷工況下的換熱器負荷大于制熱工況下換熱器的負荷,故風側換熱器的設計主要以制冷工況為準。制冷標準測試工況為:環境溫度35 ℃,蒸發器出水溫度7 ℃,進水溫度12 ℃,因此,設計工況選定為[1]:蒸發溫度to=3 ℃,冷凝溫度tk=50 ℃,過冷溫度tg=46 ℃,吸氣溫度ts=15 ℃;制熱標準測試工況為:環境溫度7 ℃,冷凝器出水溫度45 ℃,進水溫度40 ℃,設計工況選定為:蒸發溫度to=0 ℃,冷凝溫度tk=50 ℃,過冷溫度tg=48 ℃,吸氣溫度ts=5 ℃。以1臺以某公司QR15型往復式壓縮機為主機的風冷熱泵冷熱水機組為例,標準制冷工況下其風側換熱器的負荷為41.4 kW,制冷劑質量流量為0.217 kg/s;標準制熱工況下風側換熱器的負荷為29.7 kW,制冷劑質量流量為0.20 kg/s。圖1中循環1-2-3-4-1為制冷循環,循環1′-2′-3′-4′-1′為制熱循環。在標準制冷和制熱測試工況下,制冷系統中制冷劑的質量流量相差不大。但在制熱工況下,隨著室外大氣溫度的下降,蒸發溫度也隨之下降,若仍維持進出水溫度不變,則制冷系統中的制冷劑循環量不斷下降。圖2為冷凝溫度不變時,不同蒸發溫度下制冷劑質量流量與標準測試工況下制冷劑質量流量o的比值。由圖2可看出,在蒸發溫度為-15 ℃時,制冷劑質量流量為標準測試工況下的48%,而當蒸發溫度為-25 ℃時,制冷劑質量流量僅為標準測試工況下的24.5%,換熱器管內側的換熱系數與制冷劑在管內的質量流量有關[2]:式中 q為熱流密度,W/m2;di為管子內徑,m;pe為蒸發壓力,MPa;pcr為制冷劑臨界壓力,MPa;為制冷劑質量流量,kg/(m2.s)?! ≡谕伙L側換熱器回路數(20)下,管內側換熱系數隨蒸發溫度的變化如圖3所示,圖中縱坐標為不同蒸發溫度下管內換熱系數αr與蒸發溫度為0 ℃時αro的比值。在同一蒸發溫度(-15 ℃)下,管內側制冷劑的換熱系數隨換熱器回路數的變化如圖4所示,圖中縱坐標為各回路下的管內換熱系數α′r與回路數為20時換熱系數α′ro的比值。由圖3可見,當蒸發溫度下降后,管內制冷劑側的換熱系數下降較大,當蒸發溫度為-20 ℃時,管內制冷劑側的換熱系數僅為蒸發溫度為0 ℃時的33%。據式(1)分析,蒸發溫度下降時,熱流密度、蒸發壓力及制冷劑質量流量均下降,故導致了管內換熱系數較大的下降。由圖4可見,在相同的風側換熱器換熱面積及相同蒸發溫度下,換熱器回路數對換熱系數有一定影響,換熱器回路數由20路變為10路,管內換熱系數增加了15%左右。管內換熱系數的下降,必然影響制冷劑與空氣流間總的傳熱系數,進而惡化低溫環境下風冷熱泵的工作條件。在相同的大氣溫度下,管內換熱系數的下降,會導致蒸發溫度也隨之下降。筆者曾對其它參數均相同,僅風側換熱器回路數不同(一臺為20,另一臺為12)的兩臺熱泵機組在同一環境條件下進行制熱運行的對比實驗,發現回路數多的熱泵機組結霜狀況較為嚴重,翅片管表面掛霜也較回路數少的熱泵機組早。因此,在進行低溫條件下工作的熱泵機組風側換熱器設計時,不僅要考慮制冷工況下管內制冷劑流動的壓力損失,同時要考慮換熱器在低溫條件下的工作特性。在制冷與制熱運行中采取一個優化的方案。具體方法是在確定了風冷熱泵使用地區的大氣環境條件及熱泵機組在不同條件下的運行時間的情況下,以熱泵機組全年運行效率為優化目標,綜合制冷與制熱的運行效果,對風側換熱器的回路數進行優化設計,則可使所設計的風冷熱泵具有最高的全年運行效率。也可根據對風冷熱泵的特殊要求進行優化設計。圖1 制冷、制熱循環壓焓圖圖2 制冷劑質量流量隨蒸發溫度的變化圖3 管內換熱系數隨蒸發溫度的變化圖4 管內換熱系數隨回路數的變化3 熱力膨脹閥工作特性婀た齙謀浠?/STRONG>  熱力膨脹閥在制冷系統中起著節流降壓與調節流量的作用,不少風冷熱泵熱力膨脹閥的選擇和過熱度的設定是以制冷工況為準,文獻[1]已對熱力膨脹閥的制熱能力隨蒸發溫度的變化做了較詳細的說明。圖5為一臺32 kW的風冷熱泵冷熱水機組的制熱量隨蒸發溫度的變化,縱坐標為各蒸發溫度下的制熱量Q與蒸發溫度為0 ℃時的制熱量Qo的比值。如圖5所示,蒸發溫度-25 ℃時的制熱量只有蒸發溫度為0 ℃時的26.5%。因此,對在低溫條件下運行的風冷熱泵來講,由于一臺機組要適應的工況范圍大,用一個相同容量的膨脹閥難以適應大范圍工況變化的情況,故建議這類熱泵機組就制冷、制熱分別選用相應容量的熱力膨脹閥。 3 熱力膨脹閥工作特性婀た齙謀浠?/STRONG>  熱力膨脹閥在制冷系統中起著節流降壓與調節流量的作用,不少風冷熱泵熱力膨脹閥的選擇和過熱度的設定是以制冷工況為準,文獻[1]已對熱力膨脹閥的制熱能力隨蒸發溫度的變化做了較詳細的說明。圖5為一臺32 kW的風冷熱泵冷熱水機組的制熱量隨蒸發溫度的變化,縱坐標為各蒸發溫度下的制熱量Q與蒸發溫度為0 ℃時的制熱量Qo的比值。如圖5所示,蒸發溫度-25 ℃時的制熱量只有蒸發溫度為0 ℃時的26.5%。因此,對在低溫條件下運行的風冷熱泵來講,由于一臺機組要適應的工況范圍大,用一個相同容量的膨脹閥難以適應大范圍工況變化的情況,故建議這類熱泵機組就制冷、制熱分別選用相應容量的熱力膨脹閥。圖5 制熱量隨蒸發溫度的變化  熱力膨脹閥在出廠時一般按蒸發溫度為0℃,熱力膨脹閥有一定的過熱度(如5℃),預先調好彈簧的預壓縮量,對于相同工質充注R22的熱力膨脹閥,在蒸發溫度為0℃,過熱度為5℃時,彈簧對膜片的壓力為:   Δp=psat(5℃)-psat(0℃)=86.2 kPa   (2)  圖6給出了R22相同工質充注式熱力膨脹閥在上述設定下過熱度隨蒸發溫度的變化情況。由圖6可看出,相同工質充注式熱力膨脹閥的過熱度隨蒸發溫度有較大的變化,從蒸發溫度為10 ℃到蒸發溫度為-20 ℃,其過熱度由4 ℃變到8.1 ℃;當蒸發溫度為-30 ℃時,過熱度為10.5 ℃。因此,對于用于大氣溫度條件變化較大地區的風冷熱泵,不但要注意膨脹閥容量的選擇,也要注意其過熱度的初始設定值,以使熱力膨脹閥更好地發揮作用。圖6 相同工質充注R22熱力膨脹閥過熱度隨蒸發溫度的變化  在低溫環境下運行的風冷熱泵冷熱水機組,由于其制冷、制熱工況下制冷劑的質量流量差別很大,需用儲液器存放多余的制冷劑,以使制冷系統運行穩定及使換熱器能較好地發揮作用。所以,不宜使用雙向熱力膨脹閥。雙向熱力膨脹閥宜用在制冷、制熱工況變化而制冷劑質量流量變化不大,即兩器負荷相差不大的情況。使用雙向膨脹閥加儲液器會給制冷系統的制冷劑走向布置帶來困難,對于使用板式換熱器的場合,更不宜使用雙向膨脹閥。使用雙向膨脹閥雖然使制冷系統管路簡單,但一定要注意使用雙向膨脹閥時對熱泵機組的要求?! τ诘蜏丨h境下工作的風冷熱泵冷熱水機組,建議分別針對制冷、制熱的工作方式選擇熱力膨脹閥;若電子膨脹閥的工作穩定性進一步提高,價格也可以接受的話,結合相應的控制方法將電子膨脹閥用于低溫環境下工作的風冷熱泵機組會使機組性能有較大的改善。4 結束語  設計在低溫環境下工作的風冷熱泵冷熱水機組還有不少問題需要深入研究,如對于風側換熱器,除換熱器回路數的優化設計,翅片間距也有一個優化的問題。對于溫度偏低而濕度較大的地區,如長江流域,結霜問題較為突出,翅片間距要取得較大,以緩解結霜對氣流的阻塞;對于大氣溫度低而濕度也較低的地區,如西北,應取較小的翅片間距,以在相同的換熱器外型尺寸下,增大制冷劑與大氣的換熱量。在除霜時,對于熱力膨脹閥來講,因其開度響應較慢,難以在短時間內適應除霜循環對制冷劑流量的要求,造成除霜時間長和吸氣壓力過分衰減。為此,有必要加強對除霜技術的研究,從延緩結霜對熱泵機組供熱能力的影響、延長機組供熱時間、縮短除霜循環時間及改進除霜控制等方面進行工作,以提高風冷熱泵冷熱水機組在低溫條件下的運行水平。作者簡介:黃虎,男,1962年月12月生,博士研究生 210096 南京四牌樓東南大學動力系制冷教研室 (025)3497453,3792722     By Huang Hu Southeast University作者單位:黃 虎 東南大學     李志浩 南京建筑工程學院     束鵬程 西安交通大學5 參考文獻1 周立.風冷熱泵機組環境溫度使用范圍及除霜技術.暖通空調,1995,25(5).2 蔣能照,主編.空調用熱泵技術及應用.北京:機械工業出版社,1997
上一篇:智能溫度傳感器原理與應用 下一篇:換熱器翅片級進模結構的改進

相關資訊

Copyright ?2008 哈雷換熱設備有限公司 All Rights Reserved. 地址:奉化外向科技園西塢金水路 電話:0086-574-88661201 傳真:0086-574-88916955
換熱器 | 板式換熱器 | 釬焊板式換熱器 | 冷卻器 | 分水器 | 地暖分水器 | B3-14B板式換熱器 | 網站地圖 | XML 浙ICP備09009252號 技術支持:眾網千尋
亚洲一区二区在线,亚洲日本在线观看,日韩在线视精品在亚洲,欧美日韩在线视频专区免费