商用空调器中的换热器案例.ppt

换热器形式——翅片式 换热器形式——板式 换热器形式——壳管式 换热器形式——套管式 换热器形式——壳管式 换热器形式——壳管式 换热器形式——套管式 换热器形式——板式 换热器形式——翅片式 换热器设计 换热强化——换热器传热过程 换热强化——“空气--制冷剂”换热器传热过程 例：痴片式冷凝器/蒸发器传热过程 制冷剂 -- 铜管 -- 铝箔 -- 空气 换热强化 —— 三个过程中热阻的分配情况 通过一个典型的换热器结构来说明 9.25mm铜管（光管），25mm管距，22mm排距，12FPI，光箔，冲缝片，4排管的冷凝器 换热强化——制冷剂侧强化 换热强化——水侧 实例：通过翅片式换热器看换热强化 换热过程： 制冷剂 -- 铜管 -- 铝箔 -- 空气 实例：通过翅片式换热器看换热强化 通过一个典型的换热器结构来说明 9.25mm铜管（光管），25mm管距，22mm排距，12FPI，光箔，冲缝片，4排管的冷凝器 换热强化 —— 三个过程中热阻的分配情况 通过一个典型的换热器结构来说明 9.25mm铜管（光管），25mm管距，22mm排距，12FPI，光箔，波纹片，4排管的冷凝器 结论 空气侧热阻占总热阻的比例最大（60%以上） 改善换热器传热的关键是在空气侧的换热上下工夫 制冷剂侧的换热改善也有较大空间 实例：通过卧式壳管式换热器看换热强化 通过一个典型的换热器结构来说明（干式蒸发器） Di=308mm，流程数为4，换热铜管为12mmx1mm，管子根数为227，管长2300mm 没有考虑污垢系数 实例：通过卧式壳管式换热器看换热强化 结论 制冷剂侧热阻占总热阻的比例最大（近70%） 改善换热器传热的关键是在制冷剂侧的换热上下工夫 水侧的换热改善也有较大空间 翅片式换热器换热强化 ——铜管壁厚和胀管 ——铝箔厚度、涂层和片形 ——小管径铜管的使用 ——内螺纹铜管强化换热的问题 翅片式换热器换热强化——铜管壁厚和胀管 1、铜管壁减薄有利于传热和减低成本，但铜管管壁减薄有极限： ——主要是受压后其能安全工作，不致于胀破 ——UL对空调铜管的压力承受能力有专门的规定，采用最高耐受压力（3倍的最高操作压力）+高低压循环的疲劳试验（25万次） 2、 “过盈”量是影响换热性能的一个重要因素 胀管后的管外径与胀管前铝片管孔内径之差称为“过盈” “过盈”太小：接触传热热阻过大 “过盈”太大：铝箔进入塑性变形，钟口裂，最终会影响传热热阻 对9.52管，其“过盈”量为0.08mm~0.13mm较好(胀管前铝片管孔内径11.03~11.07mm) 1、铝箔减薄也有利于传热和减低成本，近些年，铝箔壁厚已大大减薄（我公司现用铝箔为0.11mm~0.127mm），但其极限表现： ——轧制工艺 ——铝箔本身的工艺性、耐蚀性 2、铝箔的涂层问题 ——涂层主要解决结水的问题和耐蚀的问题 ——亲水铝箔的价格是普通铝箔价格的1.35倍 ——亲水铝箔有明显的抑制霜层的作用 3、片形 1、传热和压降 ——在一定的金属消耗量下，使用小管径铜管增大了传热面积（9.25xt0.35铜管换为7xt0.32铜管，管长增加54%，铜管内表面积可以增加11%） ——使用小管径铜管，有利于提高流体的速度和表面传热系数 2、流体力学特性 ——空气动力学特性随管径的降低而改善，流动阻力下降，改善传热 ——使用小管径铜管会使制冷剂流动阻力增加（系统功耗增加） ——以上矛盾需要平衡 3、加工工艺和价格问题 ——采用小管径引起制冷剂侧压力的增大，必须增加循环路数，甚至增加了铜管的用量 ——小管径铜管的胀管工艺困难，废品率高 ——价格 9.52（平）：9.52（内）：7（内）= 1：1.17：1.25 ——一般认为7mm是管径减小的极限，管径小于7mm以后反而会导致换热器成本大幅上升 4、应用情况 ——日本厂商在这方面的应用大大领先 ——我公司的CK、WM产品有应用 5、 观点一： 用于冷凝器时，冷凝随管径减小而增强 用于蒸发器则9.52mm的管最优，管径进一步减小会降低蒸发的传热系数，6mm是极限值 观点二： 冷凝器采用9.52mm的管较好，而蒸发器采用小管径的管较好 观点三： 小冷量的系统可采用9.52mm的管，而大冷量的系统则应采用12.7mm的铜管 ——从实例看（9.52铜管、R22制冷剂） 1、传热系数 ————从实例看（9.52铜管、R22制冷剂、冷凝换热） 2、压力降 ——从实例看（9.52铜管、R22制冷剂） 3、结论 实例：通过翅片式换热器看换热强化 换热机理、换热器的设计与换热强化 换热机理、换热器的设计与换热强化 换热过程：制冷剂 -- 铜管 -- 水