冷冻主机能器(技术类).ppt

LOGO 空调主机 节能 的分析和管理 决定换热器中水的传热效果的两方面因素 一、水的流速、流动性质和流场 决定水的传热 效果的两个方面 二、传热面的形式和洁净度 热交换在中央空调系统效率的影响 中央空调制冷主机的制冷效率（能效比）主要由如下几个效率决定：压缩机机械效率、电动机效率、制冷剂热效率、传热效率和膨胀阀节流效率等等。所有效率（均小于100℅）的乘积就是主机的制冷效率。所以，改善其中的某些效率可以按比例提高主机的能效比。 中央空调系统中，使用水冷冷水主机是所有主机中能效比最高的，系统载冷剂全部是水或水和其它物质的混合流体。这样，研究水的流动和热交换效果就相当重要。 中央空调系统的传热过程 空调主机热传导主要集中在蒸发器和冷凝器中，其中，蒸发器是将热量从用户处冷冻水带到主机制冷剂中，冷凝器是将主机制冷剂的热量传递到冷却水，最后通过冷却塔热湿交换放出至大气环境。 传热的三种基本方式 传导 对流 依靠流体的运动，把热量从一处传递到另一处的现象。在普通列管式换热器中，水的对流换热系数一般为1000W/㎡·℃ 辐射 依靠物体表面对外发射可见和不可见的射线（电磁波）传递热量的现象。由于空调换热器内传热温差较小，辐射传热量可以忽略 物体各部分无相对位移或不同物体直接接触时依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而进行的热量传递现象。紫铜的导热系数为398W/m·℃,水的导热系数约为0.55W/m·℃。 强化传热技术的发展 提高换热管内水的流速或采取内壁强化传热管道可以大大提高换热效率，但同时也大大增强了水的流动阻力。根据测算，流速每提高一倍，流体阻力提高超过四倍，大大超过了水泵的承受能力，而且流速提高到一定程度会出现换热管的强烈振动，影响换热器的使用寿命。 同样，采取内壁强化传热管道也有类似的问题，还存在由于传热强化，被强化的部位容易出现水垢堆积掩盖，且水垢不容易清扫，实际运行效果还不如普通光管稳定有效。 二十一世纪第三代传热技术的开展，在无功强化方面，换热管内安装插入物的强化传热技术有显著的特点：不改变传热面形状，特别适用于现有设备改造，不需要更换原有管壳式换热器。该技术强化传热的机理大致有如下几个作用：使水流形成旋转流；使换热管内中心流体与管壁流体产生置换作用；分割水流，破坏边界层的发展；产生二次横向水流，增加流动路径长度。 主机节能器的传热强化机理 同时由于摩擦力的存在。在靠近换热内管壁处，水流流速降低到接近零，流量相对较少，而与换热管距离较远的紊流核心区流速较高，流量较大。这样全部水流的整体换热能力受到了拖累。我们通过在管内插入扰流子，将紊流核心区分成两半，偏转水流方向，将流速较高的水流部分充分与管壁附近水流混合，增强换热效果。这就是主机节能器强化传热的理论基础。 一般情况下换热器的传热过程 最终传热 阻碍传热，影响较大 阻碍传热，影响最大 开始传热 铜的热传导率398W/m·℃ 水垢的热传导率0.2-0.8 W/m·℃ 生物污泥的热传导率0.08-0.1 W/m·℃ 水的传热系数1000－2000 W/㎡·℃ 换热器的表面污垢 换热器表面清洁与否，直接决定了换热效率。 如果在传热的过程中，需要克服额外的阻力，势必造成传热速度减缓，如要维持原有传热量，就必然增加温度差，每加大温度差1℃，制冷主机就要多耗约5%的电能。 换热器表面存在的污垢，包含无机物水垢和有机物粘泥两大类。 冷却水中含有大量可溶于水的碳酸氢钙和碳酸氢镁，在热交换过程中，冷凝管中的冷却水吸收冷媒中的热，水温上升引起化学反应，生成不溶于水的碳酸钙和碳酸镁，这些物质不断沉淀出来，形成硬石般的水垢。 制冷主机换热器内的系统循环水，温度和pH值的范围恰好适宜多种微生物的生长，常见并能造成危害的微生物大致有三种：即藻类、细菌和真菌。 其中藻类聚积在冷却塔填料上会影响冷却效果。而细菌分泌的粘液与悬浮在水中的杂质形成粘泥沉积物，附在换热器管壁上。经验证明这类污泥最难控制和消除，这是由于有机物粘泥具有很强的附着力，常规的水流难于冲走，因而不断堆积增大，而且由于粘泥具有裹附、粘连水中其它脏物的特性，所以体积会越来越大，很难用普通化学药剂清除。 污垢厚度对传热的影响 污垢厚度 （mm） 传热系数 （W/㎡℃） 传热损失比例 传热温差加大 （℃） 电功率损失 0 526.8 0﹪ 0 0 0.3 418.7 20.5﹪ 1.29 5.16 ﹪ 0.6 347.1 34.1﹪ 2.59 10.36 ﹪ 0.9 296.4 43.7﹪ 3.89 15.56 ﹪ 1.2 258.9 50.9﹪ 5.17 20.68 ﹪ 1.6 22