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●  浅谈工业冷水机热交换设备的设计及使用

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浅谈工业冷水机热交换设备的设计及使用

浅谈工业冷水机热交换设备的设计及使用:工业冷水机制冷系统的热交换设备主要是指蒸发器、冷凝器。两者是制冷剂与外部热源介质之间发生热交换的设备。至于其它内部热交换器如前面曾涉及到的回热器、中间冷却器等,则是制冷剂自身发生热交换的设备,这里不做讨论。

热交换设备对工业冷水机性能和制造成本有很大影响。热交换器中介质(制冷剂及其对应的传热介质)的流动阻力影响制冷循环的经济性并引起泵或风机的附加功能。热交换器的设计优化需要在成本与系统效率二者之间取折中:为了提高制冷系统的循环效率,应尽可能取小的传热温差,这使热交换器尺寸较大;但尺寸增大,又会增加冷水机的制造成本和体积、重量。由于整个冷水机中,主机尺寸并不大,主要是热交换器据顶整机的尺寸,所以千方百计提高热交换器的传热效率,对于提高工业冷水机综合性能指标具有重要意义。

冷凝器和蒸发器中所涉及到的传热过程,在制冷剂侧为有集态改变的换热;在空气,水(或其它液体)侧,为无集态改变的换热。大多情况下,热交换器中介质都是强制流动,呈紊流流态,换热强度与雷诺数有关。提高雷诺数(小管径、高流速)有助于加强换热,但又要注意到会引起流动阻力损失增加,所以二者须兼顾。一般说来,制冷剂与水发生热交换时(比如水冷冷水机),制冷剂侧的热阻是主要方面,重点在制冷剂侧采取强化换热措施;制冷剂与空气发生热交换时(比如风冷冷水机),空气侧的热阻是主要方面,重点在空气侧采取强化换热措施。强化的基本思想是扩展传热表面积和破坏热边界层。

好的热交换器设计,还必须有制造工艺方面的保证。此外,运行中的冷水机维护亦十分重要。热交换器使用中不可避免会出现表面积垢,特别是水侧和空气侧容易形成水垢、尘垢,制冷剂侧也会有油膜。这些污垢对传热的影响很大,0.1mm厚的水垢足以使传热系数下降一半。所以,除垢和水质处理在冷水机的运行维护中占有相当重要的地位。随着压缩机可靠性的提高,从某种意义上说,操作人员的维护工作就在于对换交换设备的维护——特别是大型机组。