前言:
翅片式換熱器是制冷系統中**常用的換熱器之一,換熱方式是強制式風冷換熱器,尤其是家用空調中的蒸發器和冷凝器采用的都是翅片式換熱器,而換熱器其實又是制冷系統設計中*難的一部分,因為壓縮機的匹配和節流閥的匹配可以采用選型軟件來完成;而兩器的設計需要一定的經驗以及一定的計算,難度還是比較大的,我們就利用*簡單的方法Excel來進行翅片式蒸發器的設計選型;
在制冷系統的設計中,換熱的設計是一件非常麻煩的事情,一大堆的計算公式讓很多同行望而卻步,*郁悶的就是按照這些公式來計算后,發現根本就是不對的或者肯定是跟實際有偏差的;所以很多同行*后都放棄了;也有不少計算軟件,但是計算結果準確的肯定是收費的,免費的軟件計算出來的還不如自己拿筆來計算,今天我們就簡單給各位同行分項下筆者在實際設計中的方法。
筆者的設計一般按照40的傳熱系數來計算,因為一般的翅片是換熱器在額定工況下基本上是這個數據,你按照教科書的算法,算到*后也差不多是這個數值了。
我們做如下關于翅片換熱器的結構參數計算表格:
我們假如有以下系統的蒸發器需要我們設計:
環境工況為7/6℃時候,出風溫度4℃/90%,設計一個制冷系統;
要求:制冷劑為R22,冷凝溫度50℃,過冷度5℃,蒸發溫度-1℃,過熱度7.9℃,制冷量約為11.5KW;
我們選擇壓縮機為比澤爾4FES-5,根據壓縮機選型軟件和系統設計需求,如下參數:
我們來看看Excel的計算結果:
這里有幾個小細節我們講解下,因為有了壓縮機的實際運行功率,我們很容易計算出壓縮機的等熵效率,本系統為66.91%,計算出來的排氣溫度為102.6℃,與壓縮機選型軟件計算出來的102.1℃偏差也不大。
空氣側的進風溫度是7℃/6℃;出風為4℃/90%;
蒸發器的換熱量=壓縮機的制冷量=W;
有計算公式:
Q=K*A*Tm;我們可以假定換熱系數為40,我們能得到以下的計算表格:
計算出來的換熱面積為47.1867m2;通過調整管長、單排管數和排數,我們得到了上述的計算結果,分別為:
管長度=1400mm;
單排管數量=32排;
排數=2;
下面我們來利用NIST另外一個非常牛逼的神器:EVAP-COND;來做蒸發器的仿真計算;
方法如下:
選擇制冷劑:R22;
蒸發器結構參數的設定:
制冷劑參數和空氣側參數的設定:
簡單的流路設計:
風量參數的設計:
點擊仿真開始,得到如下的結果:
得到的流量偏小,我們可以適當縮短單根換熱管的長度來減少蒸發器的壓力,來提高制冷劑的流量;
換熱管有1400調整到1100,得到如下的結果:
我們查看仿真結果的很多數據:
包括制冷劑的進出口溫度和壓力等數值,這個軟件非常方便。
以上的仿真結果與我們制冷系統計算出來的偏差較小,可以認定為本蒸發器設計合理,參數如下:
好了,今天的課程我們講解到這里,總結一下,這個軟件使用起來還是有點難度,需要一點經驗數據;各位同行可以嘗試下哦。
下次課程,我們要利用這個軟件來做一些常見的分析,敬請期待哦。
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