Plākšņu siltummainis (PHE) ir efektīva un kompakta siltuma apmaiņas iekārta, kas daudzos aspektos ir pārāka par čaulas un caurules siltummaini. Tajā pašā siltuma apmaiņas slodzē plākšņu siltummaiņa tilpums ir 1/3 ~ 1/6 no caurules un apvalka veida, un svars ir tikai 1/2 ~ 1/5 no caurules un apvalka veida. Nepieciešamā dzesēšanas līdzekļa uzpilde Tilpums ir tikai apmēram 1/7 no korpusa un caurules veida. Runājot par ūdens siltumu, pie vienas un tās pašas slodzes un ar tādu pašu ūdens ātrumu plākšņu siltummaiņa siltuma pārneses koeficients K var sasniegt 2000 ~ 4650 W / (㎡ · K), kas ir 2 ~ 5 reizes, jo augstas siltuma pārneses efektivitātes priekšrocības, mazs izmērs, mazs svars, ērta platība un procesa kombinācija, plākšņu siltummaiņi ir plaši izmantoti saldēšanas nozarē, piemēram, dzesētāji un gaisa dzesēšanas siltumsūkņi. Siltummaiņu, piemēram, iztvaicētāju, kondensatoru, siltuma reģenerācijas siltummaiņu (pārkarsēšanas dzesētāji), šķidrumu apakšdzesētāju un skrūvju kompresoru eļļas dzesētāju pielietojums karstā ūdens vienībās palielinās. Plākšņu siltummainis tiek izmantots kā iztvaicētājs dzesēšanas laikā un kā kondensators sildīšanas laikā.
1 Saldēšanas iekārtu plākšņu siltummaiņu pamatprasības
(1) Plākšņu siltummaiņiem, ko izmanto saldēšanas iekārtās, ir augsts spiediens aukstumaģenta pusē (līdz aptuveni 25 bariem) un spēcīga iespiešanās, tāpēc modelējot, priekšroka jādod speciāli saldēšanas nozarei ražotiem augstspiediena cietlodētiem plākšņu siltummaiņiem.
(2) Siltuma pārneses koeficients ir svarīgs rādītājs, lai izmērītu siltummaiņa siltuma apmaiņas efektu. Palielinoties enerģijas patēriņam ledusskapju tilpuma vienībā, attiecīgi jāpalielina arī siltummaiņas laukums platības tilpuma vienībai ledusskapju iekārtās. Ūdens un glikola dzesēšanas blokos tiek izmantots ļoti efektīvs un kompakts nerūsējošā tērauda lodēts plākšņu siltummainis, kuram ir lielāks pretestības efektivitātes pieaugums nekā apvalka un caurules siltummainim, un mērogošanas pakāpe ir tikai tāda pati kā čaumalas kondensators. 1/10 [2]. .
(3) Liels spiediena kritums kondensatorā samazinās tvaika kondensācijas temperatūru, kā rezultātā samazinās siltuma pārneses temperatūras starpība; liels spiediena kritums iztvaicētājā izraisīs pārmērīgu tvaika pārkaršanu izplūdes atverē. Abos gadījumos palielināsies siltuma apmaiņas platība, kas ir nelabvēlīga siltuma apmaiņai. Kondensatoram ieteicams aukstumaģenta (piemēram, R22) sānu spiediena kritums ≤0,01 ~ 0,03Mpa2.
(4) Ar gaisu dzesējamiem siltumsūkņu agregātiem ūdens puses siltummaini izmanto kā iztvaicētāju vasarā un kā kondensatoru ziemā. Divi tie projektā būtu jāizvēlas un jāaprēķina atsevišķi, un noteicošais ir lielāks laukums.
2 Kā plākšņu siltummainis iztvaicētājam
Kā parādīts 1. attēlā, ar gaisa dzesēšanu siltumsūkņa blokā notiek atdzesēšanas cikls
Tajā laikā plākšņu siltummaini izmanto kā iztvaicētāju. Iztvaicētājs jātur vertikāli, un gāzes un šķidrais divfāžu dzesēšanas šķidrums, ko pārtver izplešanās vārsts, ieplūst no iztvaicētāja dibena, lai nodrošinātu vienmērīgu aukstumaģenta sadalījumu, un tajā pašā laikā izvairoties no šķidra aukstumaģenta nonākšanas kompresijas kamerā iztvaikojot ir nepilnīga" Liquid hit" parādība. Smaguma spēka iedarbība uz pilieniem neļauj tām pilnā mērā iztvaikot ar gāzes tvaikiem, kas var nodrošināt pietiekamu siltuma apmaiņu, lai dzesēšanas šķidrums varētu pilnībā pastiprināties vai pat radīt zināmu pārkaršanu, atstājot iztvaicētāju; no šī brīža var redzēt, ka lielais Plāksnes siltummaiņa plākšņu skaits ir mazāks nekā zemās plāksnes, kas var ievērojami samazināt aukstumnesēja nevienmērīguma pakāpi siltummainī. Tajā pašā laikā, tā kā gāzes dzesēšanas šķidruma tilpuma plūsmas ātrums iztvaicētāja izejā ir vairāk nekā 30 līdz 60 reizes lielāks par divfāzu maisījuma tilpuma ātrumu ieejā, aukstumaģenta izplūdes savienojuma lielums plākšņu siltummainis nedrīkst būt pārāk mazs.
Tā kā plākšņu siltummaiņa atstatums starp plāksnēm ir mazs un plānas, plāksnes iztvaicētāja aizsardzība pret antifrīzu ir īpaši svarīga. Dzesētājiem, kuriem nav aizsardzības pret salu, izejas temperatūra ir jākontrolē virs sasalšanas punkta. Protams, plātņu iztvaicētājam ir daudz antifrīzu. Piemēram, iekārta ir aprīkota ar zema spiediena vadības slēdzi, aukstumaģenta puses antifrīzu slēdzi, ūdens pusē kontrolētu antifrīzu slēdzi un plūsmas slēdzi.
Palielinoties iztvaikošanas temperatūrai, iztvaicētāja vidējā temperatūras starpība samazinās, līdz ar to iztvaicētāja dzesēšanas jauda samazināsies, bet kompresoram situācija ir pretēja. Kompresora dzesēšanas spēja palielinās līdz ar iztvaikošanas temperatūru。
Ja tiek izvēlēts mazāks iztvaicētājs, darbības punkts virzīsies pa kompresora līkni zemākas iztvaikošanas temperatūras virzienā, kas ne tikai samazina visas mašīnas jaudas samazinājumu, bet arī iztvaikošanas temperatūra darba līdzsvara punktā ir tuvu sasalšanas temperatūra, atvadīšanās Biežāk sasalst plātņu iztvaicētājs. Ja tiek izvēlēts lielāks iztvaicētājs, kas ne tikai novērš samazinātas jaudas un sasalšanas iespēju, bet arī samazina spiediena kritumu ūdens pusē, kas samazina sūkņa enerģijas patēriņu darbības laikā. Protams, izvēloties lielāku iztvaicētāju, sākotnējie ieguldījumi palielināsies, tāpēc tas ir jāapsver visaptveroši.
Ir vērts pieminēt, ka tad, kad ar gaisa dzesēšanu siltumsūkņa iekārta nonāk atkausēšanas fāzē, sakarā ar augsto ūdens temperatūru zema spiediena pusē (plākšņu siltummaiņa pusē) un zemo temperatūru augsta spiediena pusē (fin siltummaiņa pusē). , augsta un zema Starpība ir ļoti maza, kā rezultātā izplešanās vārsta plūsmas ātrums ir salīdzinoši mazs (jo izplešanās vārsta plūsmas ātrums ir proporcionāls spiediena starpības vidējam kvadrātam pirms un pēc vārsta), un tajā pašā laikā plākšņu siltummainī dzesēšanas šķidruma krājumi ir mazāki, un iztvaikošanas temperatūra šeit ir augstāka. Augsts, tāpēc atkausēšanas laikā notiks gaisa dzesēšanas siltumsūkņa agregāta evakuācija ar zemu spiedienu, un šī evakuācija ir ārkārtīgi nelabvēlīga kompresora dzesēšanai un eļļas atgriešanai, kā arī sabojā kompresora spoli. un kustīgās detaļas ilgu laiku.
Reaģējot uz šo situāciju, mēs varam optimizēt sistēmu ， kapilārā caurule, ko atver un aizver ar solenoīda vārstu 9, ir savienota paralēli abos saldēšanas izplešanās vārsta 4 galos, kā parādīts 1. attēlā. 3. Kad siltumsūkņa blokā notiek putekļsūcējs, jābūt iespējai saprātīgi kontrolēt atveramā solenoīda vārsta 9 atvēršanu un aizvēršanu. Šī raksta autors ir paveicis daudz izpētes darbu šajā aspektā un sasniedzis samērā apmierinošus rezultātus.
3 Plākšņu siltummainis kā kondensators
Plākšņu siltummainis, ko siltumsūkņa agregāta atdzesēšanas ciklā izmanto kā iztvaicētāju, siltumsūkņa cikla laikā tiek izmantots kā kondensators. Gan saldēšanas ciklā, gan siltumsūkņa ciklā aukstumaģenta plūsmas virziens ir pretējs, bet ūdens plūsmas virziens nav mainīts. Tā kā kondensatora slodze ir lielāka par iztvaicētāja slodzi, izstrādājot konstrukciju, jāņem vērā, ka plākšņu siltummainis darbojas kā iztvaicētājs līdzstrāvas siltumapmaiņai un, kad to izmanto kā kondensatoru pretstrāvas siltumapmaiņai. Plākšņu siltummaiņa dzesēšanas ūdens ieplūdes un izplūdes ūdens temperatūras noteikšanai jābalstās uz vietējiem meteoroloģiskajiem apstākļiem (galvenokārt atsaucoties uz mitrās spuldzes gaisa kondicionēšanas spuldzes temperatūras aprēķinu vasarā) un investīciju un darbības izmaksas. Parasti dzesēšanas ūdens ieplūdes temperatūra ir par 4 līdz 6 grādiem augstāka nekā vietējās vasaras gaisa kondicionēšanas mitrās spuldzes aprēķinātā temperatūra, un dzesēšanas ūdens temperatūras starpība ir no 4 līdz 6 grādiem.
Plākšņu kondensatoriem parasti nav nepieciešama kondensācijas sekcija un superdzesēšanas sekcija, kas pastāv līdzās, jo superdzesēšanas sekcijas siltuma apmaiņa notiek, lai apmainītos ar saprātīgu siltumu, kas ir daudz zemāks par kondensācijas sekcijas latento siltuma apmaiņas efektivitāti. Ja ir nepieciešama pārdzesēšana, principā apakšdzesētājs jāiestata atsevišķi.
Tā kā kondensāta siltuma pārneses koeficients parasti ir mazāks nekā ūdens puses siltuma pārneses koeficients, lai padarītu tos pēc iespējas tuvākus, ūdens plūsmas ātrumam jābūt mazākam nekā siltummaiņa starp ūdeni un ūdeni, kas var būt 0,3 ~ 0,6 m / s. Ir vērts atzīmēt, ka ūdens plūsmas ātrumam nevajadzētu būt pārāk mazam, pretējā gadījumā tas izraisīs zemu turbulenci, kas radīs neapmierinošu siltuma pārneses efektivitāti un pašattīrīšanās efektu.
Siltuma pārnešana kondensatorā galvenokārt notiek caur plēves kondensāciju, tāpēc plākšņu siltummainim jāgriežas vertikāli. Aukstumaģents no augšas nonāk plākšņu kondensatorā pārkarsētas gāzes veidā, atdzesē, kondensējas pēc pārkaršanas un izplūst no apakšas pārdzesēta šķidruma veidā.
Jāuzsver, ka, tā kā plākšņu kondensatora iekšējais tilpums ir ļoti mazs un tajā nevar uzglabāt šķidrumu, siltumsūkņa sistēmai ar plākšņu siltummaini kā ūdens puses siltummainim jābūt aprīkotam ar papildu šķidruma rezervuāru.
4 Plākšņu siltummainis siltuma reģenerācijas blokam
Siltuma reģenerācijas iekārta izmanto kondensācijas siltumu un krāna ūdeni, lai to sildītu sadzīves ūdenī vai apstrādātu karstu ūdeni, lai atdalītu kondensācijas siltumu, ko rada saldēšanas sistēma, tas ir, tieši nosūtīt krāna ūdeni, kas atbilst karstā ūdens daudzumam, uz siltuma reģenerācijas siltummaini un izvada to atmosfērā. Plākšņu siltummainis, ko izmanto kā siltuma reģenerācijas siltummaini, ir uzstādīts starp kondensatoru un kompresoru, kā parādīts LSFMH tipa siltuma reģenerācijas vienības blokshēmā, ko ražo Changzhou Aisite Air Conditioning Equipment Co., Ltd.
Eksperimenti rāda, ka pārkarsēšanas dzesētāja slodze parasti ir 20% no kondensatora slodzes. Palielinoties siltuma reģenerācijas siltummaiņa ieplūdes ūdens temperatūrai, ir samazināta kondensāta latentā siltuma atgūšana, un pēc tam kondensēto saprātīgo siltumu galvenokārt izmanto, lai turpinātu sākotnēji uzsildītā karstā ūdens sildīšanu līdz 50 ~ 60 ℃. augstas temperatūras ūdens, kas uzglabāts ūdens uzglabāšanas tvertnē lietošanai.
Projektējot un izvēloties siltuma reģenerācijas plākšņu siltummaiņus, lai nodrošinātu normālu iekārtas dzesēšanas funkciju un iegūtu augstāku enerģijas izlietojuma koeficientu, visaptveroši jāapsver enerģijas sadalījuma attiecības starp siltuma reģenerācijas un dzesēšanas jaudu. Ir vērts atzīmēt, ka, ņemot vērā augsto temperatūru siltuma reģenerācijas plākšņu siltummainī, lai nepieļautu ūdens zvīņošanos siltuma reģenerācijas plākšņu siltummainī, krāna ūdens ir jāmīkstina.
Turklāt kompresora izplūdes gāzu svārstību vai milzīgās ietekmes dēļ tas var izraisīt cietinātā cietā plākšņu siltummaini spiediena bojājumus. Tādēļ daži ražotāji instalē bufera sadaļu starp kompresoru un pārkarsēšanas dzesētāju.