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干式壳管式换热器是制冷剂在管内流动,水在管外流动。制冷剂流动通常有几个流程,由于制冷剂液体的逐渐汽化,通程越向上,其流程管数越多。为了增加水侧换热,在筒体和传热管外侧设若干个折流板,使水多次横掠管簇流动。其优点是:①润滑油可随制冷剂气体进入压缩机,一般不存在积油问题;②系统充灌的制冷剂较少;③to在0~C附近时,水不会冻结;④冬季除霜运行时,供水温度波动较小。主要问题是:①制冷剂多个流程在端盖转弯处,如处理不好会有积液进入下一个流程的液体分配不均匀,影响传热效果;②冬季做冷凝时,制冷剂在管内冷凝,其换热系数比制冷剂在管外冷凝小:③水侧存在泄漏问题,由于折流板外与壳体间一般有l~3mm间隙,与传热管之间有2mm左右的间隙,因而会引起水泄漏,实践证明,水的泄漏会引起水侧换热系数低20~30%,总的传热系数下降5~15%。
卧式壳管式换热器是管内走水,制冷剂在管簇外面蒸发或凝结。其优点是传热系数大,结构紧凑、体积小、操作管理方便。其缺点是:①该换热器夏季为满液式蒸发器,壳体内流注的制冷剂多,约为简体的55~60%;冬季作为冷凝器,其充注量只有5%左右,因此热泵系统需设置较大的贮液器,而且系统管路较复杂:②制冷系统低于O℃时,管内水易冻结,破坏换热管;③夏季作蒸发器时,受到制冷剂液柱高度影响,筒体底部的to偏高,减小传热温差:④做蒸发器时,简体底部会积油,必须有可靠的回油措施;⑤冬季除霜运行时,供热水温度波动较大。
3、空气侧换热器
303DHV-47D2日立变频压缩机对于≥116kw的大、中型风冷热泵机组,多为顶出风,风机布置在机组顶板上。翅片管换热器布置主要有三种形式,即平直型,W型和V型。平直形换热器高度较大,表面风速分布不均匀,冬季除霜水排出不畅:w型换热器可以减小机组体积,除霜水排出较好,但由于其长度较大,使得内侧两端进风面积相对较小,内侧翅片的传热效果比侧面差;V型空气换热器克服了上述两种型式的缺点,有较好的换热效果。为保证换热器的进风均匀,换热器高度不宜过大,对高度为1.2m的换热器实测表明,上下风速差3倍左右,为此空气换热器的高度不宜大于1.2m,最好能控制在1m以内。
空气侧换热器的翅片型式一般有平片、波纹片、V形片和开槽片。就传热效果而言,平片最差,开槽片最好,但开槽翅片不足之处是容易积灰,且清洗困难,积灰后使传热效率降低,噪声增大,冬季结霜块。从总体使用效果看,以波纹片和V形片为好。对于翅片间距不宜过小,间距小了,冬季作蒸发器时,会加大阻力除霜次数增多。为延缓结霜,适当加大片距有好处,翅片间距一般不应小于2mm。为强化换热器换热,用内螺纹铜管代替光管,可较大幅度的提高传热系数。采用涂亲水膜的铝片可以减少空气侧风阻和防腐;涂抗氧化层可以防止空气中的水份及酸性物质对翅片的腐蚀:对翅片进行涂黑处理,可以增强翅片表面的换热系数。
303DHV-47D2日立变频压缩机风冷冷凝器完全依靠空气冷却,因此必须有足够的空气量流过换热器。在夏季,风量小,热季空气经过换热器升温过大,使冷凝温度tk提高,机组0下降,耗能增加,特别是在炎热地区,其影响更加明显;在冬季,风量小,空气降温幅度大,导致结霜严重,增加除霜次数,供热量减少耗能上升。
风冷热泵机组采用内置水泵可省去所占屋面的空间;免去水泵安装及土建施工费用;不必再为水泵单独设立配电柜及相应的控制装置;水泵工作直接由机组控制,避免水泵与机组配合不当而影响正常使用;可实现全自动管理;大大降低水泵产生的噪声与振动,因此,内置水泵对用户很有好处。目前很多厂家在介绍产品和在产品样本中都说明可以装内置水泵,有的厂家甚至在样本机组图中画出了水泵的安装位置。众所周知,风冷热泵机组的振源主要是压缩机和风扇,在机组整机设计时,充分考虑了整机的重心、质心、设备质量的惯性矩、扰力和扰力矩等对机组平衡性的影响,使机组在运行中尽量达到平衡,产生的振动达到最小。如果在机组内加上1-2台水泵,水泵转速高,振动大,水泵安装位置不当,基础防振处理不好,可能使机组产生共振,大大增加机组的振动和噪声。为防止内置水泵导致机组的振动和噪声加大,生产厂家应注意:在整机设计时就应考虑好内置水泵的安装位置,进出水管路的连接通畅,而不是到现场在机组内随意找个地方安装上水泵就行了;水泵的基础必须采用防振基础,管路采用防振支架。
5、机组的防腐问题
由于机组一般安装在屋面上,常年风吹雨淋,特别是我国部分城市的空气污染和酸雨严重,沿海地区空气中盐分较多,有些机组使用1~2年已锈斑累累,严重降低机组使用寿命,在设备选择中对该问题应引起足够重视。目前产品的作法有:①机组的顶板、底板、框架、面板全部用不锈钢材料制造;②框架为一般角钢、槽钢经镀锌处理,面板、顶板等用烤漆板或彩色钢板:③顶板、底板用不锈钢钢板,框架用铝合金,面板用镀锌板,表面经磷酸锌处理后,再烤聚脂漆;④顶板为不锈钢,底板为镀锌钢板表面涂环氧树脂,框架为铝合金。面板用镀锌钢板,表面喷涂PVC面层;⑤不锈钢框架铝合金面板,顶板、底板用经过防腐处理的镀锌钢板。机组装配用的螺丝、螺帽及辅助金属材料,很多厂均经镀锌处理或采用不锈钢材料。
6、机组的布置
303DHV-47D2日立变频压缩机风冷热泵机组应尽量布置在室外屋面上,进风应通畅,排风不应当受到阻挡,避免造成气流短路。很多个工程实践及教训证明,由于布置不当,使热泵机组不能正常工作,有的甚至打了多年官司。在布置时应特别注意热泵机组的上方和进风侧的水平间距。根据文献[3]的计算,当排风口风速V=10m/s时,其射程长度达到14.243m;York公司风冷热泵产品样本中明确指出,机组上空15.24m以内不应有阻挡物。因此,在布置机组时,机组上部不应有任何阻挡物,保证排风通畅:若机组上部有阻档物,必须采取措施使排风通畅,避免回流,保证额定排风量。文献[4]根据有限的吸入吸风速度场的原理计算,当进风侧水平距离接近机组高度时,便可使进风通畅,机组之间进风相互干扰减小。根303DHV-47D2日立变频压缩机据此结论,机组进风侧与阻挡物之间的距离最好保持机组高度的尺寸;当两台机组平行并列布置时,其进风侧的水平间距应达到机组的2倍高度。
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